一種普適性電廠節能技術：原煤低溫預干燥

趙世飛，　徐　鋼，　王春蘭，　董　偉，　許　誠，　楊勇平

(華北電力大學 國家火力發電工程技術研究中心， 北京 102206)

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一種普適性電廠節能技術：原煤低溫預干燥

趙世飛，徐鋼，王春蘭，董偉，許誠，楊勇平

(華北電力大學 國家火力發電工程技術研究中心， 北京 102206)

摘要：針對燃煤電廠提出一種原煤低溫預干燥技術，并討論了采用該干燥技術后燃煤電廠在設備和輔機電耗方面的變化.通過理論推導得出原煤中水分對原煤低位發熱量及機組熱力學性能的影響.以典型的原煤低位發熱量和供電效率為例，計算分析了不同低位發熱量的原煤采用不用程度的低溫預干燥后自身低位發熱量的變化，以及對不同機組供電煤耗率的影響.結果表明：如采用電廠廢熱干燥原煤且不考慮輔機電耗，煤中水分相對于干燥前每降低1%，可使低位發熱量上升1.2%～1.5%，供電煤耗率下降0.3～0.6 g/(kW·h)，節能效果顯著；原煤低溫預干燥系統簡單、投資可控，是一種極具潛力的普適性電廠節能技術.

關鍵詞：燃煤機組； 原煤低溫預干燥； 低位發熱量； 煤耗率

近年來，隨著化石能源的短缺以及節能減排要求的日益嚴格，電力行業尤其是煤電行業面臨著新的挑戰.2014年，國家發改委、環保部和國家能源局3部委下發的《煤電節能減排升級與改造行動計劃2014—2020》明確指出：新建燃煤發電項目原則上采用600 MW及以上超超臨界機組，其中濕冷機組供電煤耗率不高于285 g/(kW·h).到2020年，現役燃煤發電機組改造后平均供電煤耗率低于310 g/(kW·h)，其中現役600 MW及以上機組(除空冷機組外)改造后平均供電煤耗率低于300 g/(kW·h).這對我國煤電行業是一個巨大的壓力和挑戰，同時也將有力地推動我國煤電行業走向深度節能，促進我國煤電行業持續快速發展.

目前，煤電行業的單機容量較大、機組技術水平很高，上大壓小、變頻改造、汽輪機通流部分改造及輔機改進等傳統節能手段大多已經應用，煤電行業節能普遍進入“深水區”.綜合公開文獻和行業信息來看，目前有望較大規模實現的節能手段主要包括：采用超超臨界和更高參數(如700 ℃等)、優化循環結構及余熱利用等[1-4].然而，目前700 ℃高超臨界技術處于研發階段，仍面臨諸多問題，特別是新的鎳基耐高溫材料方面總體發展緩慢，而且即使研發成功，在現有的生產水平下，昂貴的機組造價也會成為限制主蒸汽參數提高的瓶頸[5-6].在循環結構優化方面，二次再熱技術被認為是一種降低新建機組煤耗率的有效方法.初步估算，新建超超臨界機組采用二次再熱的設計可使煤耗率降低8～12 g/(kW·h)[7-9]，但機組的投資也會相應提高5%以上，對于百萬千瓦機組，投資可增加2～3億元甚至更高.同樣，電站鍋爐的煙氣余熱利用通常可使機組的供電煤耗率下降1.5～2.5 g/(kW·h)，但對百萬千瓦機組的改造費用高達2 000～4 000萬元甚至更多[10-12].

近年來，隨著中東部高能量品級的煙煤消耗速度加快，越來越多的電廠燃用或者摻燒來自內蒙、新疆以及從國外進口的次煙煤和褐煤等，很多電廠的原煤含水量普遍在10%～15%，部分可達20%以上.高水分不僅帶來磨煤機出力不足、鍋爐煙氣量偏大等運行問題，還導致鍋爐效率偏低、排煙熱損失過大等，最終嚴重影響了機組效率[13-14].筆者結合長期在余熱利用、褐煤干燥領域的研究成果，認為燃燒煙煤、次煙煤以及混煤的電廠也可以考慮進行原煤預干燥，且原煤預干燥的節能效果將非常明顯.

