下载文档原格式
褐煤干燥氧化技术
褐煤干燥氧化技术是一种将褐煤转化为高效能源的先进技术。
褐煤是一种含水率较高的煤种，其水分含量通常在20%至60%之间。
在传统燃烧过程中，褐煤的高水分含量会导致能源浪费和环境污染。
因此，干燥氧化技术应运而生。
干燥氧化技术通过对褐煤进行干燥处理，将其水分含量降低到可接受范围内。
这一过程的基本原理是利用热能将褐煤中的水分蒸发出来，使其变为干燥的固体燃料。
通过这种方式，褐煤的能量密度得以提高，燃烧效率也会显著提升。
干燥氧化技术的一个重要步骤是煤炭的干燥过程。
在干燥过程中，褐煤被加热至高温，使其内部的水分蒸发。
为了保证干燥过程的高效进行，通常会采用间接加热方式，即通过热介质将热能传递给褐煤。
这样不仅可以避免直接燃烧褐煤产生的污染物，还可以提高热能利用率。
干燥过程完成后，褐煤会变得干燥且易燃。
此时的褐煤已经具备了更高的能量密度，可以更有效地用于发电、供热等用途。
此外，干燥氧化技术还可以减少褐煤燃烧过程中产生的氮氧化物和二氧化硫等有害气体的排放，从而降低环境污染的程度。
通过褐煤干燥氧化技术，可以实现对褐煤资源的高效利用，提高能源利用效率，减少环境污染。
这对于提高能源供应的可持续性，保
护环境以及减少碳排放具有重要意义。
褐煤干燥氧化技术已经在许多地方得到了广泛应用。
不仅在能源领域，也在工业生产中得到了应用。
随着技术的不断进步和改进，相信褐煤干燥氧化技术将会在未来发挥更大的作用，并为能源转型和环境保护做出更大的贡献。
科技论坛褐煤干燥技术现状及应用潜力的探讨曲洋(中国矿业大学（北京）化学与环境工程学院,北京100083)近年来，煤炭消费量随经济增长逐年上升。
随着中国煤炭资源的不断减少和烟煤价格大幅上涨，基于这样紧缺的资源情况下，国内大型矿业集团对开采和利用褐煤资源愈加重视［１］。
中国拥有丰富的褐煤资源，开发褐煤资源燃烧发电，是经济发展的必然趋势。
１褐煤干燥必要性褐煤煤阶低，发热量较低，挥发分较高，一般在４５％￣５５％，且易风化变质，导致氧含量增加，热值降低，燃点降低［２］。
由于褐煤中含有较高水分，若将其直接参与燃烧，由于水分蒸发过程带走大量热能，则在燃烧过程中需消耗大量能量，同时使燃烧排烟热损失大，降低发电热效率。
另外，较高水分含量致使褐煤只能在当地使用，若进行长距离输送，则增加煤炭成本。
此外，在北方高寒地区，富水褐煤在搬运和储存等方面都十分困难。
基于褐煤的性质，若不经过干燥提质，直接燃烧的热效率较低且不利于长距离输送和贮存。
而褐煤干燥后，水分显著降低，发热量大幅提高，方便于运输和贮存。
因此，开发高效褐煤干燥技术并进行相关基础理论研究具有重大意义。
２国外典型褐煤干燥工艺澳大利亚、美国、德国、日本等国家都有丰富的褐煤资源，为了增加低阶煤在市场的竞争力，提高效率，在较早时期各国已经开始进行褐煤干燥技术的研究工作，并取得很大进展［３－１０］。
２．１德国典型干燥技术德国褐煤资源十分丰富，对于褐煤干燥技术的研究起步也比较早，较为典型的技术有蒸汽回转管式干燥技术、科林ＤＷＴ蒸汽流化床干燥技术及ＭＴＥ热压脱水工艺，详见表１。
２．２日本典型干燥技术日本的典型干燥技术有ＵＢＣ热油工艺，Ｄ－Ｋ工艺，其均为非蒸发脱水工艺，这对于防止原煤复吸水分及自燃有良好效果。
较为新型的脱水技术为液化二甲醚固体脱水法，由于我国将建设大型ＤＭＥ项目，因此该技术具有很大应用潜力。
详见表２。
２．３美国和澳大利亚典型干燥技术美国和澳大利亚是煤炭资源大国，其对于褐煤提质研究也很深入，典型的工艺有Ｋ燃料工艺、ＢＣＢ工艺及“冷干”工艺，详见表３。
浅谈褐煤的干燥技术研究思路摘要：介绍了几种褐煤干燥技术，提出了今后我国在褐煤干燥技术方面的研究思路。
关键词：管式干燥；流化床蒸汽干燥；蒸汽空气联合干燥；床辊式干燥；热机械脱水中图分类号：tb 文献标识码：a 文章编号：1007-0745（2013）05-0351-011 褐煤提质干燥概述富含水褐煤属于煤化程度较低的煤种，主要分布在我国内蒙古、云南、东北、四川等地。
褐煤的特点是水分高、孔隙度大、挥发分高、热值低，含有不同数量的腐植酸。
褐煤的氧含量高达15% 一30% ，化学反应性强，热稳定性差，块煤加热时破碎严重，存放在空气中容易风化变质，碎裂成小块甚至粉末状，使热值更加降低。
由于褐煤中含有15%—50% 的水分，将其直接参与燃烧或煤的气化，一方面在着火过程中需要消耗大量的能量；另一方面褐煤挥发分高，容易发生爆炸。
此外，由于水分蒸发的过程会带走大量热能，使得燃烧排烟热损大，发电热效率低，温室气体的大量排放以及对褐煤气化工艺的要求苛刻，使富含水褐煤的使用面临特殊的挑战。
