兖煤菏泽能化有限公司 山东菏泽；山东端孚节能工程有限公司 山东济南
摘要：针对洗煤厂洗混煤水分高，物料粘的特点，本文介绍了低温蒸汽间接干燥技术，利用电厂锅炉蒸汽乏汽，通过本系统与电厂输煤系统无缝连接，实现高水分燃煤入炉前的脱水，提高锅炉燃烧效率，同时解决入炉前堵塞问题；通过内置螺旋输送导料装置，提高了蒸汽回转干燥机的处理能力。
关键词：低温蒸汽干燥；洗混煤干燥；蒸汽回转干燥设备
对于燃用低阶煤的电站锅炉，入炉煤水分过高是制约锅炉稳定经济运行的主要问题之一。入炉煤水分过高，使磨煤机出力下降，电耗增加；原煤水分高使煤的流散性变差，造成炉前煤仓，落煤管粘结堵塞，运行中发生堵塞，严重影响供煤系统运行。原煤中水分过高，导致锅炉燃烧室温度降低，煤粉着火点推迟，烟气容积增大，从而使排烟热损失增大，同时加剧尾部受热面的低温腐蚀，锅炉效率降低。目前，电厂主要通过掺混干煤来解决入炉煤水分过高的问题，但同时存在混合不均匀和成本增加等诸多问题。
1、洗混煤干燥工程概况
本项目位于兖煤菏泽能化赵楼综合利用电厂，电厂一期装机容量1×300MW，是赵楼煤矿项目的配套电厂，电厂锅炉选用1025t/h循环流化床锅炉，燃料主要来源为赵楼煤矿选煤厂产出的副产品，即煤泥和洗混煤。目前洗混煤由于全水分平均在11.5%左右，水分高，而且粘，在储存环节经常发生堵塞现象，另外在锅炉给料、入炉等环节，洗混煤经常给料不畅，直接影响锅炉运行。
本项目采用低温蒸汽回转干燥工艺，通过对洗混煤的干燥将水分降至6%以下，湿洗混煤在蒸汽回转干燥机内完成干燥脱水，蒸汽管回转干燥机是一种热传导型干燥设备，广泛地应用于石化行业中HDPE，CTA，PTA等物料干燥[1]；该工艺能够最大限度的达到节能要求，并且工艺成熟、安全、稳定。间接式回转干燥炉以蒸汽为热源，通过间接式传热方式，将蒸汽的热量传递给颗粒，颗粒吸收热量后温度升高。物料随着温度升高，干燥过程的热风及蒸汽在引风机作用下依次进入洗涤塔及超重力床除尘器，经深度除尘后，洗涤下尾气中夹带的少量固体粉尘，尾气达标排放。
2、干燥工艺的选择
目前国内煤干燥技术主要是高温烟气干燥技术，该技术采用燃煤热风炉产生高温烟气作为热源，在回转圆筒干燥机内对湿煤进行干燥，所需烟气量大，热量损失多，环境污染严重。本项目采用蒸汽管回转干燥技术取代烟气热源，利用蒸汽管进行间接传热干燥，文献[2]对烟气回转干燥技术和蒸汽管回转干燥技术进行了对比分析。
表1 烟气回转干燥技术和蒸汽管回转干燥技术对比
蒸汽回转干燥技术是利用蒸汽作为热源，采用新型卧式滚筒间接干燥机为主设备的一种干燥技术。其原理为洗混煤在干燥机内与众多钢管内的蒸汽换热，洗混煤中的水分得以快速蒸发，达到干燥目的，蒸汽换热后冷却成水送回锅炉循环使用，具有以下技术优势：
系统安全性高。因采用的是传导式干燥方式，热源跟物料没有接触，干燥腔内氛围只是洗混煤干燥挥发的湿气，温度较低，所以没有任何安全隐患；
生产过程环保。由于产生的湿气量小，除尘工作量小，很容易达到排放要求，所以干燥过程非常环保。洗混煤全程密闭式操作，无粉尘飞扬，工作环境清洁；
节能效果好，运行成本低。干燥所需热量不是靠热烟气提供，消除了热烟气干燥洗混煤带走的热损失。由于设备结构紧凑，且辅助装置少，散热损失也减少。热量利用率可达85%；
设备结构紧凑，装置占地面积小；
干燥温度低，避免了采用高温烟气直接干燥使产品易结焦、挥发分析出等问题。
3、蒸汽回转干燥工艺介绍
流程介绍
图1 蒸汽回转干燥系统流程图
在电厂输煤皮带上增加犁式卸料器，将湿煤卸下进入蒸汽回转干燥系统，未干燥前的洗混煤湿煤中含有少量大块煤块，在进入干燥机前，须将这部分粒度比较大的煤块筛出，以防止进入干燥机发生卡塞。
