董丽华，陈晗

(中国电力工程顾问集团公司中南电力设计院，湖北武汉 430071)

1 概况

大路2×300MW坑口煤矸石热电厂工程为煤电一体化、热电联产、坑口电站项目，电厂位于准格尔旗大路新区内。电厂燃煤全部采用不连沟煤矿洗煤厂的副产品末煤、煤泥和煤矸石，由带式输送机输送进厂。不连沟煤矿洗煤厂核定生产能力为2000万t/a，年产湿基煤泥100万t。由于湿基煤泥具有高含水、高挥发分的特性，燃点低、易自燃，运输、储存不便，直接应用到电厂既影响锅炉运行，又易造成发电机组运行不稳定和运煤系统堵塞。目前采用创新煤泥干燥技术对煤泥进行脱水，从而来实现洗水“闭路循环”，达到零排放的要求。

2 煤泥干燥技术的现状及难点

目前，国内的煤化工业、型煤产业、煤矿业、新能源和电厂等企业使用的干燥设备有:滚筒式干燥机、圆盘式干燥机、立式横流干燥机、振动干燥机、流化床干燥机等。按热介质使用分类主要有蒸汽热解式流化床干燥机、蒸汽导热式干燥机、直接烟道气对流传热干燥机等。但这些干燥工艺普遍存在处理能力小、干燥效果差、干后煤泥易返潮吸水、干燥过程易燃烧爆炸等问题。

3 多迴程煤泥干燥系统

3.1 多迴程滚筒式煤泥干燥系统定义

多迴程滚筒式煤泥专用干燥机是针对上述煤泥的特性研发的专用于煤泥干燥的新型节能高效干燥系统。该系统通过火力干燥的方式对煤炭产品进行深度脱水处理，可将高水分(26% ～28%)的煤炭产品干燥成水分12%～14%以下的产品，有效提高其发热量指标及储装运性能，使之各项指标满足商品煤的要求，不仅具有明显的经济效益，而且具有良好的环境效益和社会效益。

3.2 多迴程滚筒式煤泥专用干燥系统组成

多迴程滚筒式煤泥干燥系统主要由原料破碎及给料系统、燃烧供热系统、干燥脱水系统、环保除尘系统、配电测控系统以及产品运输系统组成。

原料破碎及给料系统选用1台筛分破碎机与振动给料机;燃烧供热系统选用煤粉炉(沸腾炉、链条炉)、燃料上煤机、链板除渣机、鼓风机等设备，确保向干燥系统提供稳定的高温热介质。干燥脱水系统选用密封给料箱、螺旋推进器、多迴程滚筒式干燥机、排料箱等设备，完成高水分物料与高温热介质的质热交换。环保除尘系统选用旋风除尘器、螺旋输送机或星形锁气器、引风机、湿式除尘器等设备回收干燥产品中的微细颗粒，同时实现尾气达标排放。

配电测控系统选用成套配电装置、测控操作台、工业电视监控系统、就地箱、电动执行器等电气设备实现干燥系统集中或就地自动控制。产品运输系统选用一部或多部胶带运输机将干后产品运输到用户指定位置，其中靠近干燥机出料口的设备采用耐热且密封性能良好的输送设备。

3.3 多迴程滚筒式煤泥专用干燥机的特点

多迴程滚筒式煤泥专用干燥系统的主要特点:干燥效果好、处理能力大;干后煤泥不返潮吸水;高湿含量的载湿介质，没有挥发分释出条件;系统集成化程度高，且配备全自动智能监控系统，对热风炉炉膛、干燥机入口、干燥机出口和引风机入口主要部位的温度、压力、火焰、烟氧等参数实时监测，系统运行实现自动控制与调节、参数连续自动采集、故障报警及安全连锁保护等;高效节能;安全性高、占地面积小;煤粉热风炉启停方便、污染物排放控制水平高;环境效益好、性价比高;投资低、运行费用低，可在较短的时间内收回投资。

4 煤泥干燥系统的创新研究

4.1 煤泥在干燥过程中的变化

煤泥在常温下加热到100℃以上时，大部分的自由水能够被蒸发。当煤泥在常压下继续加热到180℃以上时，煤泥结合水能够被脱除。进一步提高温度，将导致越来越多的羟基官能团分解，从而引起煤泥的表面性质改变。在这种干燥温度条件下，大量的羟基官能团分解，煤泥内部的毛细孔倒坍和产生交联。毛细孔倒坍可以阻止水分进入毛细孔;同时也能够观察到煤泥的硬化，而交联反应则能够对毛细孔进行密封，阻止倒坍的毛细孔在吸收水分时再膨胀。另外，当煤泥温度被加热到200℃以上时，煤泥内部的焦油产生强烈迁移，迁移到毛细孔外部的焦油逐渐冷却，由于焦油冷凝对毛细孔进行密封，从而使煤泥的表面积减少。

4.2 煤泥干燥系统的安全性

湿基煤泥在堆放中吸收游离氧，极易自燃，而煤泥在运动条件下，配高含氧空气、遇明火也不能燃爆。煤泥热力干燥过程中的燃爆，氧只是其中的一项条件，而不是决定因素。只要控制好主机出口风温100～120℃，煤泥表面温度50～60℃，即使进口风温提高到560℃，也不会出现问题，进口风温虽然远远超过了煤泥的燃点，只要烘干过程中煤泥自身温度不超过燃点，就不会引起燃烧。因此干燥过程中只要对明火、挥发分、温度、压力、水分等几项关键因素作好规避，运行是安全的。

5 经济效益分析

煤泥干燥系统投资为1070万元，其中土建工程费220万元，设备购置费620万元，安装运输费230万元。设管理人员1人，铲车司机1人，集控员1人，设备巡查人员1人，维修人员3人。

经济效益分析，煤泥干燥前水分为26%，价格180元/t;干燥后水分为12%，价格350元/t，1t原料煤泥干燥后可生产出型煤0.841t，每干燥1t原料煤泥产出的型煤可销售294.35元，煤泥干燥生产成本为16.72元/t。按年采购原料泥煤66万t计算，年煤泥采购成本为11880万元，年煤泥生产成本为1103.52万元，年型煤销售额19427.1万元，则年经济效益6443.5万元。系统投资费用1070万元，短时间内可以收回。

6 结语

根据以上原则计算，煤泥干燥系统的经济效益相当可观，煤泥干燥系统建设可以在较短的时间内收回基建投资，由此可见煤泥干燥系统方案在利用洗煤厂的副产品做燃料的电厂项目中，可以提高燃煤品质，节约煤炭资源。采用煤泥干燥系统是安全可靠的，也是切实可行的。

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