2001年第2期煤炭加工与综合利用COAL P ROCE SSI NG &COMPRE HENSIVE UTILIZ ATIONNo.2,2001低热值燃料发电技术专栏收稿日期:2000-12-30作者简介:吴道蓉(1954 ),女,四川成都人,中国煤炭工业发展研究咨询中心高级工程师;电话:010-********转23308。

煤矿劣质煤综合利用电厂技术改造的探讨吴道蓉(中国煤炭工业发展研究咨询中心,北京和平里 100713)摘 要:介绍了煤炭行业劣质煤综合利用电厂的发展现状、效果及存在的问题,说明了技术改造的必要性,探讨了技术改造的主要内容和保证条件。

关键词:劣质煤电厂;发展现状;问题;技术改造;探讨中图分类号:TM621 文献标识码:A 文章编号:1005-8397(2001)02-0041-03 当前国家加大了对电力工业的宏观调控,加速了电力结构的战略性调整,拟定了西电东送、厂网分离的实施方案及步骤。

煤炭行业应抓住机遇,进行矿区劣质煤综合利用电厂的技术改造,使煤炭行业办电尽快适应电力改革,优化资源配置,实现产业结构调整,转变经济增长方式,增加企业效益,促进矿区(区域)资源、环境与经济协调发展。

1 劣质煤电厂的发展现状及效果煤炭行业遵循国家 开发与节约并重,把节约放在首位 的能源方针,自70年代末开始发展劣质煤综合利用煤电厂,至今已拥有电厂128座,总装机容量2.6 106kW 。

20多年来,煤矿劣质煤综合利用电厂在煤炭行业中逐渐成为新的经济增长点,取得了良好的技术、经济和环保效果。

(1)实现了资源的综合利用。

原煤经洗选加工,生产出适销对路的商品煤外,每年有60~80Mt 的劣质煤,需在矿区占地堆放,既浪费资源,又污染环境。

劣质煤电厂可以有效利用这些资源,目前年消耗劣质煤近20Mt,约占劣质煤总量的25%。

在矿区建设的劣质煤综合利用电厂,既充分利用了矿区内各种设施,节省了基建投资,又节约了运力和燃料费用;电厂灰渣既可生产建材,又可充填采空区、塌陷坑,减少占地费用;还可利用矿井水作电厂水源,降低发电成本;更重要的是开发了人力资源,锻炼培养了一批掌握电力生产技术的干部职工队伍。

(2)增加了电力资源,为煤矿扩大生产和发展多种经营提供了保障。

综合利用电厂将劣质煤就地转电,使国有重点煤矿的自供电率平均达到15%以上,从而为煤矿安全生产和发展多种经营提供了补充电源。

截止1998年底,国有重点煤矿共建成煤矸石和粉煤灰水泥厂47座,总生产能力达3.5Mt a;矸石砖厂240座,生产能力为2 109块 a;焦化厂46处,产焦炭2.7Mt a,还建有煤气厂、型煤厂、炭素厂等,共实现总产值60 108元。

在一定程度上为煤炭企业缓解了资金紧张及债务负担(国有重点煤矿每年支付的电费达75 108元以上)等问题。

(3)促进了地区经济与环境协调发展。

目前在现有的煤炭城市中约有20%是依靠矿区综合利用电厂补充热源或集中供热,取代了大量分散采暖的小锅炉,减少了煤烟型污染和温室效应。

边远和经济不发达地区的综合利用电厂,既弥补了当地电力不足的缺口,促进了地区经济的发展,而且还是当地的纳税大户,成为当地新的经济增长点。

2 综合利用电厂存在问题及技术改造的必要性综合利用电厂在煤炭行业产业结构调整中,虽然起到了举足轻重的作用,但目前仍存在一些问题:大部分电厂建于70~80年代,约有20%的电厂超过服务年限,近35%的锅炉为老式鼓泡床锅炉,约80%的小型机组容量为3~6MW,有些50年代延用下来的1.5MW机组仍在运行。

