蒸汽回轉式褐煤取水技術在660MW發電機組中應用可行性的探討

孫科 劉曉飛

(神華國能錫林郭勒煤電有限責任公司,內蒙古錫林浩特 026000)

蒸汽回轉式褐煤取水技術在660MW發電機組中應用可行性的探討

孫科 劉曉飛

(神華國能錫林郭勒煤電有限責任公司,內蒙古錫林浩特 026000)

本文以內蒙古錫林郭勒盟某電廠為例,簡要介紹了蒸汽回轉式褐煤取水技術的原理,指出了褐煤取水技術對發電機組節水、節能的意義,探討了蒸汽回轉式褐煤取水技術在660MW級發電機組中應用的可行性。

蒸汽 褐煤取水 發電機組 節水 節能

內蒙古自治區錫林郭勒盟煤炭資源豐富，適宜建設大型煤電基地。但該區域富煤貧水，水源成為制約煤電基地快速發展的關鍵因素。因該區域煤質以褐煤為主，具有含水量高(20%～50%)、熱值低、揮發分高、熱穩定性差等特點，若直接用于鍋爐燃燒，將導致鍋爐熱效率和電廠凈效率降低。

采用褐煤取水技術，一方面可回收大量再生水，用于機組補充用水，大大降低機組耗水指標；另一方面，可將褐煤干燥，燃用干燥后的褐煤不僅可大大減少入爐煤量，還可以提高鍋爐熱效率、降低引風機及制粉系統等輔機的電耗，對提高電廠經濟性有很重要的意義[1]。

圖1 蒸汽回轉式褐煤干燥技術流程圖

1 工程概況

內蒙古錫林郭勒盟某2×660MW電廠為燃用高水分褐煤的煤電一體化項目，電廠煤種成分資料如表1所示。

2 蒸汽回轉式褐煤干燥技術原理

蒸汽管回轉式褐煤預干燥系統工藝流程如圖1所示，從蒸汽管回轉干燥機頭部排出的尾氣(氮氣、水蒸汽及煤顆粒粉塵)被載氣引風機抽吸到布袋除塵器內進行氣固分離，被分離凈化后的載氣、水蒸汽通過載氣引風機送入噴淋洗滌冷凝塔中，干燥載氣從塔底進入與塔頂來的噴淋冷卻水在塔內構件的作用下充分接觸洗滌冷卻，洗滌冷卻下來的水和循環冷卻水混合由循環水泵送入凝結水加熱器和負荷調節換熱器，冷卻換熱后返回洗滌塔塔頂作為循環噴淋冷卻水循環冷卻進入洗滌塔的載氣混合器，冷卻回收的水通過控制閥排出，回收水被送至水工專業。

3 蒸汽回轉式褐煤干燥技術節水分析

該電廠褐煤的煤質資料分析顯示，設計煤種對應的原煤收到基水分為38．03%，蒸汽管回轉式褐煤預干燥工藝可將原煤水分降低至15%以下，出于干燥設備的選型及蒸汽耗量的考慮，暫按將原煤水分干燥至含水率為20%來設計。干燥后的褐煤通過緩沖干煤斗和旋轉閥后直接進入磨煤機制粉系統，因此煙風制粉系統的設計是依據干燥后煤質數據來完成的。該電廠工程計劃建設2臺660MW超超臨界參數、間接空冷、燃煤發電機組，鍋爐BMCR工況蒸汽量暫按2088t/h考慮，則鍋爐在BMCR工況下的燃料消耗量如表2所示。

表1 煤種成分資料

表2 鍋爐燃料消耗量

該電廠工程蒸汽管回轉式褐煤預干燥工藝過程中，設計煤質對應的原煤收到基水分為38．03%，經干燥后水分降低至20%，干燥載氣所攜帶的大量水蒸氣在吸收塔中被冷凝回收，原煤中蒸發出來水分能夠完全回收。其中回收水占原煤外在水分的91．3%，全水分的68．0%，每臺機組每小時可回收褐煤中的水分為105m3/h，兩臺機組每小時共回收210m3/h水，年回收褐煤中水量可達116．32萬m3(按年運行5500小時考慮)。這些從褐煤中回收的水分可以經化學工藝處理后作為機組的補充用水?？梢?，蒸汽管回轉式褐煤取水技術可回收大量再生水，這在富煤貧水的內蒙古錫林郭勒盟地區對項目的可持續發展有著重要的意義。

4 蒸汽回轉式褐煤干燥技術節能分析

蒸汽管回轉式褐煤預干燥系統中含水率高的濕褐煤先在蒸汽管回轉式干燥機內干燥，然后再送入到配有中速磨煤機的制粉系統中研磨，然后在鍋爐內燃燒。由于褐煤中的大部分外在水分被蒸發出來，單位質量褐煤的發熱量得以提高，同時也降低了鍋爐的煙氣量和排煙損失，提高了鍋爐熱效率。燃煤發電機組降低燃煤水分能顯著降低機組耗煤量，減少二氧化碳排放。干燥消耗的能量是汽輪機發電后的被壓蒸汽，采用干燥消耗多少汽輪機抽出蒸汽的熱量，冷源將減少相同數量的散熱損失，相對采用煙氣直接干燥的干燥方式具有顯著的節能效果。

蒸汽回轉式干燥機技術成熟，具有操作及回收成本低、對入料原煤要求低、操作平穩、簡單等特點更具有競爭優勢。

5 蒸汽回轉式褐煤干燥技術應用的必要性和可行性

近年來，國家能源政策進一步完善，對生態文明建設提出更高的要求，地方政府也更加注重生態環境保護和資源集約利用。錫盟地區蘊含豐富的褐煤資源，儲量大、含水量高，同時錫盟地區水資源相對貧乏，錫盟政府明確提出“探索褐煤干燥提水循環利用技術，建設高度節水清潔能源生產示范項目”。如何提煉應用煤中蘊含的大量水分，同時提高褐煤品質一直是該電廠不斷追求優化的課題。褐煤取水技術的適時推廣，與該電廠的需求不謀而合。

目前，褐煤取水技術在工業領域應用廣泛，技術相對成熟，系統運行穩定。蒸汽管回轉干燥技術在石化行業已經有十幾年的成功運行經驗，在鋼鐵企業煉焦煤調濕裝置上也穩定地運行了近6年時間[2]。該技術已在神華集團國華電力涉外項目印尼穆印項目2×13．5MW發電機組成功應用，目前已進入商業運行，該技術對我國最大的能源消費行業-煤電行業的節能減排意義重大，市場前景廣闊。

[1]閻維平,馬凱,李春啟,等.褐煤干燥對電廠經濟性的影響[J].中國電力,2010,43(3):35-37.

[2]周立榮,錢國俊.蒸汽管回轉干燥機在燃褐煤電廠中的應用探討[B].節能技術,2011,32(5):94-99.

孫科(1972—),男,大專,神華國能錫林郭勒煤電有限責任公司,總經理助理,主要從事2×660MW機組前期管理工作;

劉曉飛(1983—),男,學士,神華國能錫林郭勒煤電有限責任公司,電氣專工,主要從事2×660MW機組前期技術工作。