大量开采水分高的褐煤直接用于燃烧，不仅锅炉燃烧不稳定，而且效率低。
高水分含量使得这些煤种只能在当地使用，不可能长距离运输，极大地限制了煤炭的开采规模。
因此，开发先进的富含水褐煤干燥成型技术和设备，对于提高富含水褐煤的市场竞争力，降低使用成本具有重要意义。
富含水褐煤的干燥提质是在一定温度下经脱水后转化成具有类似烟煤性质的提质煤。
提质后的褐煤将更有利于综合利用、运输和贮存。
国内外主要的褐煤脱水技术有：热脱水技术，机械脱水技术，机械，热脱水技术以及热干燥技术。
2 褐煤的热干燥技术2.1 旋转管式干燥技术。
旋转管式干燥机为一回转窑系统，.. 其干燥方法是在常压下，用低压蒸气通过管式干燥机将煤加热到大约100。
c，使水分蒸发，并利用和煤一起进入干燥机的空气作为脱水介质，通过除尘器将煤粉分离，部分空气经压缩进入干燥机循环，部分排入大气。
此法为目前工业应用最为成熟的褐煤干燥方法。
高水分褐煤燃烧对锅炉的影响研究赵亚莹【摘要】褐煤在我国煤炭能源中占有很大比重,因其含水量高、灰分大、容易风化、发热量低的缺点使褐煤的利用率较低.研究了褐煤中的高水分对燃料热值、烟气量、耗煤量等的影响规律并分析了电厂的经济行.研究表明,水分增加时,燃料热值降低,锅炉效率增加；燃料燃烧产生的烟气量(Nm3/kg)随水分的增加而降低,但由于煤耗量随水分的增加而增加,产生的结果是总烟气量(Nm3/s)随水分的增加而增加.【期刊名称】《东北电力大学学报》【年(卷),期】2012(032)006【总页数】4页(P55-58)【关键词】褐煤;水分;热力性能【作者】赵亚莹【作者单位】东北电力大学能源与动力工程学院,吉林吉林132012【正文语种】中文【中图分类】TK227褐煤是煤化程度较低的煤种，主要赋存在内蒙古、云南和黑龙江等省区。
褐煤具有高水分、低热值、高挥发分、较低的热稳定性、低燃点等特点[1]。
目前褐煤主要用来直接燃烧发电，国内的多家电厂主要以褐煤为燃料。
由于褐煤中含有20－50%左右的水分，直接参与燃烧时，会降低燃烧温度，增加排烟热损失，降低锅炉效率，增加煤耗量。
本文将研究褐煤水分对燃料热值、烟气量、炉膛温度、排烟热损失、锅炉效率、耗煤量等的影响规律。
为褐煤干燥系统的技术经济分析提供依据。
1 褐煤水分对其热值的影响燃煤锅炉热力计算时用到的燃料热值，是煤的收到基低位热值。
煤的收到基低位热值是煤质资料中的重要数据，当煤的水分从Mar1变至Mar2，而其他成分不变时，如以Mar1时煤的热值为基准，则热值的变化率为:式中，Mar1、Mar1时为煤的收到基水分，%;Qnet，ar2、Qnet，ar1分别为水分Mar1和Mar2时煤的收到基低位热值，kJ/kg。
褐煤的收到基成分为[3]:碳34.65%，氢2.34%，氧10.48%，氮0.57%，硫0.31%，水分34.63%，灰分17.02%;收到基低位热值12288.3 kJ/kg。
第45卷 第5期2011年5月西 安 交 通 大 学 学 报JOU RNA L OF XI AN JIAOT ONG UN IVERSIT YVol 45 No 5May 2011收稿日期:2010 10 11. 作者简介:严俊杰(1967-),男,教授,博士生导师. 基金项目:国家重点基础研究发展规划资助项目(2009CB219803).网络出版时间:2011 01 10 网络出版地址:htt p: ww /kcms/detail/61.1069.T .20110110.1754.005.html预干燥燃褐煤发电系统理论研究严俊杰1,刘明1,种道彤1,肖峰2(1.西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室,710049,西安; 2.东北电力设计院,130021,长春)摘要:利用等效热降法建立了回热抽汽预干燥燃褐煤发电系统的经济性分析模型,并给出了褐煤预干燥的节煤条件.利用该模型对某600MW 机组采用回热抽汽预干燥燃褐煤发电系统的热效率影响因素进行了分析.计算结果表明:采用该系统在额定工况下节煤量为11 21g (kW h)-1;烟气温度每变化10 节煤量约变化1 5g (kW h)-1;从1kg 褐煤中每多干燥出0 1kg 水节煤量增加3 3g (kW h)-1;从褐煤中干燥出1kg 水分需要的蒸汽量越少,热经济性越好,并且褐煤的干燥程度越高,其对经济性的影响越明显.