解析火電廠系統(tǒng)節(jié)水及褐煤干燥

王菁菁

（四川電力設(shè)計咨詢有限責(zé)任公司 四川成都 610041）

解析火電廠系統(tǒng)節(jié)水及褐煤干燥

王菁菁

（四川電力設(shè)計咨詢有限責(zé)任公司 四川成都 610041）

在火力發(fā)電技術(shù)上我們國家起步較晚并且在投入建設(shè)初期并沒有考慮電廠用水情況，所以我們國家的火電廠用水浪費并且節(jié)水水平低，隨著我們國家可使用水資源的不斷較少，可用水資源出現(xiàn)供不應(yīng)求，可用水資源對快速發(fā)展電力工業(yè)的影響越來越明顯，隨著不斷在技術(shù)上進(jìn)行改進(jìn)和發(fā)展，經(jīng)過處理后的水質(zhì)得到明顯改善。褐煤的煤化程度較低且主要儲藏在我國云南東北四川等地區(qū)，當(dāng)前我們國家的褐煤的煤層厚度較厚，埋藏的深度較淺儲量豐富。通過對褐煤干燥后將其投入發(fā)電中，可以很好的降低火電廠發(fā)電成本降低經(jīng)濟(jì)支出。

火電廠；系統(tǒng)節(jié)水；褐煤干燥

引言

隨著當(dāng)今時代的不斷發(fā)展進(jìn)步，工業(yè)化程度不斷發(fā)展加深工業(yè)用水的比例也在逐漸上升，電廠用水在工業(yè)用水總量占據(jù)著十分重要的比例。褐煤由于其自身的水分含量較高，資源豐富并且價格低廉等特點，對其進(jìn)行干燥處理之后可以將其投入使用項目中。褐煤干燥技術(shù)，是將褐煤進(jìn)行預(yù)干燥處理將褐煤中多余的水分吸收并回收處理之后，將回收水作為電廠直接進(jìn)行使用的低等級水，進(jìn)而做好水循環(huán)利用節(jié)水工作。

1 火電廠系統(tǒng)節(jié)水分析

1.1 國內(nèi)外電力工業(yè)用水節(jié)水現(xiàn)狀

我們國家水資源總量較為豐富位居世界第六位，但是人均水資源占有量較少，我們國家的缺水主要是當(dāng)?shù)乇旧砜捎盟Y源缺少以及水質(zhì)型缺水。我們國家火電廠相對于其他國家來說起步較晚，而國外較早就開展了對電廠節(jié)水技術(shù)的研究，美國、加拿大以及前蘇聯(lián)等國家大多數(shù)都采用濕式除灰系統(tǒng)的火電廠，將沖灰水重復(fù)進(jìn)行供除灰系統(tǒng)使用循環(huán)冷卻補(bǔ)充水通過濕式除灰系統(tǒng)用回水來進(jìn)行過補(bǔ)充，不僅可以減少對新鮮干凈水的消耗，還可以減少火電廠灰水的排放量。歐洲西部的大部分國家采用干式氣力除灰技術(shù)，在國外的火電廠污水回收處理利用也十分廣泛，在80年代美國、日本已經(jīng)實現(xiàn)了火電廠廢水零排放。我們國家由于火電廠起步較晚，使用初期為了保障電廠安全運行忽略了用水節(jié)水情況，造成我們國家電廠用水量過大，節(jié)水水平較低，火電廠的機(jī)組設(shè)備耗水量較大并且存在許多問題，沒有廢水處理回收裝置，工業(yè)冷卻水消耗量較大，鍋爐排污水回收不能再利用，水力除灰渣系統(tǒng)灰水比嚴(yán)重失調(diào)等問題的出現(xiàn)。經(jīng)過不斷發(fā)展我們國家的節(jié)水系統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)得到快速發(fā)展并投入使用后得到良好的成效，經(jīng)過處理之后的水質(zhì)得到明顯改善。

