新集一礦矸石電廠煤泥干化系統(tǒng)方案設(shè)想

張信龍

（中煤天津設(shè)計工程有限責(zé)任公司，天津 300120）

新集一礦矸石電廠是新集一礦配套建設(shè)的綜合利用熱電廠。新集一礦生產(chǎn)的濕煤泥不能被新集一礦矸石電廠完全消化，堆放占用場地，粉塵污染環(huán)境，已經(jīng)成為中央生態(tài)環(huán)境保護(hù)督察隱患。

1 燃料來源

新集一礦原煤為低變質(zhì)的氣煤和1/3焦煤，具有中低灰、高發(fā)熱量、特低磷、特低硫等特點。新集一礦矸石電廠混合燃煤Qnet,ar約10 467 kJ/kg，其中煤泥Mt=22.2%，Ad=48.35%，Qnet,ar=11 074 kJ/kg。

2 工程技術(shù)方案

2.1 干燥方法

煤泥干燥主要是使煤泥水分降低、熱值提高，使干燥后的煤泥可與洗混煤摻混后作為鍋爐的燃料使用?，F(xiàn)在常用的煤泥干燥方法有直管滾筒式干燥、旋翼式干燥和揚(yáng)料板滾筒式干燥等[1-3]。

考慮利用新集一礦矸石電廠0.45 MPa、145 ℃的飽和蒸汽作為干燥熱源，汽源供應(yīng)可靠、參數(shù)穩(wěn)定、價格受控。低溫蒸汽間接干燥生產(chǎn)過程中沒有固體廢棄物的排放，蒸發(fā)水分可收集循環(huán)利用。直管滾筒低溫干燥工藝具有以下特點：工藝先進(jìn)，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠；干燥過程全封閉，避免二次污染；余熱利用技術(shù)實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保、超凈排放；干燥環(huán)境溫度在100 ℃左右，無粉塵爆炸安全隱患；物料流動順暢；干燥效率高，系統(tǒng)熱損失??；產(chǎn)品顆粒度、水分、產(chǎn)量等可通過控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)，自動化程度高。因此，推薦采用低溫蒸汽熱源的直管滾筒干燥。干燥方法比較對照見表1。

表1 干燥方法比較對照表

2.2 工藝流程

壓濾煤泥由帶式輸送機(jī)運(yùn)至入料緩沖倉，經(jīng)煤泥定量給料機(jī)、密封式給料裝置給入干燥機(jī)，出料口排出的干煤泥后經(jīng)帶式輸送機(jī)落地儲存。電廠蒸汽經(jīng)減溫降壓裝置、分氣缸進(jìn)入干燥機(jī)的蒸汽加熱管，提供干燥所需的熱量。蒸汽經(jīng)疏水?dāng)U容器冷凝、疏水箱儲存，由疏水泵輸送至電廠原水箱回用。蒸發(fā)濕氣由引風(fēng)機(jī)、濕法除塵器進(jìn)行除塵冷凝，實現(xiàn)干燥系統(tǒng)超凈排放。煤泥水經(jīng)過沉淀底流由潛污泵送至煤泥濃縮池，溢流作為澄清水噴淋使用，補(bǔ)充水來自煤泥濃縮池澄清水。設(shè)備流程如圖1。最終產(chǎn)品平衡見表2。

圖1 設(shè)備流程圖

表2 最終產(chǎn)品平衡表

2.3 主要工藝設(shè)備選型

主要工藝設(shè)備選型見表3。

表3 主要工藝設(shè)備選型表

2.4 車間布置

廠址選擇在新集一礦工業(yè)場地西北角，占地約1.5 hm2，自西向東布置有干燥車間、煤泥儲煤場和T1轉(zhuǎn)運(yùn)站等。濕煤泥轉(zhuǎn)運(yùn)至煤泥儲煤場再向干燥車間供料，干煤泥運(yùn)至煤泥儲煤場儲存，再轉(zhuǎn)運(yùn)至T1轉(zhuǎn)運(yùn)站后摻入矸石電廠現(xiàn)有燃料系統(tǒng)。

干燥車間占地約900 m2，主體為門式鋼架鋼結(jié)構(gòu)廠房，鋼筋混凝土獨立基礎(chǔ)。一層布置有干燥機(jī)（變頻）、疏水箱、疏水泵、濕法除塵器、引風(fēng)機(jī)（變頻）、噴淋水池、噴淋水泵、干煤泥帶式輸送機(jī)和配電室等；二層布置有入料緩沖倉、煤泥定量給料機(jī)（變頻）和密封式定量給料裝置（變頻）；三層布置有濕煤泥帶式輸送機(jī)。

煤泥儲煤場占地約6700 m2，主體為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，屋面為網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，鋼筋混凝土獨立基礎(chǔ)，四周設(shè)鋼筋混凝土擋墻高2.5 m，鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)。煤泥儲煤場分別堆放濕煤泥和干煤泥，總?cè)萘考s20 000 t，煤泥上料和轉(zhuǎn)運(yùn)均采用裝載機(jī)。

煤泥儲煤場至干燥車間濕煤泥帶式輸送機(jī)、干燥車間至煤泥儲煤場干煤泥帶式輸送機(jī)上設(shè)置電子皮帶秤對原料和產(chǎn)品進(jìn)行計量。

本系統(tǒng)蒸汽用量約4 t/h，所需蒸汽由新集一礦矸石電廠提供，通過一根DN125管道架空敷設(shè)至干燥車間，沿途根據(jù)敷設(shè)情況合理設(shè)置疏水點。蒸汽管道熱補(bǔ)償主要以波紋補(bǔ)償器補(bǔ)償為主，局部采用自然補(bǔ)償。至干燥車間蒸汽管道在汽源接口處設(shè)置手動閥門、電動閥門，至干燥車間蒸汽管道上設(shè)置流量計，實現(xiàn)蒸汽計量。

2.5 經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測

由于濕煤泥和混煤的單位發(fā)熱量單價不同，燃燒干煤泥相當(dāng)于節(jié)約燃燒混煤。濕煤泥發(fā)熱量11 074 kJ/kg（單價234.5元/J/kg），濕煤泥價格149.44元/t；濕煤泥經(jīng)干化處理后，干煤泥發(fā)熱量13 050 kJ/kg（單價402元/J/kg），干煤泥價格299.23元/t。按照年處理10萬t濕煤泥計算，矸石電廠年節(jié)省燃料費299.23×10-149.44×10=1 497.90萬元，年總成本約為69.9×10=699.00萬元，項目建成后矸石電廠年收入增加約798.90萬元。

3 結(jié)語

新集一礦矸石電廠利用自有工業(yè)蒸汽作熱源，對煤泥進(jìn)行間接潔凈傳導(dǎo)式干燥，規(guī)劃一套可靠、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、安全的煤泥干化系統(tǒng)。項目的建設(shè)將對新集一礦及周邊地區(qū)節(jié)能減排、環(huán)境保護(hù)起到積極的促進(jìn)作用，對矸石電廠降低生產(chǎn)成本和增加企業(yè)效益意義重大。