蒸汽回转式褐煤取水技术在660MW发电机组中应用可行性的探讨

孙科 刘晓飞

(神华国能锡林郭勒煤电有限责任公司,内蒙古锡林浩特 026000)

蒸汽回转式褐煤取水技术在660MW发电机组中应用可行性的探讨

孙科 刘晓飞

(神华国能锡林郭勒煤电有限责任公司,内蒙古锡林浩特 026000)

本文以内蒙古锡林郭勒盟某电厂为例,简要介绍了蒸汽回转式褐煤取水技术的原理,指出了褐煤取水技术对发电机组节水、节能的意义,探讨了蒸汽回转式褐煤取水技术在660MW级发电机组中应用的可行性。

蒸汽 褐煤取水 发电机组 节水 节能

内蒙古自治区锡林郭勒盟煤炭资源丰富，适宜建设大型煤电基地。但该区域富煤贫水，水源成为制约煤电基地快速发展的关键因素。因该区域煤质以褐煤为主，具有含水量高(20%～50%)、热值低、挥发分高、热稳定性差等特点，若直接用于锅炉燃烧，将导致锅炉热效率和电厂净效率降低。

采用褐煤取水技术，一方面可回收大量再生水，用于机组补充用水，大大降低机组耗水指标；另一方面，可将褐煤干燥，燃用干燥后的褐煤不仅可大大减少入炉煤量，还可以提高锅炉热效率、降低引风机及制粉系统等辅机的电耗，对提高电厂经济性有很重要的意义[1]。

图1 蒸汽回转式褐煤干燥技术流程图

1 工程概况

内蒙古锡林郭勒盟某2×660MW电厂为燃用高水分褐煤的煤电一体化项目，电厂煤种成分资料如表1所示。

2 蒸汽回转式褐煤干燥技术原理

蒸汽管回转式褐煤预干燥系统工艺流程如图1所示，从蒸汽管回转干燥机头部排出的尾气(氮气、水蒸汽及煤颗粒粉尘)被载气引风机抽吸到布袋除尘器内进行气固分离，被分离净化后的载气、水蒸汽通过载气引风机送入喷淋洗涤冷凝塔中，干燥载气从塔底进入与塔顶来的喷淋冷却水在塔内构件的作用下充分接触洗涤冷却，洗涤冷却下来的水和循环冷却水混合由循环水泵送入凝结水加热器和负荷调节换热器，冷却换热后返回洗涤塔塔顶作为循环喷淋冷却水循环冷却进入洗涤塔的载气混合器，冷却回收的水通过控制阀排出，回收水被送至水工专业。

3 蒸汽回转式褐煤干燥技术节水分析

该电厂褐煤的煤质资料分析显示，设计煤种对应的原煤收到基水分为38．03%，蒸汽管回转式褐煤预干燥工艺可将原煤水分降低至15%以下，出于干燥设备的选型及蒸汽耗量的考虑，暂按将原煤水分干燥至含水率为20%来设计。干燥后的褐煤通过缓冲干煤斗和旋转阀后直接进入磨煤机制粉系统，因此烟风制粉系统的设计是依据干燥后煤质数据来完成的。该电厂工程计划建设2台660MW超超临界参数、间接空冷、燃煤发电机组，锅炉BMCR工况蒸汽量暂按2088t/h考虑，则锅炉在BMCR工况下的燃料消耗量如表2所示。

表1 煤种成分资料

表2 锅炉燃料消耗量

该电厂工程蒸汽管回转式褐煤预干燥工艺过程中，设计煤质对应的原煤收到基水分为38．03%，经干燥后水分降低至20%，干燥载气所携带的大量水蒸气在吸收塔中被冷凝回收，原煤中蒸发出来水分能够完全回收。其中回收水占原煤外在水分的91．3%，全水分的68．0%，每台机组每小时可回收褐煤中的水分为105m3/h，两台机组每小时共回收210m3/h水，年回收褐煤中水量可达116．32万m3(按年运行5500小时考虑)。这些从褐煤中回收的水分可以经化学工艺处理后作为机组的补充用水。可见，蒸汽管回转式褐煤取水技术可回收大量再生水，这在富煤贫水的内蒙古锡林郭勒盟地区对项目的可持续发展有着重要的意义。

4 蒸汽回转式褐煤干燥技术节能分析

蒸汽管回转式褐煤预干燥系统中含水率高的湿褐煤先在蒸汽管回转式干燥机内干燥，然后再送入到配有中速磨煤机的制粉系统中研磨，然后在锅炉内燃烧。由于褐煤中的大部分外在水分被蒸发出来，单位质量褐煤的发热量得以提高，同时也降低了锅炉的烟气量和排烟损失，提高了锅炉热效率。燃煤发电机组降低燃煤水分能显著降低机组耗煤量，减少二氧化碳排放。干燥消耗的能量是汽轮机发电后的被压蒸汽，采用干燥消耗多少汽轮机抽出蒸汽的热量，冷源将减少相同数量的散热损失，相对采用烟气直接干燥的干燥方式具有显著的节能效果。

蒸汽回转式干燥机技术成熟，具有操作及回收成本低、对入料原煤要求低、操作平稳、简单等特点更具有竞争优势。

5 蒸汽回转式褐煤干燥技术应用的必要性和可行性

近年来，国家能源政策进一步完善，对生态文明建设提出更高的要求，地方政府也更加注重生态环境保护和资源集约利用。锡盟地区蕴含丰富的褐煤资源，储量大、含水量高，同时锡盟地区水资源相对贫乏，锡盟政府明确提出“探索褐煤干燥提水循环利用技术，建设高度节水清洁能源生产示范项目”。如何提炼应用煤中蕴含的大量水分，同时提高褐煤品质一直是该电厂不断追求优化的课题。褐煤取水技术的适时推广，与该电厂的需求不谋而合。

目前，褐煤取水技术在工业领域应用广泛，技术相对成熟，系统运行稳定。蒸汽管回转干燥技术在石化行业已经有十几年的成功运行经验，在钢铁企业炼焦煤调湿装置上也稳定地运行了近6年时间[2]。该技术已在神华集团国华电力涉外项目印尼穆印项目2×13．5MW发电机组成功应用，目前已进入商业运行，该技术对我国最大的能源消费行业-煤电行业的节能减排意义重大，市场前景广阔。

[1]阎维平,马凯,李春启,等.褐煤干燥对电厂经济性的影响[J].中国电力,2010,43(3):35-37.

[2]周立荣,钱国俊.蒸汽管回转干燥机在燃褐煤电厂中的应用探讨[B].节能技术,2011,32(5):94-99.

孙科(1972—),男,大专,神华国能锡林郭勒煤电有限责任公司,总经理助理,主要从事2×660MW机组前期管理工作;

刘晓飞(1983—),男,学士,神华国能锡林郭勒煤电有限责任公司,电气专工,主要从事2×660MW机组前期技术工作。