关键词:等效热降法;预干燥;褐煤;热经济性中图分类号:TK11 文献标志码:A 文章编号:0253 987X(2011)05 0001 05Theoretical S tudy on Pre Dried Lignite Fired Power Generation SystemYAN Junjie 1,LIU M ing 1,CH ONG Daotong 1,XIAO Feng 2(1.State Key Laboratory of M u ltiphase Flow in Pow er Engin eering,Xi an Jiaoton g U nivers ity,Xi an 710049,Chin a;2.Northeas t Electric Pow er Design Institute,Changchu n 130021,China)Abstract :A theoretical economy analysis mo del fo r a lignite fired pow er generation system w as established on the basis o f the equivalent heat drop method.The energy saving condition of lig nite pre dry ing w ith steam of the r eheat system was stated.A case study on a 600M W pow er generation system w as conducted to analyze the factors influencing therm al efficiency.The results show that the system can reduce the coal co nsum ption rate by 11 21g (kW h)-1under the ra ted co ndition.When the bo iler exhaust temperatur e increases by ev ery 10 ,the coal consump tion r ate w ill decline by about 1 5g (kW h)-1because o f lig nite pre dr ying.T he coal con sum ption rate w ill decrease by about 3 3g (kW h)-1w hen ev er y 0 1kg m ore w ater escapes fro m 1kg lig nite.The thermal eco nom y rises w ith the decrease in the steam amo unt used for 1kg moisture to escape fr om lignite,and the influence on the ther mal eco no my is m ore o bvio us w hen the lig nite is per dried better.Keywords :equivalent heat dro p method;pre dried;lignite;thermal efficiency 褐煤是水分和灰分含量较高、热值较低、挥发分较高的煤种.中国的褐煤资源主要分布在内蒙古、东北等地区,其探明储量在640亿t 以上,占全国煤碳总量的10%.褐煤由于水分高、热值低、易风化和自燃,难以洗选和储存,造成其单位能量的运输成本较高,长距离运输经济性差,使其开采和利用受到很大限制.褐煤主要作为一种低级燃料,在产地附近燃烧发电.高水分褐煤直接燃烧的热效率较低,大容量燃褐煤电站锅炉效率普遍低于91%,而且燃褐煤电站锅炉本体体积庞大,造价昂贵,加之辅机容量偏大,使得燃褐煤机组效率较低.随着能源短缺、环境污染的恶化,研究新型的燃褐煤发电系统,对提高褐煤机组效率、减少温室气体排放具有重要意义.褐煤预干燥技术是指在褐煤进入锅炉之前对褐煤进行预干燥,降低褐煤中的水分含量,从而提高锅炉效率,降低厂用电率,进而提高发电效率.本文所研究的回热抽汽预干燥燃褐煤发电系统是利用汽轮机组的回热抽汽对褐煤进行预干燥,降低褐煤中的水分,从而提高发电厂热效率.国外对褐煤预干燥的研究主要集中在褐煤干燥方法[1 6]、褐煤干燥后特性[7 9]的研究,而对预干燥燃褐煤发电系统的经济性定量分析主要采用计算机仿真的方法[10].国内目前也开展了褐煤干燥特性[11 13]以及预干燥燃褐煤发电系统经济性的研究[14],目前尚无简单、快捷的理论分析方法.等效热降法[15]以其简单、快捷、准确的特点广泛应用于火电机组定量分析.