鑒于此，筆者針對燃用非褐煤的電廠提出一種原煤低溫預干燥的全新思路與技術，探討采用原煤預干燥技術后燃煤電廠在設備和輔機電耗等方面的變化，并在此基礎上對原煤中水分變化對其自身低位發熱量及鍋爐和全廠效率的影響進行理論分析與規律性研究.

1原煤低溫預干燥概念的引出

1.1電廠原煤低溫預干燥技術的提出

褐煤干燥是一種成熟、有效的能提高褐煤電站能效的技術[15-16].采用褐煤干燥技術可以將褐煤高達30%～60%的含水量降低至10%～25%左右，而燃用干燥后的褐煤可大幅提高鍋爐效率、降低排煙熱損失，針對新建機組，還可減小鍋爐設計尺寸，進而使機組的效率和經濟性都得到顯著提高[15].

除褐煤外，我國主要動力煤中一般也含有5%～25%的水分，其中次煙煤的水分更是高達10%～25%.煤中的外水分一般存在于煤粉顆粒的表面和大孔隙之間，占到全水分的70%～80%，溫度達到40～50 ℃時即可脫除[15].根據相關的實驗研究結果可知[16]，只要流程設計合理、停留時間適當延長，50～100 ℃左右的低溫預干燥過程即可使煙煤和次煙煤的外水分全部蒸發，同時也可以使相當一部分內水分蒸發出來，使其總水分大幅降低至3%～10%的水平.

在常規燃煤電站中，各種低品位余熱和廢熱資源十分充裕，如汽輪機的低壓抽汽、鍋爐排煙、空冷凝汽器的廢熱和空冷島熱風等.因此，可以利用此類電站的余熱或廢熱對原煤進行低溫預干燥，一方面可有效降低原煤50%～80%的水分，實現入爐煤低位發熱量和鍋爐效率的提高；另一方面實現了部分低品位余熱或廢熱資源的合理有效利用，低溫預干燥的能耗代價也會很低.兩個方面相互促進，使得該干燥技術的節能效果更佳，有望顯著提高電站系統的凈效率.

同時需要指出的是，與現有磨煤機系統的煤粉干燥不同，筆者提出的原煤低溫預干燥技術中，蒸發出的水分會隨干燥尾氣排出，并不會隨原煤進入磨煤機及鍋爐爐膛.因此，所提出的技術不僅可改善爐膛內燃燒情況，還可降低鍋爐排煙熱損失.

1.2原煤低溫預干燥技術的可行性分析

在技術上，非褐煤低溫預干燥可沿用褐煤干燥技術，僅需要在裝置的設計尺寸和停留時間等細節上進行一些改進，因此其技術基本成熟.不僅如此，相比于褐煤，煙煤和次煙煤在物理性質上更穩定，低溫預干燥過程中及干燥后更不易出現揮發、煤粉揚塵和自燃等現象，因此非褐煤低溫預干燥技術的難度相對更低.

目前，燃煤機組鍋爐的排煙溫度一般為120～140 ℃，電廠燃用低階煤時排煙溫度可以達到更高[17].因此，可利用鍋爐排煙的余熱對原煤進行低溫預干燥，其適用的設備為煙氣回轉干燥設備和帶內部熱循環的流化床(WTA)等[18].

對于空冷機組，汽輪機的額定背壓和夏季滿發背壓分別為13～18 kPa 和30～35 kPa，其對應飽和水溫度分別為51～57.8 ℃和69～72.7 ℃，當前這部分熱量一般直接排入大氣中，造成熱量的浪費.因此，可利用汽輪機排汽和空冷島出口熱空氣對原煤進行低溫預干燥，其適用的設備為蒸汽回轉干燥設備和低溫流化床等[19].

表1列出了幾種常見干燥設備及其干燥形式.

