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文檔簡介

1、低熱值煤炭綜合利用發(fā)電現狀摘要:全國煤炭主要調出地區(qū)在開采外運優(yōu)質煤的同時產生大量的煤矸石等低熱值燃料,這些低熱值燃料直接排棄不僅影響環(huán)境和占用土地,也造成能源資源的浪費。低熱值煤就地發(fā)電轉換是解決這一問題的最佳途徑,也是西電東送的重要補充。 關鍵詞:低熱值煤炭;煤矸石;循環(huán)流化床;綜合利用發(fā)電 中圖分類號:P618 文獻標識碼:A 文章編號:1009-2374(2013)15-0086-02 1 概述 目前全國歷史堆存的煤矸石近50億噸,受技術條件、利用途徑和消納能力的限制,煤矸石堆存量以每年億噸以上的速度遞增?,F已形成的1500多座矸石山占壓土地1.3萬公頃以上,不僅加劇了人地矛盾,也改變

2、了原有土地的結構和功能,破壞了當地的生態(tài)系統(tǒng)。矸石山揚塵不僅影響大氣環(huán)境,落地后還會造成土壤污染;煤矸石中有害元素會溶入水域或通過雨水滲入土壤,直接影響水體和土壤 質量。 現階段主要通過三種途徑對煤矸石進行利用和處置:一是對沒有熱利用價值的煤矸石除部分用于筑路和生產建材外,主要進行填埋處理;二是熱值較低(3001200千卡/千克)的煤矸石主要用于生產利廢材料;三是對熱值相對較高(1200千卡/千克)的煤矸石主要應用于發(fā)電。 煤矸石發(fā)電是以利用熱值在1200千卡/千克以上的煤矸石為主,輔以適量煤泥和中煤,形成收到基低位發(fā)熱量不大于3000千卡/千克的入爐燃料,其中煤矸石和煤泥的比例達到60%以上

3、,采用循環(huán)流化床鍋爐(CFB)機組發(fā)電的低熱值煤利用方式。目前全國煤矸石綜合利用電廠近400座,投產的總裝機容量達2600萬千瓦左右,主要分布在重點產煤區(qū)。2010年,全國煤矸石綜合利用電廠共消耗低熱值煤約1.3億噸,相當于節(jié)約3500萬噸煤炭,相應減少占壓土地300公頃。 2 循環(huán)流化床鍋爐的優(yōu)點 循環(huán)流化床鍋爐在低熱值煤炭綜合利用發(fā)電中發(fā)揮的作用是無可比擬的。大型CFB機組在優(yōu)化我國電源結構、減少發(fā)電污染物排放等方面發(fā)揮了一定作用。CFB機組對燃料的適應范圍寬,對高灰分、低熱值、低揮發(fā)分燃料能入爐穩(wěn)定燃燒;負荷調整范圍較寬,鍋爐負荷在30%35%可以不投油助燃;在爐內可以實現脫硫、低NOx

4、排放等。這些優(yōu)點是其在煤礦低熱值發(fā)電得到廣泛運用的主要原因。我國30萬千瓦級及以下容量的國產CFB機組已基本成熟,鍋爐及主要輔機產品運行可靠性也大大提高,能夠較好地利用各種熱值燃料,實現低熱值煤綜合利用。 (1)煤種適應性廣。循環(huán)流化床爐內燃料著火、燃燒條件好,可以燃燒高灰、高硫、高水分、低熱值、低揮發(fā)分的煙煤、無煙煤、褐煤、煤泥、煤矸石、油頁巖、樹干等劣質燃料,且煤種多變和各種燃料混合物均能適應。 (2)燃燒效率高。由于灰分及燃料的多次循環(huán),在燃用不同煤種,在不同負荷下,燃燒效率卻比較高,可達98%99%以上,完全可以媲美煤粉爐。 (3)循環(huán)流化床屬于低溫燃燒,NOx排放遠低于煤粉爐,并可實