本文将等效热降法应用于回热抽汽燃褐煤发电系统分析,以获得简单的系统节能分析模型,为该系统的定量分析、系统优化设计奠定理论基础.1 回热抽汽预干燥燃褐煤发电系统回热抽汽预干燥燃褐煤发电系统是在普通燃褐煤电站的基础上,增加抽汽预干燥褐煤系统,其系统简图如图1所示.原煤进入干燥机,其中的水分在干燥机中利用回热抽汽的热量蒸发后含量降低,水分降低后的预干燥煤进入锅炉燃烧.回热抽汽在干燥机中释放热量后变成疏水被回收至除氧器中.经过褐煤预干燥,褐煤中水分的质量分数降至10%~20%,能量密度提高40%以上,锅炉效率提高1%~3%.同时,磨煤机、锅炉风机等容量也将得以降低,从而提高了系统效率.2 理论模型本文对该回热抽汽预干燥燃褐煤发电系统进行了以下基本假定: 新蒸汽流量保持不变; 汽轮机各级效率保持不变.根据图1和以上两个假设,褐煤预干燥后,干燥减少的水分不在锅炉中吸热,相当于少吸收了部分热量,该部分热量可等效为通过锅炉受热面进入蒸汽侧,定义为 Q w.同时,由于褐煤预干燥,排烟中水分降低,锅炉排烟温度降低,这也相当于一部分热量通过锅炉受热面进入蒸汽侧,定义为 Q py.蒸汽侧由于抽汽预干燥褐煤,少做了部分功,使得新蒸汽做功减少 H.对上述过程进行分析和推导,可以得到回热抽汽预干燥燃褐煤发电系统的理论分析模型.1:锅炉;2:汽轮机高压缸;3:汽轮机中压缸;4:汽轮机低压缸;5:凝汽器;No.1~No.8:给水加热器图1 回热抽汽预干燥燃褐煤发电系统简图2 1 数学模型回热抽汽预干燥褐煤对系统经济性的影响可分为3部分,即干燥水分引起的单位新蒸汽吸热量减少量、排烟温度降低引起的单位新蒸汽吸热量减少量和抽汽及疏水回收引起的做功变化量.利用等效热降法可以得到这3部分的模型如下.2 1 1 干燥水分引起的单位新蒸汽吸热量减少量假定褐煤中水分进入锅炉时的参数为(P w0,t w0),褐煤未预干燥时锅炉烟囱排入大气的烟气参数为(P10,t10),由此得到褐煤预干燥后少吸收的热量为Q w=Bm(h w10-h w0)(1)式中:B为褐煤预干燥后锅炉燃料消耗量,kg s-1; m为褐煤预干燥程度,即1kg褐煤通过干燥减少的水分量,kg kg-1;h w10为褐煤未预干燥时烟气中水分焓值,kJ kg-1;h w0为褐煤中水分进入锅炉时的焓值,kJ kg-1.应用等效热降法,等效热量 Q w从锅炉进入系统,相当于新蒸汽在锅炉中的吸热量降低,相应的1 kg新蒸汽吸热量变化量为Q1=- Q wD0=-Bm(h w10-h w0)D0(2)式中:D0为新蒸汽流量,kg s-1.2 1.2 烟气温度降低引起的单位新蒸汽吸热量减少量 假定褐煤干燥后排入大气的烟气参数为(P1,t1).由于褐煤预干燥,排烟中水分降低,锅炉排烟温度降低,这也相当于一部分热量通过锅炉受热面进入蒸汽侧,该热量可以表示为Q py=LC p(t10-t1)(3)式中:L为预干燥后的烟气流量,kg s-1;C p为预2西 安 交 通 大 学 学 报 第45卷干燥后烟气的比定压热容,kJ (kg K)-1.应用等效热降法,等效热量 Q py从锅炉进入系统,此时相当于新蒸汽在锅炉中的吸热量降低,1kg 新蒸汽的吸热量变化量为Q2=- Q py/D0(4) 以下给出由褐煤未预干燥时的燃煤量B0推出采用褐煤预干燥系统后燃煤量B的计算公式.式(3)中L与锅炉燃煤量有关,由此设L=B g(B),因此Q py=Bg(B)C p(t10-t1)(5) 由于新蒸汽流量保持不变,即蒸汽在锅炉中带走的热量不变,所以设所选褐煤的低位发热量为Q net,有Bg(B)C p(t10-t1)+Bm(h w10-h w0)+BQ net b=B0 b Q net(6)B=Q net bg(B)C p(t10-t1)+m(h w10-h w0)+Q net bB0(7)式中: b为褐煤未采用预干燥时的锅炉效率.利用式(7)通过迭代计算,即可获得褐煤干燥后锅炉的燃煤量.2 1.3 抽汽及疏水回收引起的做功变化量 本文所述系统采用汽轮机回热抽汽对褐煤进行预干燥,抽汽经过干燥系统释放热量对褐煤进行干燥后变成饱和疏水,而疏水则从除氧器进入系统.由于疏水泵功对新蒸汽等效焓降的影响约占抽汽及疏水回收影响的0 15%,因此忽略不计.预干燥褐煤需要的抽汽量可以表示为D fm=Bmf m(8)式中:f m为从褐煤中干燥出1kg水分需要的抽汽量,kg kg-1.相应的抽汽量所占新蒸汽的份额可表示为f=D fmD0=Bmf mD0(9)因为抽汽经过干燥系统后完全回收,所以疏水量及疏水所占新蒸汽的份额同样可以分别表示为D fm、 f.