表1　常見干燥設備及其干燥形式

原煤低溫預干燥系統增加的干燥設備與原電廠設備相對獨立，布置位置也比較靈活，但干燥設備裝置規模較大，對場地有一定要求.因此，不管是新建機組還是在役機組的節能改造，只要廠區附近有合適的場地，均可采用原煤低溫預干燥這種有效的節能技術.根據褐煤干燥的經驗，低溫預干燥系統的技術難度不高，投資可控且收益明顯，如能獲得大規模應用，對于我國燃煤電廠實現進一步深度節能有重大意義.

1.3原煤低溫預干燥對輔機電耗的影響

干燥前后煤質的變化會對送風機、引風機以及磨煤系統的運行造成一定的影響[20].對送風機和引風機來說，其影響主要體現在總送風量和總煙氣量的變化上.由于干燥后總送風量和總煙氣量均會變小，總送風量減小會降低風機的電耗，減小流動阻力，從而進一步降低風機電耗.

假設干燥前后的原煤制粉方式相同，在鍋爐吸熱量一定的情況下，由于進入鍋爐的煤量減少，磨煤量也會隨之減少.而磨煤機的電耗與磨煤量成正比，近似考慮干燥前后原煤的單位磨煤電耗相等，則制粉系統的電耗也會明顯降低.

另外，由于采用原煤低溫預干燥技術會增大干燥設備機械功和輸送熱源等電耗，這部分電耗對系統影響很小，因此在考慮低溫預干燥對輔機電耗的影響時，此部分可以忽略.

綜合來看，采用原煤低溫預干燥的電廠總的輔機電耗是降低的.根據已有的褐煤干燥經驗，當褐煤水分由40%降低為15%時，輔機電耗降低近30%[21].

2原煤低溫預干燥對煤低位發熱量及機組熱力學性能的影響

筆者應用計算模型分別分析了原煤低溫預干燥前后原煤低位發熱量的變化及其對燃煤機組熱力學性能的影響.由分析結果可知，低溫預干燥造成原煤低位發熱量增加是使電站系統整體性能改善的主要因素.為簡化模型，筆者在推導過程中忽略了一些次要影響因素，并進行了以下假設：

(1) 干燥熱源選用燃煤電廠低溫廢熱，因此暫不考慮干燥過程的熱耗；

(2) 干燥前后因煤自身溫度提高帶來的顯熱增加忽略不計；

(3) 干燥前后從鍋爐輸入汽輪機的有效利用熱量不變；

(4) 暫不考慮低溫預干燥后鍋爐效率的提高及輔機電耗的降低；

(5) 因干燥后制粉系統電耗下降，煙氣量降低使得引風機電耗下降，同時干燥設備本身會帶來一部分電耗，為簡化處理，假設電廠總廠用電率不變.

2.1原煤低溫預干燥對煤低位發熱量的影響

假設原煤質量為mkg，總含水量為mwkg，其單位高位發熱量和單位低位發熱量分別為qH和qL，kJ/kg，總高位發熱量和總低位發熱量分別為QH和QL，kJ.易見，QH=m·qH，QL=m·qL.

假設mkg原煤經過低溫預干燥后有Δmwkg的水分被蒸發.定義脫水率α為干燥出的水與干燥前原煤的質量之比，則

(1)

干燥后煤的質量為m＇：

(2)

由于干燥前后只有煤中的水分發生了變化，煤中各種可燃物的質量并沒有發生變化，因此干燥前后煤的總高位發熱量沒有發生變化，即

(3)

(4)

即干燥后煤的質量雖然有所減少，但其總低位發熱量反而有所增加，其增加值為干燥時煤中蒸發出的所有水分的總汽化潛熱.該現象可理解為：所有煤的燃燒過程釋放的化學能，總有一部分用于加熱燃燒產物，包括提供煤中水分蒸發所需的汽化潛熱.而采用低溫預干燥技術，通過利用低溫熱能提前蒸發出煤中部分水分，節省了未干燥時燃燒過程中提供給這部分水分蒸發所需的汽化潛熱.因此，干燥后雖然煤的質量有所減少，但在燃燒過程中反而可多釋放一部分熱能，其數值近似等于被干燥時蒸發出水分的汽化潛熱.干燥后原煤的單位低位發熱量為：

(5)

圖1給出了mkg原煤低溫預干燥前后質量、總低位發熱量和單位低位發熱量的變化情況.由圖1可以看出，干燥后一方面煤的總低位發熱量有所增加，另一方面煤的總質量卻明顯減少，兩方面因素疊加使得干燥后煤的單位低位發熱量顯著增加.

