蒸汽回轉(zhuǎn)式褐煤取水技術(shù)在660MW發(fā)電機(jī)組中應(yīng)用可行性的探討

孫科 劉曉飛

(神華國(guó)能錫林郭勒煤電有限責(zé)任公司,內(nèi)蒙古錫林浩特 026000)

蒸汽回轉(zhuǎn)式褐煤取水技術(shù)在660MW發(fā)電機(jī)組中應(yīng)用可行性的探討

孫科 劉曉飛

(神華國(guó)能錫林郭勒煤電有限責(zé)任公司,內(nèi)蒙古錫林浩特 026000)

本文以內(nèi)蒙古錫林郭勒盟某電廠為例,簡(jiǎn)要介紹了蒸汽回轉(zhuǎn)式褐煤取水技術(shù)的原理,指出了褐煤取水技術(shù)對(duì)發(fā)電機(jī)組節(jié)水、節(jié)能的意義,探討了蒸汽回轉(zhuǎn)式褐煤取水技術(shù)在660MW級(jí)發(fā)電機(jī)組中應(yīng)用的可行性。

蒸汽 褐煤取水 發(fā)電機(jī)組 節(jié)水 節(jié)能

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

采用褐煤取水技術(shù)，一方面可回收大量再生水，用于機(jī)組補(bǔ)充用水，大大降低機(jī)組耗水指標(biāo)；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(fēng)機(jī)及制粉系統(tǒng)等輔機(jī)的電耗，對(duì)提高電廠經(jīng)濟(jì)性有很重要的意義[1]。

圖1 蒸汽回轉(zhuǎn)式褐煤干燥技術(shù)流程圖

1 工程概況

內(nèi)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(xiàng)目，電廠煤種成分資料如表1所示。

2 蒸汽回轉(zhuǎn)式褐煤干燥技術(shù)原理

蒸汽管回轉(zhuǎn)式褐煤預(yù)干燥系統(tǒng)工藝流程如圖1所示，從蒸汽管回轉(zhuǎn)干燥機(jī)頭部排出的尾氣(氮?dú)狻⑺羝懊侯w粒粉塵)被載氣引風(fēng)機(jī)抽吸到布袋除塵器內(nèi)進(jìn)行氣固分離，被分離凈化后的載氣、水蒸汽通過(guò)載氣引風(fēng)機(jī)送入噴淋洗滌冷凝塔中，干燥載氣從塔底進(jìn)入與塔頂來(lái)的噴淋冷卻水在塔內(nèi)構(gòu)件的作用下充分接觸洗滌冷卻，洗滌冷卻下來(lái)的水和循環(huán)冷卻水混合由循環(huán)水泵送入凝結(jié)水加熱器和負(fù)荷調(diào)節(jié)換熱器，冷卻換熱后返回洗滌塔塔頂作為循環(huán)噴淋冷卻水循環(huán)冷卻進(jìn)入洗滌塔的載氣混合器，冷卻回收的水通過(guò)控制閥排出，回收水被送至水工專業(yè)。

3 蒸汽回轉(zhuǎn)式褐煤干燥技術(shù)節(jié)水分析

該電廠褐煤的煤質(zhì)資料分析顯示，設(shè)計(jì)煤種對(duì)應(yīng)的原煤收到基水分為38．03%，蒸汽管回轉(zhuǎn)式褐煤預(yù)干燥工藝可將原煤水分降低至15%以下，出于干燥設(shè)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(lái)設(shè)計(jì)。干燥后的褐煤通過(guò)緩沖干煤斗和旋轉(zhuǎn)閥后直接進(jìn)入磨煤機(jī)制粉系統(tǒng)，因此煙風(fēng)制粉系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是依據(jù)干燥后煤質(zhì)數(shù)據(jù)來(lái)完成的。該電廠工程計(jì)劃建設(shè)2臺(tái)660MW超超臨界參數(shù)、間接空冷、燃煤發(fā)電機(jī)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(zhuǎn)式褐煤預(yù)干燥工藝過(guò)程中，設(shè)計(jì)煤質(zhì)對(duì)應(yīng)的原煤收到基水分為38．03%，經(jīng)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(fā)出來(lái)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(tái)機(jī)組每小時(shí)可回收褐煤中的水分為105m3/h，兩臺(tái)機(jī)組每小時(shí)共回收210m3/h水，年回收褐煤中水量可達(dá)116．32萬(wàn)m3(按年運(yùn)行5500小時(shí)考慮)。這些從褐煤中回收的水分可以經(jīng)化學(xué)工藝處理后作為機(jī)組的補(bǔ)充用水。可見，蒸汽管回轉(zhuǎn)式褐煤取水技術(shù)可回收大量再生水，這在富煤貧水的內(nèi)蒙古錫林郭勒盟地區(qū)對(duì)項(xiàng)目的可持續(xù)發(fā)展有著重要的意義。