预干燥褐煤抽汽离开系统,导致1kg新蒸汽在系统中的做功能力降低,利用等效热降法,1kg新蒸汽做功变化量为H1=- f(h f-h n)=-Bmf mD0(h f-h n)(10)式中:h f为干燥褐煤所用抽汽焓值,kJ kg-1;h n 为汽轮机末级排汽焓值,kJ kg-1.这部分预干燥褐煤所用蒸汽释放过热后返回系统,相当于带热量的工质进入系统,会使新蒸汽的做功增加.设该部分工质进入第j级加热器,做功变化量为H2= f[(h s-h j) j+(h j-h n)]=Bmf mD0[(h s-h j) j+(h j-h n)](11)式中:h s为预干燥褐煤抽汽返回系统时的焓值,kJ kg-1;h j为第j级抽汽的等效热降,kJ kg-1; j 为第j级抽汽的抽汽效率.所以,新蒸汽做功变化量为H= H1+ H2=-Bmf mD0(h f-h n)+Bmf mD0[(h s-h j) j+(h j-h n)]=Bmf mD0[(h s-h j) j+h j-h f](12) 2 2 经济性分析前面获得了影响回热抽汽预干燥燃褐煤发电系统经济性的3个部分,下面利用等效热降法获得回热抽汽预干燥燃褐煤发电系统对系统经济性影响的模型,并确定该系统的节煤条件.1kg新蒸汽在锅炉中吸热量减少量为Q= Q1+ Q2(13)汽轮机装置绝对内效率相对变化量为i= H- Q iH+ H(14)式中: i为汽轮机装置绝对内效率相对变化量; i 为汽轮机装置绝对内效率;H为新蒸汽做功,kJ kg-1.根据电站全厂效率相对变化量与汽轮机装置绝对内效率的关系,系统效率的相对变化量数值与 i相同.火电厂发电各项热经济指标之间的关系为q=q i(15)b=b i(16)式中: q为热力系统热耗率变化量,kJ (kW h)-1;q为未采用回热抽汽预干燥燃褐煤发电热力系统的热耗率,kJ (kW h)-1;b为未采用回热抽汽预干燥燃褐煤发电系统的标准煤耗率,g (kW h)-1; b为发电煤耗率变化量,g (kW h)-1.下面讨论回热抽汽预干燥褐煤的节煤条件,该系统节煤只需 i>0,即 H- Q i>0.忽略烟气部分节能,可以得到f m((h s-h j) j+h j-h f)+ i(h w10-h w0)>03第5期 严俊杰,等:预干燥燃褐煤发电系统理论研究即h f< i(h w10-h w0)f m+(h s-h j) j+h j(17)考虑烟气部分节能,可以得到h f<-D0 Q iBm f m+(h s-h j) j+h j(18)即h f< i(h w10-h w0)f m+(h s-h j) j+h j+iBmf mLC p(t10-t1)(19)式(1)~(16)构成回热抽汽预干燥燃褐煤发电系统经济性理论分析模型,利用该模型可以在已知抽汽参数、锅炉排烟温度、干燥程度等条件下分析采用褐煤预干燥系统的节能情况.式(17)~(19)为抽汽干燥褐煤的节煤条件,可以用来判断系统是否节能.3 实例计算以某600M W超临界凝汽机组为例,计算工况为TH A工况.该工况下新蒸汽量为462 85kg s-1,发电功率为600M W.汽轮发电机组效率为0 4781,过量空气系数为1 2,锅炉效率为0 91,管道效率为0 99,机械效率为0 995,发电机效率为0 99.由此得到发电效率为0 4307,发电煤耗率为285 3g (kW h)-1.该凝汽机组燃用褐煤为伊敏煤,其低位发热量为11 79M J kg-1,因此未预干燥时燃用褐煤量为118 16kg s-1.汽轮机组排汽焓为2310 8kJ kg-1.应用等效热降法整理该机组原始数据,可以得到如表1所示结果.以表1中数据为基础,采用上述模型,可以计算得到回热抽汽褐煤预干燥系统对机组性能的影响.3 1 额定工况计算对于以上机组选定如下参数作为额定工况.伊敏煤全水分的质量分数由39 5%降至19 5%,即m 为0 2484kg kg-1;f m为1 1kg kg-1;褐煤未预干燥时锅炉排烟温度为148 ,干燥后锅炉排烟温度为131 .疏水回收至除氧器.利用以上模型的计算结果如表2所示.从表2可以看出,采用回热抽汽预干燥燃褐煤发电系统的节能效果是非常明显的,额定工况下采用该系统较原系统效率相对提高3 93%,即发电效率由43 07%提高到44 76%,节煤量为11 21g (kW h)-1.3 2 节煤量影响因素分析根据以上理论模型,可知影响节煤量的主要因素有排烟温度、褐煤的干燥程度、褐煤干燥所用抽气量等.下面利用以上模型计算并分析各个因素对节煤量的影响情况.3 2 1 排烟温度的影响 在m为0 2484kg kg-1、f m为1 1kg kg-1时,利用以上模型计算不同未预干燥锅炉排烟温度和预干燥后锅炉排烟温度对节煤量的影响,结果如图2所示.