褐煤全周期利用的经济性分析.doc

褐煤全周期利用的经济性分析 目前对褐煤主要有两种利用方式，以褐煤直接作为燃料在电站锅炉燃烧，与设计煤种混合燃烧；对褐煤进行去水除尘处理后，作为电站锅炉的主力煤种进行燃烧。近年来，随着中国煤炭资源的不断减少和烟煤价格的大幅上涨，褐煤资源的开发利用成为能源行业的热点课题。因此，通过全面的经济分析比较，选择合理的褐煤利用方法，对提高褐煤利用效率、降低褐煤利用成本具有重要意义。 1）普通烟气干燥工艺 该工艺技术有固定床、流化床、回转窑和夹带系统等多种形式，属低温干燥工艺。干燥介质为热烟道气，利用烟道气与褐煤直接接触使之受热，水分蒸发干燥，优点是效率较高，缺点是由于褐煤燃点较低。在干燥过程中常因局部过热，使煤质变差，控制不好还会引起爆炸，另外由于是低温干燥，不会永久地改变煤的结构，干燥后煤粉像海绵一样，一旦重新处于潮湿的空气或水中，又会迅速吸收失去的水分。 2）热水干燥工艺 该工艺是将褐煤、水混合物装入高压容器内，密闭抽真空加热，通过高温高压使褐煤热解改质。处于高温高压热水中的褐煤的水分将会以液态形式排出，同时热解脱掉了褐煤分子结构上的碳氢侧链，减少了褐煤内在水分的重新吸附机会，同时褐煤在热解过程中产生的ＣＯ２、ＳＯ２等气体将水分从毛细孔中排出；生成的煤焦油由于在较高的温度和压力下，不易从褐煤的缝隙和毛细孔中逸出，冷却后就会凝固在缝隙和毛细孔中，将褐煤的缝隙和毛细管封闭，减少了煤的表面积，使煤的内在水分被永久的脱除。 3）热油干燥工艺 该工艺选择热油为干燥介质，把煤和油制成浆，在常压下加热脱水。在两个阶段的炭化工艺中，原料首先在热油中进行干燥，大部分油在第二阶段的烟气分离装置中回收再利用；小部分油被吸收，用于增加产品的稳定性和提高热值。该工艺由于受所能回收的油数量限制成本较高，经济性较差。 4）蒸汽空气联合干燥工艺 该工艺利用从冷凝器出来的热水作为干燥介质。优点是用热水作干燥介质对于电厂来说是一种“废热”利用的最佳选择，缺点是干燥速度和干燥程度比过热蒸汽干燥差，且此工艺选择条件必须是能依托发电厂。 5）褐煤轻度热解干燥提质（ＬＦＣ）工艺 经过破碎和筛分后的原煤送入干燥炉中，用来自干燥热风炉的热气流加热脱水，干燥炉中原煤含水量降低。在热解炉中，用来自热解燃炉的热循环气流作为加热介质。褐煤固体的加热速率、温度和热循环气流的流速都需严格控制，因为这些参数将直接影响固体和液体的质量和组成。从热解炉中出来的固体先在激冷盘中用工艺水快速冷却以中止热解反应，然后输送到冷却和精制系统。优点是提质产品性能优良，缺点是工艺过程操作条件要求苛刻，操作水平、控制水平要高。 6）床混式干燥机工艺（ＢＭＤ） 该工艺利用流化床热床料的热量，将流化床作为一个热源来干燥高水分的物料。干燥机在蒸汽环境下工作，从而有可能回收蒸汽的潜热，将之送回干燥工序中使用，过热蒸汽高速进入干燥管底部，从流化床分出的热料流在干燥机同过热蒸汽混合。蒸汽携带燃料同床料一起经过干燥器后进入旋流分离器，在那里干燥燃料和床料从蒸汽流中分离后直接送往流化床锅炉燃烧。一部分蒸汽从旋流分离器回收后返回干燥机底部重新与新的床料混合，其他蒸汽则由蒸汽循环管路分离后引入热交换器冷凝，或者作为给水加热器或空气预热器的热源。 7）过热蒸汽内加热流化床干燥工艺 煤矿开采出的褐煤经过两级粉碎进入褐煤预加热器，预加热的加热介质采用的是过热蒸汽流化床干燥褐煤后产生的冷凝水；而后进入流化床进行干燥处理，干燥完成后冷却褐煤煤粉，同时采用电除尘装置对干燥产生的二次蒸汽中的褐煤进行除尘，除尘后的二次蒸汽经压缩机后循环利用，与除尘产生的褐煤颗粒一起作为最终产品。 8）蒸汽管式干燥机工艺 该工艺为在鼓形体内设有多管系统，鼓体稍微倾斜，将一定粒度的原煤均匀分布到旋转的滚筒内部的众多干燥管中。干燥管内设螺旋状叶片，煤通过重力和螺旋叶片导流作用在干燥管内运动。在滚筒内部干燥管周围通入一定压力温度的过热蒸汽，通过表面式加热使干燥管内的原煤升温而使煤水分受热蒸发，从而达到降低水份的目的。 2、电站锅炉褐煤利用经济性分析 电站锅炉大规模利用褐煤主要有两种途径：第一，将褐煤原煤与主力煤种在锅炉上混烧，褐煤直接进入制粉系统，经过适当调整后，匹配合适的制粉系统参数，进入锅炉掺烧，这是目前电站锅炉利用褐煤的主要方式；其次，利用褐煤提质工艺将褐煤脱水除灰后进入锅炉燃烧，提质后的褐煤水分大规模减少，热值大幅度提高，甚至能够达到一般烟煤的水平。这两种方式各有利弊，前者优点是简单方便，缺点是对机组效率影响较大，且长途运输中原煤总量较大，运输费用较高；后者优点是原煤总量小，运输费用低，对机组效率影响较小，缺点是需经过褐煤加工处理装置，会产生提质费用，且提质会产生原煤损耗。 以某台３００ＭＷ机组为例，将相同来源的褐煤原煤和提质煤分别与设计煤种掺烧，在相同负荷下