5、現燃燒中直接脫硫。脫硫效率高且技術設備簡單和經濟,其脫硫的初投資及運行費用低于煤粉爐加FGD,是目前中國在經濟上可承受的燃煤污染控制技術。 (4)負荷調節(jié)比大,運行操作靈活方便。循環(huán)流化床鍋爐機組的調峰性能優(yōu)良,能夠適應中國電力負荷波動大的特點。實際運行表明在25%的負荷下可穩(wěn)定運行,調節(jié)負荷變化速度也很快。 (5)有利于灰渣綜合利用。其灰渣可以作為水泥混合料或其他建筑材料。 基于這些優(yōu)點可有效利用低熱值煤炭資源,并能有效、經濟地解決環(huán)保問題。隨著CFB機組的大型化,對低熱值煤集中穩(wěn)定供應提出更高要求。受經濟運輸半徑的限制,一般低于600萬噸/年的獨立選煤廠或30公里范圍內選煤能力低于600萬

6、噸/年的廠址將不能支持30萬千瓦及以上機組燃料數量要求和經濟要求。因此,大型礦區(qū)、特大型煤礦及選煤廠將是大型CFB機組選址的基礎條件。有必要在煤炭集中生產區(qū)和國家規(guī)劃建設大型煤炭基地同步規(guī)劃建設大型CFB鍋爐坑口電站,集中處理煤矸石、洗中煤、煤泥等燃料,減少不必要的劣質燃料長途運輸耗能,有效提高煤炭的綜合利用效率。 3 低熱值煤發(fā)電存在的主要問題 (1)CFB機組總裝機容量小,導致大量低熱值煤無法合理利用和增加運輸能耗。2010年全國投產的CFB機組規(guī)模2600萬千瓦左右,消耗低熱值煤1億多噸,而產生的可用于發(fā)電的低熱值煤3億噸以上,導致大量煤矸石被廢棄。部分煤泥和中煤摻在優(yōu)質煤中長距離運輸,

7、增加運輸能耗,加劇“西煤東運、北煤南運”的緊張局面。 (2)CFB機組單機容量小,相關規(guī)范和標準缺失。與大容量高參數的常規(guī)火電機組相比,低熱值煤碳CFB發(fā)電機組容量等級較小,CFB發(fā)電機組的設計、制造和安裝等規(guī)范和標準缺失,現階段只能參照常規(guī)火電機組相關規(guī)范和標準執(zhí)行。當前應優(yōu)先完善相關規(guī)范和標準,發(fā)展30萬千瓦CFB機組。 (3)入爐燃料發(fā)熱量上限制偏低。目前國家有關煤矸石電廠使用的燃料收到基低位發(fā)熱量限制為不大于3000kcal/kg。隨著以輸出為主的大型煤炭基地的建設,為減少鐵路、公路運輸壓力,將加大原煤入洗比重,這將導致在大型礦區(qū)出現大量發(fā)熱量在25003500kcal/kg的中低發(fā)熱

8、量的煤炭無法消納。建議在以外運為主的大中型選煤廠附近允許入爐燃料發(fā)熱量上限控制在3500kal/kg以內,以便于建設大容量、高參數、高效機組、規(guī)模更大的低熱值發(fā)電廠,提高低熱值燃料電廠的綜合技術水平和綜合 效益。 4 結語 低熱值煤炭綜合利用發(fā)電對緩解環(huán)境污染和生態(tài)處置壓力,改變目前將低熱值燃料摻回優(yōu)質煤中外運,增加運輸能耗的狀況,具有積極的意義,也是對我國電源結構的重要補充。 參考文獻 1張建民.我國利用煤層氣、煤矸石、煤泥發(fā)電現狀、問題與建議J.中國能源,2011,33(11):25-27. 2朱吉茂.加快實施煤矸石綜合利用發(fā)電的建議J.煤炭工程,2011,(6):103-104、107. 3王成惠.煤泥煤矸石資源綜合利用發(fā)電淺析J.煤炭工程,2004,(4):58-60. 4許德平,曹雅風.關于我國煤矸石發(fā)電存在問題的調查J.煤炭科學技術,1999,2

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