从图2可以得到预干燥后锅炉排烟温度对节煤量的影响基本为线性关系,预干燥后锅炉排烟温度较未预干燥时锅炉排烟温度每下降10 ,节煤量约增加1 5g (kW h)-1.由此可知,如果未预干燥时锅炉排烟温度越高,则采用预干燥系统后锅炉排烟温度下降越多,其节能效果就越明显.3 2 2 干燥程度的影响 在未预干燥时锅炉排烟温度为148 、预干燥后锅炉排烟温度为131 的情况下,利用以上模型计算分析m对节煤量的影响,计算结果如图3所示.从图3可以得到干燥程度对节煤量的影响基本为线性关系,在f m为1 1kg kg-1时,每提高0 1的干燥程度,节煤量增加3 3g (kW h)-1.可见,干燥程度对节煤量的影响非常大,采用预干燥系统应该设法提高干燥程度,从而提高节煤量.表1 等效热降法原始数据表加热器编号抽汽系数抽汽焓/kJ kg-1抽汽等效热降/kJ kg-1抽汽效率10 028512474 5163 70 0706420 031382621 7303 70 1285030 024892739 6407 90 1718040 051622979 4633 60 2502050 041003199 7811 60 3115060 040133410 9954 40 3675070 070002983 71091 10 5350080 056403062 71097 50 56640表2 额定工况下计算结果干燥水分少吸收热量/kJ kg-1烟气温度降低少吸收热量/kJ kg-1抽汽做功变化量/kJ kg-1系统效率变化量/%节煤量变化量/g (kW h)-1167 8924 12-38 123 9311 214西 安 交 通 大 学 学 报 第45卷图2 节煤量随排烟温度的变化图3 节煤量随m的变化3 2 3 抽汽量的影响 在未预干燥时锅炉排烟温度为148 、预干燥后锅炉排烟温度为131 的情况下,利用以上模型计算从褐煤中干燥出1kg水分需要的抽汽量f m对节煤量的影响,计算结果如图4所示.图4 节煤量随f m的变化从图4可以看出:f m对节煤量的影响基本为线性关系,f m越小,节煤量越高,而且干燥程度越高,其影响越明显.在m为0 15时,f m降低0 1节煤量约为0 5g (kW h)-1,而在m为0 35时,f m降低0 1节煤量约为1g (kW h)-1.因此,设计高效的干燥机使褐煤干燥用抽汽量降低而干燥程度提高,可以明显地提高系统效率.4 结 论本文利用等效热降法建立了回热抽汽预干燥燃褐煤发电系统经济性理论分析模型,并且利用该模型计算分析了某600MW超临界凝汽机组的节能情况,以及锅炉排烟温度、干燥程度等参数对机组节能情况的影响.实际计算表明,采用该模型可以方便快捷地计算回热抽汽型预干燥燃褐煤发电系统对整厂经济性的影响.计算结果表明:采用回热抽气对预干燥褐煤可以明显提高发电效率.对本文所列额定工况计算表明,其可以使机组效率相对提高3 93%,节煤量为11 21g (kW h)-1.通过理论分析发现:预干燥后锅炉排烟温度对节煤量的影响基本为线性关系,预干燥后锅炉排烟温度较未预干燥时锅炉排烟温度每下降10 ,节煤量增加1 5g (kW h)-1.干燥程度对系统节能效果影响明显,在从褐煤中干燥出1kg水分需要的抽汽量为1 1时,每提高0 1的干燥程度,节煤量可增加3 3g (kW h)-1;从褐煤中干燥出1kg水分需要的抽汽量越小,节能效果越明显,而且干燥程度越高其影响就越明显,在干燥程度分别为0 15、0 35时,若从褐煤中干燥出1kg水分需要的抽汽量降低0 1,则节煤量分别为0 5g (kW h)-1、1g (kW h)-1.本方法可以从理论上定量分析回热抽汽预干燥燃褐煤发电系统的节能情况,同时可以通过理论分析,实现该系统的优化设计.参考文献:[1] H A T ZIL Y BERIS K S,AN DRO U T SO PO U LO S G P.An RT D study fo r the flow of lig nite par ticles thro ug ha pilot r otar y dry er:pa rt I Bare dr um case[J].D ry ing T echnolo gy,1999,17(4/5):745 757.[2] H A T ZIL Y BERIS K S,AN DRO U T SO PO U LO S G P.An RT D study fo r the flow of lig nite par ticles thro ug ha pilot r otar y dry er:par t II Flig hted drum case[J].D ry ing T echno lo gy,1999,17(4/5):759 774.