圖1　干燥前后原煤質量與低位發熱量變化示意圖

2.2原煤低溫預干燥對機組熱力學性能的影響

圖2給出了低溫預干燥前后給煤量變化示意圖.圖2(a)和圖2(b)分別表示無預干燥和有預干燥的燃煤發電系統，兩系統所用煤種相同.經過低溫預干燥后，原煤的質量從m2減少至m＇2，低位發熱量從qL提高至q＇L，再進入鍋爐燃燒放熱.

根據假設條件(3)，干燥前后從鍋爐輸入汽輪機的有效利用熱量不變，即：

Qr=m1·qL·ηb=

(6)

式中：Qr為原煤直接燃燒進入發電系統的熱量，即蒸汽吸熱量，MW；m和m＇分別為干燥前、后的燃煤質量，kg；下標1、2分別代表無預干燥和有預干燥的燃煤發電系統；ηb為鍋爐效率，%.

圖2　原煤低溫預干燥前后給煤量變化示意圖

由式(2)可知，干燥前后燃煤的質量比為

(7)

將式(5)和式(6)代入式(7)，可得：

(8)

根據假設，引入管道效率ηp，汽輪機效率ηe和廠用電率ξap都不變，因此供電效率ηnet為定值，即

(9)

機組的供電功率也相等，即：

(10)

式中：Pnet為機組的供電功率，MW；Qr,1,Qr,2分別為無預干燥和有預干燥的燃煤發電系統的蒸汽吸熱量，MW；ηnet,1,ηnet,2分別為無預干燥和有預干燥的燃煤發電系統的供電效率，%.

根據機組的供電煤耗率b=m/Pnet，則干燥前后煤耗率的變化Δb可表示為

Δb=b1-b2=m1/Pnet-m2/Pnet=

(11)

式中：b1、b2分別為無預干燥和有預干燥的燃煤發電系統的煤耗率，g/(kW·h).

又知煤耗率b=122.8/ηnet，經推導可得凈效率增量Δηnet可表示為

Δηnet=ηnet,2-ηnet,1=

(12)

通過上述理論公式的推導，定量地分析了低溫預干燥對原煤低位發熱量、系統供電煤耗率和凈效率的影響.推導過程中采用了一些假設條件來簡化計算過程，結果會有誤差，但是結果反映的趨勢對指導燃煤機組節能減排仍有一定的參考價值.

3多煤種案例機組分析

根據上文推導結果，以典型低位發熱量的煤種和典型火電機組供電效率為基礎，分析不同干燥程度下，原煤低溫預干燥對原煤低位發熱量及機組供電煤耗率的影響.

圖3給出了原煤低溫預干燥過程中，不同干燥程度對原煤低位發熱量的影響.圖中，干燥前的原煤低位發熱量為12.56～23.03 MJ/kg，脫水率α為0.10～0.20時，單位低位發熱量可普遍提高12.5%～30.1%，可見低溫預干燥過程可明顯提高煤的單位低位發熱量.

圖3　干燥前后原煤低位發熱量變化示意圖

以低位發熱量為14.65 MJ/kg、含水量為20%左右的原煤為例，假設其脫水率α為0.10，則入爐煤低位發熱量可達到16.58 MJ/kg，提高13.1%.這意味著原來必須燃用低位發熱量16.75 MJ/kg以上原煤的鍋爐，通過增加干燥設備，也可以燃用低位發熱量為14.65 MJ/kg的煤.眾所周知，低發熱量的劣質煤價格(即使是折算到標準煤價格)明顯低于高發熱量的煤，因此選取低位發熱量為14.65 MJ/kg的原煤并采用干燥技術，相比于選取低位發熱量16.75 MJ/kg的煤，其燃料價格會大幅降低.

