基于烟煤、褐煤的IGCC系统技术经济性对比

近年来,褐煤提质技术的发展使得褐煤的高效利用成为可能。基于一种先进的褐煤干燥技术—内部废热利用流化床干燥(wirbelschicht-trocknung mit interner abw rmenu-tzung,WTA),采用ASPEN Plus软件及美国电力研究协会(electric power research institute,EPRI)的技术评价准则(technical assessment guide,TAG),分别对烟煤整体煤气化联合循环(integrated gasification combined cycle,IGCC)电站和褐煤IGCC电站进行技术经济性分析。详细介绍了WTA单元及燃气轮机变工况的建模方法。计算结果表明,引入WTA技术后,褐煤IGCC电站的发电效率比采用传统干燥方式时约提高4.6个百分点,整体性能与烟煤IGCC电站相差不大;而褐煤IGCC电站的发电成本比烟煤IGCC电站低24.4%。高效的褐煤干燥技术能显著提高褐煤IGCC电站的效率,而褐煤低廉的价格又对降低发电成本十分有利,褐煤很可能成为比烟煤更适合IGCC的燃料。     

适用于发电集成的褐煤预干燥技术

褐煤高效发电技术是我国发电工程承包商参与国际竞争的主要技术手段之一。将褐煤直接用于发电,机组的效率低,机组运行的经济性较差,且工程建设的成本高。褐煤干燥技术与发电集成是提高褐煤发电机组效率的有效方法,同时,可降低工程造价,增强了国际市场竞争力。对于管式干燥、蒸汽流化床干燥(WTA)、蒸汽空气联合干燥、机械热压脱水(MTE)、K-Fuel干燥等工艺特点,指明了适用于发电集成的蒸发式和非蒸发式干燥技术的工艺流程和研发现状。从褐煤干燥发电技术的应用中,探讨了褐煤干燥发电技术对于海外电站工程市场开拓的重要性。     

高水分印尼褐煤发电技术路线探讨

针对国华印尼电厂的高水分褐煤煤质特点,研究了3种技术方案：褐煤预干燥加常规中速磨煤机制粉系统、循环流化床锅炉、风扇磨煤机制粉系统,并进行了比较分析。结合中国已投产的部分褐煤机组实际运行情况,提出了针对该项目的技术路线选择建议,对燃用高水分褐煤的电站锅炉选型有一定参考意义。     

锅炉烟气预干燥褐煤发电系统热经济性计算分析

对褐煤进行预干燥可以明显地提高直接燃褐煤电站发电效率,滚筒烟气干燥是应用最早的干燥方法。为此,文中建立了锅炉烟气预干燥燃褐煤发电系统的热经济性分析模型,并且利用该模型对某600 MW机组采用锅炉烟气干燥对发电系统热效率的影响因素进行了计算分析。计算结果表明采用锅炉烟气预干燥,在文中所述的基准工况下可以降低发电煤耗3.18 g(kW·h)1;烟气温度每变化10℃,节煤量变化1.1 g(kW·h)1;从1 kg褐煤中每多干燥出0.1 kg的水分,节煤量增加0.6g(kW·h)1左右;只有在烟气干燥机具备较高的热效率时,发电系统增加烟气干燥机后才能起到节能效果,烟气干燥机热效率每提高1%,在干燥程度分别为0.1、0.2、0.3 kg·kg1时,可分别增加节煤量0.1、0.16、0.23g(kW·h)1。     

蒸汽管回转干燥机在燃褐煤电厂中的应用探讨

结合某坑口电厂制粉系统及褐煤干燥系统技术方案的 选择,首先分析对比了制粉系统采用风扇磨与中速磨+褐煤干 燥系统的优缺点,选择了中速磨+褐煤干燥系统的工艺线路; 然后介绍了国内外用于褐煤干燥的主要工艺技术,通过综合 分析比较,确定采用蒸汽管回转干燥机作为褐煤干燥系统主 要设备;最后对该褐煤干燥系统进行了详细的说明。将褐煤 干燥技术引入电力行业,对于探索适合于我国电力行业的褐 煤干燥工艺技术以及相关问题具有重要的借鉴意义。     