这些技术落后、设备陈旧、能耗高、效率低的锅炉和机组已不适应发展需要,必须进行技术改造,而且已经具备了技术改造的条件和基础。

(1)国家政策的鼓励和支持。

国家在不同时期颁布了有关劣质煤综合利用电厂的法规和优惠政策,对煤炭资源的合理开发与利用均有较严格的规定;对煤矿办电政策既给优惠、又保持一定的连续性,对矿区劣质煤综合利用电厂与淘汰小火电厂作了严格的区别和界定,这也是对发展综合利用电厂的鼓励和支持。

(2)可靠的设备和技术途径。

随着我国流化床燃烧技术水平的提高,35t h、75t h循环床锅炉已有200多台投入运行;220t h循环床锅炉设计、制造技术成熟,已全部国产化,并实现了商业化运行;引进的410t h循环床锅炉技术也已应用成功。

这些设备和技术为综合利用电厂的发展提供了可靠的途径。

(3)环保日趋严格的需要。

新世纪全球经济一体化对我国环保要求日趋严格,急需改变燃煤导致的大气煤烟型污染的严重状况,国家已强调对防治污染的宏观调控,重视煤炭开发源头与使用终端各环节的污染防治,对燃煤电厂污染物排放量提出了严格限制。

而综合利用电厂不但合理利用了可能污染环境的煤泥、煤矸石等,而且能够做到低污染排放,灰渣还可用于建材。

(4)农村和边远地区发展的需要。

随着国家加大对农村和边远地区供电电网建设的投入,为该地区煤矿综合利用电厂的发展带来新的机遇。

只要对矿区供电系统进行适当改造,劣质煤综合利用电厂即可在所处的农村和边远地区发挥重要作用。

3 综合利用电厂技术改造的主要内容由于计划经济体制所限,建设综合利用电厂的资金渠道只能靠煤炭企业自己寻求。

因此在立项时,尽量压缩投资,致使电厂建设工程无法做到一次到位,存在系统配套不完善、技术装备落后、单机容量小等问题。

根据中央 关于发展国有企业改革与发展若干重大问题的决定 ,鼓励 发展有比较优势的产业和技术先进的企业,促进产业结构的优化升级 的精神,结合煤炭行业特点和企业现状,应加快对综合利用电厂进行技术改造。

(1)淘汰小发电机组,建设综合利用主力电厂目前在煤矿电厂中约有20多座单机1.5MW 的电厂仍在运行,这些小电厂应逐渐淘汰。

但在淘汰更新小机组时,要注意以矿区劣质煤排弃量和矿区电力供需电量为准,确定更换机组容量,重点建设综合利用主力电厂,避免一个矿一个电厂。

(2)改造鼓泡床锅炉,增加飞灰回燃系统国内一些大专院校及科研单位针对鼓泡床锅炉燃料燃烧不完全、飞灰带出量大、含碳量高、锅炉效率低的弊端,开发出鼓泡床锅炉改造(增加了飞灰回燃系统)技术。

锅炉经改造后,飞灰含碳量减少30%~50%,锅炉燃烧效率增高15%~ 30%,锅炉效率提高10%~20%,发电标煤耗下降20~30g kW h,年节约标煤1800t/台。

目前煤矿电厂中约有80台鼓泡床锅炉,若按上述技术进行改造,将会获得显著的经济、社会和环境效益。

(3)改造小凝汽机组和小工业锅炉,发展热电联产煤炭行业除有一定数量的凝汽机组外,还有8000多台分散燃烧的小锅炉,实际出力平均不足4t h,运行效率只有50%~60%。