[3] CA L BA N T,ER SAH A N H.D ry ing of a T urkish lignite in a batch fluidized bed[J].Energ y So ur ces,2003,25(12):1129 1135.[4] HO EHN E O,L ECH N ER S,SCH REIBER M,et al.D ry ing of lignite in a pressurized steam f luidized bedt heo ry and ex per iments[J].D ry ing T echnolog y,2010,28(1):5 19.[5] H A T ZIL Y BERIS K S,AN DRO U T SO PO U LO S G P,SA L M A S C E.Indir ect thermal dry ing of lig nite:de sig n aspect s of a rot ary dry er[J].D rying T echnolog y,2000,18(9):2009 2049.(下转第58页)5第5期 严俊杰,等:预干燥燃褐煤发电系统理论研究[7] P A RKI NS D W.M easurement of oil film jo ur na l bearing damping coefficients:an extension of the selected or bit technique[J].Journal o f T ribo log y,1995,117(4):696 701.[8] 袁小阳,王宏宾.流体动压滑动轴承油膜刚度阻尼系数的研究[J].机械工程学报,1992,28(5):83 87.Y U A N X iaoy ang,WA N G Ho ng bin.Study on stiffness and damping coefficient o f hy dr odynamic jo urnal bearing[J].Chinese Journal of M echanical Engineering,1992,28(5):83 87.[9] T I E A K,Q IU Z L.Identification o f six teen for ce coefficients of tw o journal bear ings fr om ex per imental unbalance responses[J].W ear,1994,177:63 69. [10]郑铁生,许庆余.滑动轴承油膜动力系数的附加不平衡量辨识方法[J].西安交通大学学报,1992,26(3):99 106.ZH EN G T iesheng,XU Q ing yu.I dentification o f journal bear ing oil film dynamic coefficients by attachingaddit ional masses to a r oto r[J].Journal of X i an Jiaoto ng U niver sity,1992,26(3):99 106.[11]钟一谔,何衍宗.转子动力学[M].北京:清华大学出版社,1987:176 195.[12]何正嘉,訾艳阳,张西宁.现代信号处理技术及应用[M].西安:西安交通大学出版社,2006:42 43.[13]LA U RA N T F,CHIL DS D W.M easur ements of ro tordy namic co efficients of hy brid bearing s w ith(a)a plug ged or ifice,and(b)a wo rn land surface[J].ASM E J Eng G as T ur bines Pow er,2002,124(2):363 368.[14]庞志成.液体静压支承动态稳定性理论研究[J].哈尔滨工业大学学报,1982(3):86 98.PA N G Zhicheng.A theo retical r esear ch on the dynam ic stability of hydro st atic bear ing[J].Jo urnal o f H ar bin Inst itute of T echno lo gy,1982(3):86 98.