基于第2節所做假設及式(9)，得出圖4所示的原煤低溫預干燥對燃煤機組煤耗的影響.圖4(a)～圖4(c)分別對應原供電效率為37%、40%和43%的機組，這3個效率水平大致代表了我國現階段典型亞臨界、超臨界和超超臨界機組的供電效率[19].

由圖4可以看出，對于同一機組，脫水率越高，節能效果越明顯，且煤耗率的降低量與脫水率近似呈線性變化的趨勢.如對于原供電效率37%的燃煤機組，原煤低位發熱量為12.56 MJ/kg時，脫水率α每增加0.01，約可降低供電煤耗率0.63 g/(kW·h)，節能效果顯著.

(a) 供電效率37%

(b) 供電效率40%

(c) 供電效率43%

對于同一機組，在相同脫水率下，機組原煤的低位發熱量越低，則供電煤耗率降低越多，節能效果越明顯.如對于同一機組(原供電效率為37%)，原煤低位發熱量為23.03 MJ/kg時，脫水率α每增加0.01，僅能降低0.35 g/(kW·h)的供電煤耗率，雖有一定的節能效果，但較選用低位發熱量為12.56 MJ/kg原煤的機組節能效果明顯降低.

對比圖4(a)～圖4(c)還可以發現，在相同的原煤低位發熱量和干燥程度下，機組原供電效率越低，干燥后的供電煤耗率下降越多.如脫水率α均為0.10時，低位發熱量同樣為12.56 MJ/kg的煤，原供電效率分別為37%、40%和43%的機組，對原煤進行低溫預干燥后的供電煤耗率分別下降6.48 g/(kW·h)、5.99 g/(kW·h)和5.57 g/(kW·h).

綜上，原煤低溫預干燥帶來的節能效果非常明顯.在大多數機組、大多數煤種條件下，均可實現脫水率α每增加0.02或0.03，即可降低煤耗率1 g/(kW·h).如果脫水率α達到0.08～0.15，可降低煤耗率4～7 g/(kW·h)，節能效果突出.

同時，原煤低溫預干燥技術較成熟且有很多褐煤干燥系統運行經驗，投資可控，節能效益顯著，因此應用該干燥技術的預期經濟效益也非常可觀.以典型超臨界600 MW機組為例，假設機組供電效率為40%，且采用低位發熱量16.75 MJ/kg的原煤，則需要采用2臺干燥能力為200 t/h的煙氣直接干燥設備，機組需增加初投資約2 000萬元.若原煤脫水率α為0.10，即單位質量原煤中蒸發出水分0.10 kg，則采用低溫預干燥的機組與原機組相比煤耗率可降低4.52 g/(kW·h).假設機組年利用小時數為5 000 h，煤價為600元/t，則每年可節約燃料成本約813.6萬元，約2.5年即可收回投資成本.若考慮由于低溫預干燥后入爐煤的單位低位發熱量大幅提高，可以摻燒更多價格更便宜的低發熱量、高含水量的低階煤，并可由此節約燃料成本，將會使機組經濟性得到進一步改善.

4結論

(1) 基于褐煤干燥的研究成果，進一步討論了原煤低溫預干燥采用的低溫干燥設備和輔機電耗的變化，結果表明采用低溫預干燥后輔機電耗也會有所降低.

(2) 單位質量原煤經低溫預干燥后，低位發熱量顯著提高，干燥后其可利用的熱量顯著增加，脫水率α為0.10～0.20時，單位低位發熱量可普遍提高12.5%～30.1%，并且單位質量原煤的可利用低位發熱量顯著提高，能夠帶來深遠的節能收益.