如果能对其进行改造,将大大促进矿区发展热电联产,取得显著的节能降耗效果。

(4)推广煤泥燃烧技术随着采煤机械化和煤炭洗选加工的发展,煤泥产量逐渐增加。

七五 期间, 35t h煤泥流化床锅炉燃烧技术 被列为国家科技攻关项目,并配套完善了锅炉备料燃烧系统,为大量、高效利用煤泥发电开辟了新的途径。

我国现已有兴隆庄等542煤炭加工与综合利用2001年第2期处燃煤泥电厂运行。

若对炼焦煤矿区的综合利用电厂进行改造,煤泥燃烧发电将会进一步发展。

(5)执行国家环保标准,完善锅炉除尘排放系统目前大部分劣质煤电厂没有完善、高效的除尘系统。

在环保要求日益严格的情况下,煤矿电厂均须配套完善锅炉的除尘排放系统,以保证环保达标。

尤其是高硫煤矿区电厂,必须采用高新技术多级脱硫,达到环保限定的要求。

(6)改造矿区供电系统在煤炭行业128座电厂中,已有19处使所在局、矿自供电率达50%以上,但这些电厂却难以实现发供电的经济效益,主要原因是没有相应的供电电网。

应根据国发(1996)36号文给予的优惠政策,对现有的一些变电所与线路进行改造,形成矿区供电电网,实现多发、多供、多用、自发自用、过网送电、以电换电、电量互抵、余电上网、不足网补。

(7)有条件的电厂应实现计算机现代化管理我国已开发了 微机监控系统、微机直流绝缘监测与接地故障定位综合系统和煤泥水分在线监测 等,实现了节能提效、增加锅炉运行周期的目的;达到了稳定、可靠、经济运行的效果。

有条件的综合利用电厂可采用这些监控技术,借鉴南屯煤矸石热电厂等成功经验,进行相关技术改造。

4 综合利用电厂技术改造的保证条件(1)电厂盈利,技术改造有基础近几年来煤炭行业受资金紧缺和债务负担制约,亏损局面难以扭转,但矿区的综合利用电厂生产经营一直较好。

据国家经贸委的调查结果表明,综合利用电厂发电成本较低,一般为0 20元 kW h左右,创利较高。

通常小型(根据煤炭行业特点划定的规模)电厂装机容量12MW,年盈利100多万元;中型电厂装机容量50MW,年盈利1 107元左右;大型电厂装机容量200MW,年盈利近5 107元。

因此,作为盈利企业,部分资金用于技术改造、滚动发展是可行的。

(2)拓宽思路,多渠道筹集资金煤炭企业应进一步拓宽思路,吸引发电设备制造厂商、地方供电和投资部门及用电等企业入股,参与技术改造,以减轻筹资压力。

(3)贯彻执行国家政策法规,寻求有关部门支持综合利用电厂应按照现代企业制度,实行规范化股分制办电,一方面争取国家经贸委的技术改造项目和贴息贷款;另一方面以资本为纽带,解决电厂技改资金缺口,达到利益共享。

5 综合利用电厂的发展方向综合利用电厂的燃料是低热值、高灰分(有的是高硫分),锅炉燃烧产生的SO2、NO x及烟尘等对环境造成污染,而采用循环流化床锅炉是降低烟尘、脱硫、减少NO x排放量的有效措施之一。

因此,采用循环流化床燃烧技术是综合利用电厂今后发展的方向。

(1)国外循环流化床燃烧技术的发展早在70年代初,发达国家就大力开发循环流化床燃烧技术,锅炉类型由50t h发展到420t h,并向特大型发展,1000t h的大型循环流化床锅炉即将在德国研制成功。

现在发达国家已有300多台各种类型的锅炉投入运行,处于国际先进水平的有德国、美国、芬兰、法国等。

(2)国内循环流化床锅炉发展与应用我国自80年代中期就开始进行循环流化床锅炉的技术开发,到90年代初,已有一批35t h、75t h循环流化床锅炉投入运行。

国内大型骨干锅炉制造企业也采取国际合作、技术引进方式,为国内化工、电力行业提供了220t h中型循环流化床锅炉,还在四川内江建成410t h大型循环流化床锅炉示范电厂。

随着循环流化床锅炉的全面国产化,为在矿区利用劣质煤资源建立高效低污染综合利用电厂提供了技术保障。

(3)综合利用电厂的发展方向现阶段煤矿劣质煤综合利用电厂因规模所限,一般都采用35t h、75t h循环床锅炉。

根据国内外循环床燃烧技术发展趋势,煤炭行业的综合利用电厂也应向大中型方向发展,如采用220 t h循环流化床锅炉配50MW机组;在条件具备的矿区建大型坑口电厂,采用新技术、新工艺、新装备,实现清洁、高效生产,如将要建设的西山煤电集团3 30MW机组的洗中煤电厂即是这样。