1.2 火電廠用水簡介

水是火電廠進(jìn)行生產(chǎn)發(fā)電工作的關(guān)鍵，用水問題已經(jīng)越來越成為制約火電廠發(fā)展的重要因素。某火電廠的供給水是地表水，為了滿足節(jié)水要求，發(fā)電設(shè)備主機(jī)和輔機(jī)需要采用表凝式簡介空冷方案設(shè)計，輔機(jī)采用帶機(jī)械通風(fēng)冷卻塔的循環(huán)冷卻系統(tǒng)，除灰系統(tǒng)使用正壓濃相氣力除灰和干灰輸送方案，來提高電廠用水的重復(fù)率，采取必要的節(jié)水技術(shù)盡可能的減少新鮮水的使用，確保電廠各項目耗水量達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)。鍋爐定排水水質(zhì)較好，可冷卻之后直接回收至循環(huán)冷卻水系統(tǒng)重復(fù)利用，油罐冷卻水在夏季的最大的用水量是20m3/h，可以將含油漬的廢水就近排放在工業(yè)廢水地下水道經(jīng)過加工處理之后可以用作除灰或者是輸煤系統(tǒng)的使用水。將鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)的高含鹽廢水收集之后作為脫硫系統(tǒng)用水，反洗排水排入工業(yè)廢水水道處理之后回收循環(huán)利用。將脫硫廢水用于灰場的噴灑。電廠的沖洗汽車和進(jìn)行地面清潔的使用水由工業(yè)水供給，排除的水質(zhì)含有顆粒物質(zhì)和少量的油漬經(jīng)過相關(guān)凈化處理之后可以用來做除灰和輸煤系統(tǒng)的使用水。電廠的生活用水經(jīng)過生物氧化技術(shù)處理之后可以作為電廠的低等級使用水，使用經(jīng)過凈化處理之后的生活污水做綠化用水，可以提高水資源的利用率。

1.3 火電廠用水相關(guān)節(jié)水措施

電廠設(shè)備主機(jī)和輔機(jī)冷卻排氣采用間接冷卻方式，除灰系統(tǒng)使用少量高含鹽污水作為加濕用水，熱力系統(tǒng)用水采用回收利用，鍋爐排水、熱力設(shè)備和管道正常排水等經(jīng)過處理之后作為脫硫水。將整個電廠的排水資源化并且重復(fù)使用，根據(jù)電廠的整體排水條件采用循環(huán)利用或者是梯級使用和廢水處理綜合利用等方式來節(jié)約用水，將廢變寶，對電廠排水水質(zhì)進(jìn)行分類并加以合理利用。另外還可以采用一些經(jīng)濟(jì)合理的廢水污水處理工藝，將工業(yè)廢水進(jìn)行集中處理。生活污水采取生物氧化的處理技術(shù)，當(dāng)前在我們國家多數(shù)新建電廠廣泛使用，將含煤廢水經(jīng)過含煤廢水一體化處理系統(tǒng)凈化處理之后回收利用在輸煤系統(tǒng)用水中。在電廠的每個供水系統(tǒng)的出水干管和主要用水支管上安裝水量計量裝置，加強(qiáng)節(jié)約用水的宣傳力度，提高全廠工作人員節(jié)約用水的意識，制定可行性較強(qiáng)的規(guī)章制度來進(jìn)行節(jié)水工作。另外還要進(jìn)行水務(wù)管理工作，使各項目的節(jié)水措施最終得到落實。

2 褐煤干燥提質(zhì)摻燒技術(shù)

2.1 褐煤干燥提質(zhì)摻燒系統(tǒng)

褐煤的含水量高于其他煤炭，如果不對褐煤進(jìn)行預(yù)干燥操作直接摻燒，在這個過程中就會存在大量熱量被褐煤中的水分吸收轉(zhuǎn)蒸發(fā)或者是直接吸收，這些燃燒之后的氣體排除之后會對環(huán)境帶來很大的影響還會造成排煙機(jī)排煙過熱損失重大，最終會導(dǎo)致鍋爐不能正常進(jìn)行工作，導(dǎo)致電廠的熱效率降低，褐煤的含水量高的特點使其在運輸和貯存過程中的成本增加，和直接進(jìn)行摻燒的褐煤相比，進(jìn)行預(yù)干燥處理之后的褐煤存在一定的優(yōu)勢，預(yù)干燥處理之后的褐煤會大大降低煤炭燃燒的數(shù)量，提高鍋爐的正常使用和生產(chǎn)效率，因此褐煤預(yù)干燥處理是十分有必要的。褐煤預(yù)干燥處理是一種較好的解決粉塵和直接摻燒熱量消耗的方法。當(dāng)前我們研究的褐煤提質(zhì)摻燒系統(tǒng)，可以將省煤器出口水作為干燥介質(zhì)，通過間接加熱蒸發(fā)褐煤水分，這種褐煤干燥提質(zhì)系統(tǒng)不僅可以實現(xiàn)褐煤干燥還可以降低直接摻燒褐煤之后對鍋爐和排煙機(jī)產(chǎn)生的危害，將褐煤中大量水分吸收處理之后，可以做為電廠工業(yè)生產(chǎn)使用水以此循環(huán)使用，做好工業(yè)用水節(jié)水工作。