单颗粒褐煤烟气干燥过程模型研究

褐煤干燥对提高褐煤品质具有重要意义。为了深入研究高温烟气干燥褐煤的物理过程,在一维球坐标系下对单个球形褐煤颗粒的干燥脱水过程建立了数值模型。模型中以褐煤颗粒内的蒸发界面为基础,将褐煤颗粒分为干区和湿区,对湿区求解传热方程,对干区求解烟气传热和传质方程,模拟褐煤干燥中的水分蒸发过程。模型采用Crank-Nicolson隐式差分方法进行离散化,模拟得到单个褐煤颗粒动态蒸发的过程。利用该模型分析不同粒径褐煤干燥过程中的烟气温度、颗粒含水量、颗粒内部温度分布等变化规律。发现颗粒最高温度不超过烟气和颗粒的最终平衡温度。褐煤颗粒粒径和初始烟气温度对褐煤的干燥过程有重要影响,较高的初始烟气温度条件下所需的干燥时间短,干燥时间近似与褐煤颗粒粒径的平方成正比。     

烟气流态化褐煤干燥与非稳态传热传质过程研究

为反映褐煤颗粒的实际干燥过程,为流化床烟气干燥褐煤的设计参数提供一定的参考,本文在非稳定边界条件下,建立了流化状态下褐煤颗粒非稳态干燥升温模型,采用龙格库塔法,对描述物料干燥过程的微分方程式进行计算模拟,得出褐煤干燥过程中褐煤颗粒含水量、温度以及烟气温度等随时间的变化规律。结果表明:烟气初温为260、200、140℃,干燥速率分别为0.076、0.068、0.054 kg/min;粒径为1、3、5、7 mm,干燥速率分别为0.074、0.068、0.065、0.062 kg/min;烟气流速为2.8、2.5、2.0 m/s,干燥速率分别为0.068、0.074、0.076 kg/min;床层厚度为120、200、300 mm时,干燥速率分别为0.076、0.073、0.068 kg/min,推荐褐煤干燥时间分别为3~4、4~5、5~6 min。褐煤较佳目标含水量为10%左右,干燥温度140~260℃较为适宜。     

发电机组燃用预干燥褐煤的变负荷仿真对比及投资经济性分析

褐煤发电机组效率低,采用褐煤预干燥并燃用预干燥褐煤是实现效率提高的有效手段。该文按照某典型600MW机组热平衡图,利用Ebsilon建立机组变工况仿真模型,对比不同设计煤种的褐煤机组燃用预干燥褐煤时的变负荷特性、主要参数的变化规律及热经济性,进行定量分析。此外,也进行预干燥投资经济性分析。旨在为现有褐煤机组在生产实际中燃用预干燥褐煤的变负荷运行奠定理论基础及提供预干燥投资参考。仿真结果表明:各机组燃用预干燥褐煤时的变负荷规律与直接燃用优质煤的机组基本一致;以含水量较低的褐煤为设计煤种的机组燃用预干燥褐煤在负荷降低时,锅炉效率下降的程度稍大,说明设计煤种水分高的褐煤机组燃用预干燥褐煤在变负荷下锅炉适应性更好;以含水量较高的褐煤作为设计煤种的机组燃用预干燥褐煤时,不同工况下均可降低标准煤耗率5～7g/kW·h,虽然在负荷降低时机组热经济性提升效果下降,但仍可带来可观的收益。     

褐煤干燥对电厂经济性的影响

褐煤中水分较高,若直接用于电厂锅炉燃烧,将导致锅炉热效率和电厂净效率降低,经干燥后的褐煤燃烧对提高电厂经济性有很重要的意义.以某300MW燃煤粉锅炉机组为例,计算和分析了燃用干燥前与干燥后的褐煤时锅炉内燃烧、受热面换热、烟风系统阻力以及磨煤机出力的改变,得出褐煤干燥对锅炉热效率、燃煤量、风机电耗及制粉系统电耗的影响,对电厂燃用未经干燥及干燥后的褐煤的经济性进行了评价.燃用干燥后的褐煤不仅可大大减少入炉煤量,而且还可提高锅炉热效率,降低送、引风机及制粉系统等辅机的电耗.     