湿煤经交叉筛筛分后，筛上少量大颗粒煤块经输煤皮带，与烘干蒸汽回转干燥机干燥后的干煤混合；筛下湿煤经进料螺旋输送机输送至蒸汽回转干燥机进行干燥，干燥后的煤经出料螺旋输送机和输煤皮带送至电厂皮带或煤场。
依据供应的蒸汽状况，干燥系统采用0.4～0.8MPa饱和蒸汽（经减温水降温后，温度为140~190℃）对洗混煤进行干燥，蒸汽管道与冷凝水回收管道均就近引自和返回至厂区综合管。
洗涤塔及超重力床除尘器除尘用水及冲洗水由输煤系统冲洗水接入，回水自流到干燥间底层污水坑，洗涤所得废水定期由排污泵送至含电厂煤含油废水处理间处理后循环使用。
4、针对洗混煤湿粘特性进行的系统优化
4.1回收冷凝水余热
蒸汽经干燥机换热后，变成冷凝水，冷凝水的温度为120-160度，在干燥机进风侧增加空气预热器，对乏汽换热之后的冷凝水再进一步余热回收利用，提高系统的热利用率和蒸汽回转干燥机的换热效率。空气预热器采用GLⅡ型螺旋翅片管式换热器，冷凝水走管程，空气走壳程。
表2 蒸汽回转干燥机运行数据
根据蒸汽回转干燥机运行数据可以看出，经过预热后的进风温度大大提高，节省了蒸汽耗量，干燥机的热利用率也得到了提升。
4.2干燥机内部增加螺旋输送导料装置
洗煤厂在洗选过程中加入了絮凝剂，湿洗混煤除了水分高，很容易在输送和储存过程中粘堵。湿洗混煤进入干燥机内部，粘贴在换热管外壁，影响了物料在干燥机内部的流动性，同时增加了管壁热阻和物料传热热阻[3]，降低了干燥机的干燥效率。针对此问题，在干燥机内部增设了螺旋输送导料装置，如图2所示。
图3 增设导料装置对干燥机处理能力的影响
根据图3所示，内部导料装置增加了物料在干燥机内的通行速度，提高了干燥机处理能力；同时增加了物料的扰动，减小了换热管的管壁热阻，强化了湿煤在干燥机内部的传热传质，干燥机的干燥效率得到了显著的提升。
4.3结果分析
本文收集处理2016年9月份赵楼电厂洗混煤烘干系统运行数据，根据相关数据绘制一天中0～24点洗混煤烘干前后水分含量散点图，如图4所示：
图4 洗混煤烘干前后水分含量散点图
根据图4所示，赵楼电厂综合利用电厂采用洗混煤烘干技术后，洗混煤水分含量从12%左右降低到约为6%，表明本文提出的新型洗混煤蒸汽回转干燥工艺烘干效果显著，能够明显降低洗混煤中的水分含量，比较好的解决了输煤、给煤系统中的堵煤问题，保证了锅炉的安全稳定运行，同时减少了锅炉中煤燃烧的热损失，提高了煤的热能利用率，降低了发电煤耗，产生了较大的经济和社会效益。
5、结论
（1）采用低温蒸汽回转干燥技术，用于高含水低阶煤的干燥脱水，相比常规烟气干燥，更加节能环保，可以得到更好的推广和应用；
（2）蒸汽回转干燥工艺，可以和电厂做到无缝连接，实现电厂输煤过程中在线脱水，热源采用电厂锅炉乏汽，经换热后冷凝水返至锅炉凝汽器；
（3）针对洗混煤湿粘的特性，增加了冷凝水余热回收装置和输送导料装置，提高了干燥机的热利用率和处理能力。
（4）蒸汽回转干燥工艺烘干效果显著，能够明显降低洗混煤中的水分含量，比较好的解决了输煤、给煤系统中的堵煤问题，保证了锅炉的安全稳定运行，同时减少了锅炉中煤燃烧的热损失，提高了煤的热能利用率，降低了发电煤耗，产生了较大的经济和社会效益。
参考文献
（1）赵旭，孙中心，谢珍，等．HDPE蒸汽管回转干燥机的研究[J]．化工设备与防腐蚀，2000（5）：l7—19．
（2）周立荣，钱国俊，蒸汽管回转干燥机在燃褐煤电厂中的应用探讨[J]，电力建设，（2011）05-0094．06
（3）岳永飞，孙中心，刘永忠，蒸汽管回转干燥机传热系数研究[J]。石油化工设备（2008）0220008204
论文作者:李铭新,孟辉
论文发表刊物:《电力技术》2016年第11期
论文发表时间:2017/3/2
标签：干燥机论文; 干燥论文; 蒸汽论文; 电厂论文; 水分论文; 锅炉论文; 烟气论文; 《电力技术》2016年第11期论文;