(编辑 管咏梅)(上接第5页)[6] CA L BA N T.T he effects o f bed height and initialmoisture concentr ation on dry ing lig nite in a batch fluidized bed[J].Energ y Sources:Part A Recover yU tilization and Envir onment al Effects,2006,28(5):479 485.[7] SA LM AS C E,T SET SEKO U A H,H A T ZIL Y BRISK S,et al.Evolut ion lig nite mesopore st ruct ur e during dry ing effect o f temperatur e and heating time[J].Dry ing T echnolo g y,2001,19(1):35 64.[8] A GR A NIO T IS M,GR AM M ELIS P,P A PA PA V L OUC,et al.Ex perimental inv est igat ion on the combust ion behav iour o f pre dr ied Gr eek lignite[J].FuelPr ocessing T echno log y,2009,90(9):1071 1079. [9] A GRA N IO T IS M,ST AM AT IS D,GRA M M EL IS P,et al.N umer ical investig atio n on t he combustio n behav iour o f pre dried G reek lig nite[J].Fuel,2009,88(12):2385 2391.[10]K AK A RA S E,A HL A DA S P,SY RM O PO U L OS S.Co mputer simulation studies fo r the integ ratio n of anex ter nal dry er into a Gr eek lig nite fired pow er plant[J].Fuel,2002,81(5):583 593.[11]王海锋,朱书全,任红星,等.通辽褐煤在流化床干燥器中的干燥特性研究[J].选煤技术,2007,4(4):43 47.W AN G Haifeng,ZHU Shuquan,REN Ho ng x ing,etal.Dr ying character istics resea rch o f T ongliao lig nitein fluidized bed drier[J].Co al Pr epar ation T echnology,2007,4(4):43 47.[12]李先春,余江龙,胡广涛,等.印尼褐煤干燥和水分再吸收特性的试验研究[J].现代化工,2009,29(S1):5 7.LI Xianchun,Y U Jianglong,Hu G uangtao,et a l.L ignite dehydr at ion and pr edr ying techno lo gy[J].M o dern Chemical Industry,2009,29(S1):5 7.[13]赵卫东,刘建忠,周俊虎,等.褐煤等温脱水热重分析[J].中国电机工程学报,2009,29(14):74 79.ZH AO Weidong,LIU Jianzho ng,ZH OU Junhu,et al.Investig atio n on the isotherma l dewater ing o f brow ncoal by thermobalance[J].P ro ceedings o f the CSEE,2009,29(14):74 79.[14]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.YA N Weiping,M A K ai,L I Chunqi,et al.Economicaleffect of lignite co al dr ying o n coal fired elect ric po werplant[J].Electr ic Po wer,2010,43(3):35 37.[15]林万超.火电厂热系统节能理论[M].西安:西安交通大学出版社,1994.(编辑 荆树蓉)58西 安 交 通 大 学 学 报 第45卷。