4 蒸汽回轉(zhuǎn)式褐煤干燥技術(shù)節(jié)能分析

蒸汽管回轉(zhuǎn)式褐煤預(yù)干燥系統(tǒng)中含水率高的濕褐煤先在蒸汽管回轉(zhuǎn)式干燥機(jī)內(nèi)干燥，然后再送入到配有中速磨煤機(jī)的制粉系統(tǒng)中研磨，然后在鍋爐內(nèi)燃燒。由于褐煤中的大部分外在水分被蒸發(fā)出來(lái)，單位質(zhì)量褐煤的發(fā)熱量得以提高，同時(shí)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(fā)電機(jī)組降低燃煤水分能顯著降低機(jī)組耗煤量，減少二氧化碳排放。干燥消耗的能量是汽輪機(jī)發(fā)電后的被壓蒸汽，采用干燥消耗多少汽輪機(jī)抽出蒸汽的熱量，冷源將減少相同數(shù)量的散熱損失，相對(duì)采用煙氣直接干燥的干燥方式具有顯著的節(jié)能效果。

蒸汽回轉(zhuǎn)式干燥機(jī)技術(shù)成熟，具有操作及回收成本低、對(duì)入料原煤要求低、操作平穩(wěn)、簡(jiǎn)單等特點(diǎn)更具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

5 蒸汽回轉(zhuǎn)式褐煤干燥技術(shù)應(yīng)用的必要性和可行性

近年來(lái)，國(guó)家能源政策進(jìn)一步完善，對(duì)生態(tài)文明建設(shè)提出更高的要求，地方政府也更加注重生態(tài)環(huán)境保護(hù)和資源集約利用。錫盟地區(qū)蘊(yùn)含豐富的褐煤資源，儲(chǔ)量大、含水量高，同時(shí)錫盟地區(qū)水資源相對(duì)貧乏，錫盟政府明確提出“探索褐煤干燥提水循環(huán)利用技術(shù)，建設(shè)高度節(jié)水清潔能源生產(chǎn)示范項(xiàng)目”。如何提煉應(yīng)用煤中蘊(yùn)含的大量水分，同時(shí)提高褐煤品質(zhì)一直是該電廠不斷追求優(yōu)化的課題。褐煤取水技術(shù)的適時(shí)推廣，與該電廠的需求不謀而合。

目前，褐煤取水技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，技術(shù)相對(duì)成熟，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。蒸汽管回轉(zhuǎn)干燥技術(shù)在石化行業(yè)已經(jīng)有十幾年的成功運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，在鋼鐵企業(yè)煉焦煤調(diào)濕裝置上也穩(wěn)定地運(yùn)行了近6年時(shí)間[2]。該技術(shù)已在神華集團(tuán)國(guó)華電力涉外項(xiàng)目印尼穆印項(xiàng)目2×13．5MW發(fā)電機(jī)組成功應(yīng)用，目前已進(jìn)入商業(yè)運(yùn)行，該技術(shù)對(duì)我國(guó)最大的能源消費(fèi)行業(yè)-煤電行業(yè)的節(jié)能減排意義重大，市場(chǎng)前景廣闊。

[1]閻維平,馬凱,李春?jiǎn)?等.褐煤干燥對(duì)電廠經(jīng)濟(jì)性的影響[J].中國(guó)電力,2010,43(3):35-37.

[2]周立榮,錢國(guó)俊.蒸汽管回轉(zhuǎn)干燥機(jī)在燃褐煤電廠中的應(yīng)用探討[B].節(jié)能技術(shù),2011,32(5):94-99.

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

劉曉飛(1983—),男,學(xué)士,神華國(guó)能錫林郭勒煤電有限責(zé)任公司,電氣專工,主要從事2×660MW機(jī)組前期技術(shù)工作。