[发明专利]一种利用排气干燥褐煤的超临界CO2

说明书

本发明公开了一种利用排气干燥褐煤的超临界CO2发电系统及方法，该系统包括超临界CO2燃煤发电系统和褐煤排气预干燥系统，超临界CO2燃煤发电系统包括锅炉、主压缩机、再压缩机、透平、低温回热器、高温回热器和预冷器，褐煤排气预干燥系统包括流量调节阀、间壁式干燥机和凝汽器；高温回热器热侧出口分流部分中温工质进入间壁式干燥机加热褐煤，脱除褐煤中水分，实现褐煤预干燥目的，流量调节阀通过调节间壁式干燥机中的工质流量，以调节干燥褐煤所需的热量。本发明减少褐煤中的水分，提高褐煤热值，可以提高锅炉效率，降低厂用电，从而大幅提高系统能量利用效率。

技术领域

本发明涉及发电技术领域，具体涉及一种利用排气干燥褐煤的超临界CO2发电系统及方法。

背景技术

超临界CO2动力循环具有热效率高、系统简单、灵活性高、投资小以及运行维护费用低等优点，在燃煤发电领域具有广阔的应用前景。研究表明，相比常规蒸汽朗肯循环燃煤发电机组，基于超临界CO2动力循环的燃煤发电系统具有更高的发电效率和更低的投资，有望得到大规模应用。目前有关超临界CO2循环在燃煤发电领域的研究较少考虑煤种的变化，尤其缺乏针对褐煤发电系统的研究。我国褐煤储量丰富，已探明储量达1300亿吨，占全国煤炭储量的12％，并且价格低廉，正成为我国火力发电的主要燃料。但是，由于褐煤水分含量较高，导致热值较低，直燃褐煤发电系统能量利用效率低，设备成本高。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种利用排气干燥褐煤的超临界CO2发电系统及方法，该系统通过将间壁式干燥机与低温回热器并联布置，利用高温回热器出口的中温排气携带的热量干燥褐煤，脱除褐煤中的水分，提高褐煤热值，从而实现降低锅炉成本、提高系统能量利用效率的目的。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种利用排气干燥褐煤的超临界CO2发电系统，包括超临界CO2燃煤发电系统和褐煤排气预干燥系统；其中，

所述超临界CO2燃煤发电系统包括主压缩机1、低温回热器2、高温回热器3、锅炉4、透平5、预冷器6和再压缩机7，其中主压缩机1出口、低温回热器2冷侧进出口、高温回热器3冷侧进出口、锅炉4进出口、透平5进出口、高温回热器3热侧进出口、低温回热器2热侧进出口、预冷器6进出口和主压缩机1入口依次相连通；再压缩机7进出口分别与低温回热器2热侧出口和低温回热器2冷侧出口相连通；

所述褐煤排气预干燥系统包括流量调节阀8、间壁式干燥机9、凝汽器10，其中低温回热器2热侧进口、流量调节阀8进出口、间壁式干燥机9进出口和低温回热器2热侧出口依次相连通，间壁式干燥机9出口干燥煤送入锅炉4，间壁式干燥机9排气出口与凝汽器10入口连通。

所述间壁式干燥机9和低温回热器2并联布置，高温回热器3热侧出口中温排气分成两股，分别进入间壁式干燥机9和低温回热器2放热后，重新汇合。

所述流量调节阀8调节间壁式干燥机9的超临界CO2工质流量，从而调节输入间壁式干燥机9的热量。

所述间壁式干燥机9入口超临界CO2温度高于150℃，用于干燥原煤。

所述的一种利用排气干燥褐煤的超临界CO2发电系统的工作方法，超临界CO2工质经主压缩机1升压，然后依次在低温回热器2、高温回热器3和锅炉4中吸热后进入透平5做功，透平5排气在高温回热器3中放热后分流成两部分：一部分进入低温回热器2继续放热，另一部分经流量调节阀8进入间壁式干燥机9加热褐煤，然后两股工质汇合；汇合后的工质再次分成两部分，一部分被预冷器6冷却后，进入主压缩机1，完成闭式发电循环，另一部分经再压缩机7升压后汇入低温回热器2冷侧出口；

褐煤在间壁式干燥机9中被加热，蒸发出的水蒸气排气进入凝汽器10凝结成液态水，脱水后的干燥煤被送入锅炉4中燃烧。

和现有技术相比，本发明具有以下优点：