(3) 對于同一機組來說，干燥程度越高，節能效果越明顯，且煤耗率的降低量與脫水率呈線性變化的趨勢.脫水率α每增加0.02或0.03，即可降低煤耗率1 g/(kW·h).如果脫水率α達到0.08～0.15，可降低煤耗率4～7 g/(kW·h)，節能效果突出.針對同一機組，在同一干燥程度下，機組供電煤耗率的降低量隨著所選用燃煤低位發熱量的提高而降低.

參考文獻：

[1]ESPATOLERO S，CORTES C，ROMEO L M．Optimization of boiler cold-end and integration with the steam cycle in supercritical units[J]．Applied Energy，2010， 87(5)：1651-1660．

[2]蔡小燕，張燕平，李鈺，等．700 ℃超超臨界燃煤發電機組熱力系統設計及分析[J]．動力工程學報，2012，32(12)：971-978．

CAI Xiaoyan，ZHANG Yanping，LI Yu ，etal．Design and exergy analysis on thermodynamic system of a 700 ℃ ultra supercritical coal-fired power generating set[J]．Journal of Chinese Society of Power Engineering，2012，32(12)：971-978．

[3]閻維平. 超臨界蒸汽參數發電技術發展評述[J]. 電力科學與工程，2014，30(1): 1-7．

YAN Weiping．Review on supercritical steam power generation technology[J]．Electric Power Science and Engineering，2014，30(1)：1-7．

[4]YANG Y，WANG L，DONG C，etal．Comprehensive exergy-based evaluation and parametric study of a coal-fired ultra-supercritical power plant[J]．Applied Energy， 2013，112(4)：1087-1099．

[5]徐炯，周一工．700 ℃高效超超臨界技術的發展[J]．中外能源，2012，17(6)：13-17．

XU Jiong，ZHOU Yigong．The development of 700 ℃ USC technology[J]．Sino-global Energy，2012，17(6)：13-17．

[6]蔡小燕．700 ℃超超臨界燃煤發電機組系統設計及熱經濟性研究[D]．武漢：華中科技大學，2013．

[7]ALBADI J，ALIHOSEINZADEH A，MANSOURNEZHAD A,etal．Thermodynamic analysis of a steam power plant with double reheat and feed water heaters[J]．Advances in Mechanical Engineering，2014，2014(2)：131-137．

[8]霍煥廣, 石奇光, 楊燕玲, 等．1 000 MW 二次再熱火電機組管道熱效率對系統熱經濟性的影響[J]．動力工程學報，2014，34(1)：77-84．

HUO Huanguang，SHI Qiguang, YANG Yanling,etal．Influence of piping thermal economy of a 1 000 MW double reheat power unit[J]．Journal of Chinese Society of Power Engineering，2014，34(1)：77-84．

[9]李海新．超超臨界二次再熱鍋爐受熱面布置及熱力計算分析[D]．保定：華北電力大學，2014．

[10]楊勇平，許誠，徐鋼，等．空冷機組空氣-煙氣余熱利用綜合分析[J]．動力工程學報，2013，33(11)：907-912．

YANG Yongping，XU Cheng，XU Gang，etal．Comprehensive analysis of air-flue gas waste heat recovery in air cooling units[J]．Journal of Chinese Society of Power Engineering，2013，33(11)：907-912．

[11]WANG C，HE B，SUN S，etal．Application of a low pressure economizer for waste heat recovery from the exhaust flue gas in a 600 MW power plant[J]．Energy，2012，48(1)：196-202．

[12]劉朝暉．火力發電廠排煙及循環水余熱利用系統設計及分析[D]．重慶：重慶大學，2012．

[13]WEN Z Q, ZHU X R. Technical analysis on lignite drying technology with high temperature flue gas[J]. Applied Mechanics & Materials, 2013, 448-453:1335-1342.

