Academic Research
常 青
江苏省能源投资有限公司，江苏 南京 210019
摘要：褐煤的开发利用是我国能源发展的重要方向，褐煤干燥提质技术得到大力研发和推广，对发展高效清洁能源之路有着重要意义。本文主要介绍了发电厂中几种褐煤提水的技术及应用。
关键词：发电；褐煤；提水；技术研究
中国富煤贫油少气，是一个以煤炭为主要能源的国家，虽然当前提倡加大利用各种新能源、清洁能源，但煤炭在未来相当长的一段时间内仍然将在我国能源结构中占主导地位。而我国已探明的可开采褐煤占据了煤炭储量的14%以上，达1400亿吨。尤其是在内蒙古地区，蕴藏了丰富的煤炭资源，其中褐煤储量约占全国褐煤储量的77%。因此，褐煤的高效清洁利用变得日益重要。
1 概述
褐煤最大的特点是水分高，全水可高达20%-50%，作为锅炉燃料时，其中大量的水分蒸发需要消耗大量的燃料放热，同时也使烟气容积增加，排烟损失增大，导致锅炉效率降低。另一方面，从褐煤结构特点上看，由于其煤化程度较低，化学反应活性高，易风化、自燃，使其不能长期储存或远距离运输，降低了利用半径。如果将褐煤干燥并有效的回收过程中产生的水，可以显著提高褐煤品质，改善燃烧效率，还可以解决干旱地区缺水的问题。我国煤炭资源丰富的地区普遍较为缺水，水资源的匮乏严重制约了当地工业的发展。因此，褐煤提水技术符合我国节能减排及洁净煤转化的发展方向，随着国家电力能源的进一步改革完善，褐煤提水技术的应用对整个褐煤发电行业将带来非常重大的变革。
2 褐煤提水工艺简介
工业上褐煤提质的工艺技术很多，主要有物理法和化学法。物理法主要是将褐煤与高温干燥介质（热烟气、过热蒸汽等）进行热交换，脱去其中的水分，整个过程中煤不发生化学变化。化学法主要是将褐煤在高温下隔绝氧气使之进行热解反应，在脱去水分的同时会生成煤气、焦油等产品，整过过程中煤发生了化学变化。发电厂使用的褐煤提水技术主要采用物理工艺技术，煤在干燥后入炉燃烧并收集所脱水分作为工业用水。常见的物理工艺技术有：回转管式干燥工艺、回转滚筒干燥工艺、气流干燥工艺、流化床干燥工艺等。 3 发电厂主要褐煤提水技术
发电厂褐煤提水技术近年来一直备受关注，涌现出许多相关系统装备，其中比较有代表性的技术有“蒸汽回转滚筒干燥技术”、“蒸汽管回转式干燥技术”、“基于炉烟干燥及水回收风扇磨仓储式制粉系统的高效褐煤发电技术”等。这些技术都取得了试验上的成功，下面主要介绍这三种提水技术。 3.1 蒸汽回转滚筒干燥技术
该技术采用汽轮机低压抽气作为干燥机的换热热媒。干燥机为回转式滚筒系统，在筒体内有一个多管系统，筒体稍倾斜，采用间接非接触式干燥方式。一定粒度的原煤连续不断地从滚筒蒸汽干燥机上方送入干燥机管内，均匀分布到旋转中的滚筒内部干燥管中。来自汽轮机的低压蒸汽沿筒体轴向进入，并迅速在管外表面扩散，对管内的煤粉进行非接触式加热。蒸汽走管外，煤粉走管内。当筒体旋转时，干燥后的褐煤不断地流到出口。与原煤一起进入机体内的空气及煤中干燥出的水（蒸汽）经煤粉收集器后排出。换热后的热媒蒸汽冷凝为饱和水，返回至主机凝结水系统。由于干燥后的褐煤挥发分更高，极易发生爆炸，整个滚筒系统中均需要充氮气保护。该技术在大唐多伦煤化工项目现场试验成功。
3.2 蒸汽管回转式干燥技术
该技术采用主汽轮机四段抽汽与吸风机小汽轮机排汽作为干燥汽源。原煤经过皮带称重式给煤机均匀地进入到蒸汽管回转干燥机内。干燥用的蒸汽从干燥机出料端的旋转接头进入，经过蒸汽室进入换热
管。蒸汽走管内，煤粒走管外，原煤与蒸汽管接触换热，其中的水份不断蒸发。蒸汽换热产生的凝结水流至疏水箱中贮存。蒸汽管干燥机的筒体具有一定斜度，随着筒体的转动，物料一边干燥一边向前运动。干燥后的产品从出料口排出，经缓冲料仓、管式螺旋给煤机送至磨煤机。干燥过程中由原煤中产生的水蒸汽从干燥机出料箱顶部排出。与滚筒干燥系统一样，该系统也需充氮气保护。该技术在国华南苏发电有限公司项目进行了应用。
3.3 炉烟干燥风扇磨制粉系统技术
该技术采用炉烟干燥及水回收风扇磨仓储式制粉系统，把褐煤干燥、制粉、提质、节水、储运等给合起来，通过加热锅炉送风和汽机凝结水，使干燥乏气所携带水分的50%以上得以凝结回收，实现“煤中取水”的目标。主要技术原理是抽取炉膛上部的高温炉烟与来自锅炉尾部的低温炉烟混合作为干燥剂，通过膜式内冷高温炉烟管道输送至下行干燥管中与原煤混合，将原煤中的部分水分变成蒸汽，然后进入风扇磨制粉，同时将煤粉中剩余的水分变成蒸汽继续进行干燥； 煤粉通过煤粉收集器分离后落入粉仓，由给粉机送入炉膛燃烧。煤粉收集器排出的烟气与蒸汽混合物进入水回收装置，回收降温后的冷凝水，该水可进入水处理系统继续回收使用。该技术在华能汇流河电厂完成了试验运行，实现取水成功，试验装置运行期间平均提取了煤中水分的56.4%， 经处理后可用于电厂补水。
4 结语
褐煤提水技术对我国缺水的褐煤主产区的发展有着重大意义。目前，内蒙古锡林郭勒盟煤电基地所有电源项目全部采用了相关提水技术，随着基地建设的不断推进，将进一步加快褐煤提水技术在大型燃煤机组上的应用和发展，在褐煤资源高效清洁利用的道路上不断前进。
参考文献：
[1]郁志云，裴育峰，施大钟.“煤中取水”高效褐煤发电技术研究与应用[J].中国电力,2016(7):96-101.
[2]苏杰，周刚，李强.劣质褐煤提水干燥技术在发电厂的应用[J].内蒙古电力技术,2013(3):55-58.
[3]邵徇.褐煤提质技术现状与发展方向展望[J].煤质技术,2016(4):12 -15.