褐煤预干燥技术的应用

介绍了蒸汽管回转式干燥工艺流程、干燥系统相关设备及褐煤预干燥系统布置方案.针对内蒙古某地区褐煤煤质,通过对某工程2× 600 MW超临界机组采用褐煤预干燥技术与常规方案的对比分析,指出采用褐煤预干燥技术后,从节能、降耗、减排以及社会效益方面均具有一定的优势.同时,采用褐煤预干燥技术每年可节省运行费用1 200～1 300万元.     

高水分褐煤锅炉及其制粉系统设计

高水分褐煤对锅炉和制粉系统都提出了挑战,本文从褐煤分析入手,并结合已运行一年的上都工程设计经验和实际运行数据,就褐煤锅炉本体设计提出炉型、结构等可行性建议特别是制粉系统选型及主要设计原则。     

大容量褐煤锅炉燃烧系统优化设计

针对国家“九五”重点科技攻关项目（96－A19－01）的要求,以褐煤锅炉燃烧系统计理论为基础,结合我国褐煤特点及长期以来褐煤锅炉的设计和运行经验,以及以往阶段对褐煤燃烧和褐煤锅炉所进行了大量科研工作的成果及双辽电厂300MW锅炉的设计经验、运行业绩,全面阐述了大容量褐煤锅炉燃烧系统优化设计的一般原则和方法。     

呼伦贝尔煤电基地发展调研分析

呼伦贝尔煤炭资源丰富,主要为褐煤.呼伦贝尔是目前和规划中的东北最大煤电一体化电力外送基地,现况主要送电至辽宁省.实地调研结果说明,当地发展煤电一体化具有潜力和优势, “十二五”期间扩大外送能力的主要制约因素是消纳市场.调研认为,常规湿冷技术对于呼伦贝尔的电厂仍适用,后续电厂机组选型要因地制宜.     

劣质烟煤锅炉掺烧褐煤制粉系统的改造

针对浑江发电公司1 025t/h劣质烟煤锅炉大比例掺烧褐煤产生的问题,在制粉系统增设了中温烟气惰化与干燥系统,在热风送粉系统增设调温风系统,在粉仓增设充氮气系统,将双通道煤粉燃烧器改为水平浓淡燃烧器。改造后掺烧50%褐煤锅炉运行安全稳定,每年可节约燃料费5 368万元,经济效益显著。     

锅炉掺烧褐煤制粉系统特殊工况防爆试验研究

某电厂1 021 t/h劣质烟煤锅炉掺烧大比例褐煤后,在给煤机断煤或停磨操作阶段,制粉系统多次发生爆炸,给电厂安全生产造成极大威胁.从制粉系统防爆角度出发,分别进行了制粉系统断煤工况试验和停磨时热炉烟调节门开度影响试验研究,找出当前运行和设备等方面存在的安全隐患,并提出了合理化建议.     

带储热的太阳能光煤互补示范电站运行模式研究

太阳能光煤互补电站将太阳能热电站与常规燃煤电站相结合,可以实现太阳能规模化、产业化应用。光煤互补电站由于省去了太阳能直接热发电站中必备的汽轮机、发电机系统,克服了太阳能直接热发电站具有的投资高、负荷不稳定等劣势,使得太阳能热量在常规燃煤火电热力系统中以补充的方式发挥作用,同时依靠火电热力系统的强大热源,规避了太阳能直接热发电系统频繁起停等可能引起运行稳定、安全的不足。基于所建立的太阳能光煤互补示范电站分析模型,研究配建储能系统的示范电站在典型气象条件与负荷工况下,电站光场与储能部分运行模式,并定量分析系统调节阀门组的流量分配特性,为实际电站运行规程确定及运行优化研究提供参考。     

烟煤锅炉掺烧褐煤时干燥剂的计算选取

针对烟煤锅炉掺烧褐煤受到制粉系统制约的问题,阐述了某电厂300 MW机组HG - 1025/17.5 - YM36型锅炉的主要设计参数和燃料特性,计算了在不同褐煤掺烧比例以及不同干燥方式下的制粉系统热平衡,分析比较了4种干燥方式对制粉系统的影响,确定了以“热风+冷风”为合理的干燥方式,通过计算得到了不同磨煤机组合下褐煤掺烧比例及锅炉最大负荷,褐煤掺烧经济性分析结果证明了机组掺烧褐煤的可行性.