[14]高正陽，李晉達，范元周，等．褐煤預干燥對鍋爐傳熱特性及運行經濟性的影響[J]．動力工程學報，2014，34(3)：182-188．

GAO Zhengyang，LI Jinda，FAN Yuanzhou，etal．Influence of lignite dryness on heat transfer and operation economy of power boilers[J]．Journal of Chinese Society of Power Engineering，2014，34(3)：182-188．

[15]蔣斌，李勝，高俊榮，等．褐煤干燥技術發展及應用現狀[J]．潔凈煤技術，2011，17(6)：69-72．

JIANG Bin，LI Sheng，GAO Junrong，etal．Development and application situation of lignite drying technology[J]．Clean Coal Technology，2011，17(6)：69-72．

[16]ZHANG D K．Ultra-supercritical coal power plants：materials，technologies and optimization[M]．Philadelphia，USA：Woodhead Pub，2013：132-156．

[17]ATSONIOSA K，VIOLIDAKIS I，AGRANIOTIS M，etal．Thermodynamic analysis and comparison of retrofitting predrying concepts at existing lignite power plants[J]．Applied Thermal Engineering，2015,74(5)：165-173.

[18]郭曉克，劉明，肖峰，等．帶廢熱回收的預干燥燃褐煤發電系統理論研究[J]．中國電機工程學報，2012，32(8)：44-49．

GUO Xiaoke，LIU Ming，XIAO Feng，etal．Theoretical study on a pre-dried lignite-fired power system with waste heat recovery[J]．Proceedings of the CSEE，2012，32(8)：44-49.

[19]GUO Z，WANG Q，FANG M，etal．Thermodynamic and economic analysis of polygeneration system integrating atmospheric pressure coal pyrolysis technology with circulating fluidized bed power plant[J]． Applied Energy， 2014，113(1)：1301-1314．

[20]JANGAM S V，KARTHIKEYAN M， MUJUMDAR A S．A critical assessment of industrial coal drying technologies：role of energy，emissions，risk and sustainability[J]．Drying Technology，2011，29(29)：395-407．

[21]李勤道，劉明，嚴俊杰，等．鍋爐煙氣預干燥褐煤發電系統熱經濟性計算分析[J]．中國電機工程學報，2012，32(20)：14-19．

LI Qindao，LIU Ming，YAN Junjie，etal．Thermal economic calculation and analysis for boiler flue gas pre-dried lignite-fired power generation system[J]．Proceedings of the CSEE，2012，32(20)：14-19．

A Universal Energy-saving Technology in Coal-fired Power Plant:Low-temperature Coal Pre-drying

ZHAOShifei,XUGang,WANGChunlan,DONGWei,XUCheng,YANGYongping

(National Thermal Power Engineering & Technology Research Center, North China Electric Power University, Beijing 102206, China)

Abstract：A concept of low-temperature coal pre-drying was proposed for coal-fired power plants, while the changes in equipment configuration and auxiliary power consumption were discussed after application of the pre-drying technology. The effects of moisture content in coal on its low heating value (LHV) and on thermodynamic performance of the unit were comprehensively analyzed. Taking the low heating value of typical raw coal and the coal consumption rate of power supply as an example, their changes after application of low-temperature coal pre-drying were calculated. Results show that the LHV of coal would be increased by 1.2%-1.5% and the coal consumption rate would be reduced by 0.3-0.6 g/(kW·h), for every 1% drop of moisture content in coal, using waste heat as the drying source, without considering the energy consumption of auxiliaries, indicating remarkable energy-saving effects. Featured by simple structure and controllable investment, the low-temperature coal pre-drying technology is a very promising and effective energy-saving method, which is universally applicable to coal-fired power plants.

Key words：coal-fired power unit; low-temperature coal pre-drying; LHV; coal consumption rate

收稿日期：2015-07-02

修訂日期：2015-08-02

基金項目：國家重點基礎研究發展計劃(973)資助項目(2015CB251504)；國家自然科學基金資助項目(51476053，51436006)

作者簡介：趙世飛(1991-),男，河南洛陽人，博士研究生，研究方向為電站節能.

文章編號：1674-7607(2016)06-0486-07中圖分類號：TK11

文獻標志碼：A學科分類號：470.10

徐鋼(通信作者)，男，副教授，博士，電話(Tel．)：13693391352；E-mail：xgncepu@163.com．