2.2 干燥器的干燥原理和相關(guān)設(shè)計要求

在褐煤干燥提質(zhì)摻燒系統(tǒng)使用中，把沒有進(jìn)行干燥的褐煤稱重之后從給煤機(jī)的左邊放到干燥機(jī)內(nèi)，通過干燥機(jī)的傳動齒輪和干燥機(jī)筒體驅(qū)動干燥機(jī)運行，在筒體旋轉(zhuǎn)傾斜時干燥好的褐煤就會逐漸向干燥機(jī)的出口移動。由風(fēng)機(jī)提供的干燥風(fēng)將褐煤中的水分帶走并從左側(cè)進(jìn)行冷凝器實行冷凝，最終來作為回收水份。干燥機(jī)內(nèi)的水分從干燥器的右邊會直接進(jìn)入集水箱中，通過集水箱將水分分配個每個干燥管最終排回省煤器，以此循環(huán)使用，干燥完成之后的褐煤在干燥機(jī)右側(cè)排出后直接進(jìn)行制粉。

2.3 褐煤預(yù)干燥機(jī)器傳熱過程

褐煤預(yù)干燥干燥器主要通過省煤器來進(jìn)行干燥管內(nèi)外的氣流傳熱，通過省煤器的出口處飽和水干燥管內(nèi)外氣流對換傳熱，加熱氣體之后將氣體和沒有進(jìn)行干燥處理的褐煤實行熱傳導(dǎo)實現(xiàn)熱量之間的交換工作。在整個褐煤干燥傳熱過程中，包括干燥管內(nèi)外傳熱，干燥氣體之間的對流，沒有進(jìn)行干燥處理的褐煤煤粒的對流和輻射傳熱。

3 褐煤提質(zhì)摻燒系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)學(xué)分析

進(jìn)行干燥處理之后的褐煤如果直接進(jìn)行摻燒或者是不進(jìn)行預(yù)干燥處理進(jìn)行摻燒，和不摻燒的褐煤相比存在燃煤成本的優(yōu)勢，以及回收水資源節(jié)約水資源和褐煤干燥后的單位散發(fā)的熱量價格存在經(jīng)濟(jì)差異。由于褐煤的含水成分較高和低熱值的特點，電廠通常不會直接進(jìn)行褐煤摻燒使用，褐煤資源豐富并且價格低廉，將褐煤干燥處理之后可以降低鍋爐的效率，提高磨煤機(jī)器制作褐煤干燥工作效率。解決磨煤機(jī)磨制褐煤干燥出力較小的問題。使用褐煤后不僅會在一定程度上降低燃煤經(jīng)濟(jì)成本，電廠還可以將干燥后的褐煤進(jìn)行循環(huán)利用，從而來降低電廠用水節(jié)水，不同的摻燒比例的褐煤投資回報率也會隨之出現(xiàn)不同。

4 結(jié)束語

由于褐煤高水分的特點直接對褐煤進(jìn)行摻燒會對電廠帶來很多影響，和其他煤種相比褐煤的價格低廉，因此越來越多的電廠考慮使用褐煤，褐煤干燥提質(zhì)摻燒系統(tǒng)很好的解決了褐煤傳統(tǒng)干燥方式帶來的問題，克服了熱煙氣干燥的安全性能差的缺點，避免了使用汽機(jī)排汽干燥的工作效率小的后果。褐煤干燥提質(zhì)摻燒系統(tǒng)由于用煤成本和用水成本明顯降低，目前該系統(tǒng)中只會適合在缺水地區(qū)使用，系統(tǒng)中的回收水可以直接在電廠作為低等級水使用。當(dāng)前我們國家正在大力建設(shè)環(huán)境友好型社會，倡導(dǎo)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，在火力發(fā)電廠會消耗大量的水資源和煤炭資源，通過對電廠進(jìn)行用水和節(jié)水宣傳教育工作，來降低用水量提高水資源利用率，褐煤由于其自身的成本低廉和資源豐富等特點，再進(jìn)行干燥處理之后可以將其運用到火電廠生產(chǎn)工作中，降低其他煤種煤炭的使用率，最終來降低電廠生產(chǎn)成本，提高電廠生產(chǎn)效率。

[1]楊志平.大型燃煤發(fā)電機(jī)組能耗時空分布與節(jié)能研究[D].華北電力大學(xué)，2013.

[2]余學(xué)海，廖海燕，詹仲福，趙旭.印尼高水分褐煤干燥特性研究[J].潔凈煤技術(shù)，2012（02）.

[3]余學(xué)海，廖海燕，翟劍萍，詹仲福，趙 旭.蒸汽管回轉(zhuǎn)褐煤干燥及傳熱特性[J].潔凈煤技術(shù)，2013（01）.

TM621

A

1004-7344（2016）32-0112-02

2016-11-2

王菁菁（1980-），女，工程師，本科，主要從事火電廠的供水系統(tǒng)和消防部分，包括火電廠取水工藝、循環(huán)冷卻水，原水預(yù)處理，廠區(qū)供排水系統(tǒng)，工業(yè)廢水處理和消防部分等工作。