山东褐煤干燥技术照亮中国能源前景

发布日期:2010-07-23 17:31:30 信息来源:山东省工业和信息化厅

  低热值的褐煤利用一直是世界发电行业的技术难题。山东省科学院近日研发的褐煤干燥技术,可使经过处理的劣质煤炭发热量达到标准煤水平。该技术对国家能源储备、经济发展和节能环保具有重要意义。

  这一技术由山东省科学院工业节能中心和山东天力干燥设备公司联合研制。经专家鉴定,这项名为高床层过热蒸汽褐煤预干燥洁净煤成套工艺的技术应用于国内褐煤电厂,通过对褐煤预处理工艺进行技术改造升级,可以提高褐煤能量密度,降低水分含量,可明显减少二氧化碳排放和燃料消耗,降低电厂配套系统的损耗,提高电厂的发电效率。

  近十年来,我国火力发电中的煤电比重一直保持在90%以上,用于发电的煤炭占全国煤炭产量的比重在60%以上。但是,中国能源储备以及环保节能、发展低碳经济的要求,已不允许再大规模地利用优质煤炭资源。

  褐煤是一种高水分、高灰分、低热值、低灰熔点、污染重、利用率相对较低的资源。目前,我国烟煤、无烟煤等优质煤资源已被充分利用,拓展空间有限,而对褐煤的大规模开发利用才刚刚开始。我国褐煤资源相对丰富,己探明的储量就达1303亿吨,占全国煤炭储量的13%,其中内蒙古的褐煤储量最大,占全国褐煤储量的77%。我国褐煤普遍存在湿度大(约为30%至50%)、燃点低和二氧化碳排放量大等缺点,直接燃烧未提质的褐煤原煤,会产生严重的环境污染。用于发电,则会增加电厂装置建设和运行成本,较高的含水量导致运输费用增加,限制了北方褐煤资源外运至沿海城市电厂利用的空间。同时,褐煤的发电效率偏低,二氧化碳排放较大,因此严重限制了褐煤的应用。

  业内人士表示,解决上述褐煤燃烧问题的关键因素在于降低煤中的水分,也就是把褐煤燃用之前进行干燥。研究表明,如果把褐煤的水分从37%降为31%,仅仅降低6个百分点,锅炉净效率提高了2.6%,燃料量减少10.8%,烟气量降低4%。由于耗煤量减少和可磨性提高,磨煤机功耗降低17%,风机功耗降低3.8%,全厂电耗降低了3.8%,节能效果十分显著。

  在褐煤干燥提质以及褐煤洁净燃烧技术领域,山东省科学院已获专利22项,完成科研课题9项,拥有独立自主知识产权。在国际上首次运用场协同理论开发出干燥理论模型并进行工业化验证和工程校对。获山东省科技进步一等奖和中国石油和化学工业协会科技进步一等奖,在国内石化、化工行业广泛应用,为全国150家用户提供250余套设备及技术服务。省科学院工业节能中心和天力干燥产学研结合,首创的具有国际先进水平的高床层过热蒸汽褐煤预干燥洁净煤成套工艺技术和装置,是我国洁净煤技术的新突破。今年以来,天力干燥已和华能九台电厂、中国电力投资集团下属上海电力股份公司签订了合作协议,华电集团、国电集团、大唐电力等其他电力集团也计划实施该技术,双方正在积极洽谈,预计该技术的市场份额在50至60亿元。

  据悉,仅统计300MW(兆瓦)以上机组,目前我国褐煤发电总装机量为13GW(GW=十亿瓦特),今年将扩容15GW,达到28GW,褐煤发电装机量迅猛发展。以28GW的装机量计,应用该褐煤预干燥洁净煤工艺后,发电煤耗每度电降低10-12g,上网电价每千度电降低8-15元。新建褐煤电厂设计规范将会被彻底颠覆,平均每台新建670MW的发电机组的投资降低6亿元,而且将实现二氧化碳减排近600万吨/年,争取清洁发展机制支持近37000万元/年,年节煤1848万吨,节约静态电厂建设投资134.3亿元。据中国电力企业联合会数据,2009年1至11月,全国平均供电煤耗339克/千瓦时。而世界发达国家的平均水平是330克/千瓦时。最先进的百万千瓦级超临界机组的煤耗在300克/千瓦时左右。如果按照火电行业“10克煤耗,一代技术”的说法,该项目技术水准已大幅超越世界发达国家水平。

  统计数据显示,预计今后山东每年耗煤量将达3亿吨以上,每年需从省外净调入煤炭2亿吨以上。按照目前的剩余经济可采储量和生产能力,山东煤炭开采只能维持20年左右。山东煤炭企业积极实施“走出去”战略,全省煤炭企业在省外获取煤炭资源量500亿吨以上,规划产能达到1.5亿吨,其中很大一部分煤炭资源是褐煤。新矿集团发展触角延伸到了内蒙古。新矿集团所拥有的内蒙古农乃庙井田煤炭资源储量8亿吨,埋藏浅,为优质高热值的褐煤。2008年8月,新矿集团120万吨甲醇项目在内蒙古自治区乌珠穆沁大草原上奠基。项目一期工程建设规模为30万吨/年,并配套建设100万吨/年褐煤干燥提质项目,总投资约20亿元。目前,天力干燥正在和新矿集团进行积极洽谈。

  业内专家表示,在我国以煤炭为主要能源的战略背景下,针对褐煤发电比例的快速增长趋势,推广褐煤过热蒸汽预干燥这一洁净煤新技术,符合我国可持续发展战略和节能减排的要求,不但对我国能源电力行业的节能减排起到巨大的带动效应,而且对我国电力能源行业的技术升级革新起到重要推动作用,通过装备技术出口,提升在国际市场相关行业的工艺装备竞争水平,可使我国在该领域迅速达到国际先进乃至国际领先水平,实现跨越式发展。

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