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我國擁有豐富的褐煤資源，主要分布在內(nèi)蒙古、東北等缺水地區(qū)。褐煤最大的特點(diǎn)是水分高、熱值低，屬于劣質(zhì)煤，傳統(tǒng)觀念認(rèn)為褐煤發(fā)電經(jīng)濟(jì)性不好，機(jī)組輔機(jī)電耗高、水耗大、污染嚴(yán)重。因此，高水分褐煤發(fā)電技術(shù)的難點(diǎn)就在于如何實現(xiàn)褐煤的高效、綠色發(fā)電。

中國能建華北院研發(fā)的高水分褐煤發(fā)電技術(shù)攻克了高效褐煤鍋爐配中速磨制粉系統(tǒng)技術(shù)、機(jī)爐深度耦合煙氣余熱深度利用技術(shù)和褐煤提水技術(shù)等關(guān)鍵核心技術(shù)，首次提出“褐煤+”發(fā)電理念，解決了高水分、低熱值褐煤發(fā)電效率低、出力不足、環(huán)保效益差等問題，實現(xiàn)了高水分、低熱值褐煤高效、清潔利用，促進(jìn)褐煤的就地高效消納，各項技術(shù)指標(biāo)處于國際領(lǐng)先水平。

關(guān)鍵技術(shù)之一：高效褐煤鍋爐配中速磨制粉系統(tǒng)技術(shù)+一次風(fēng)再加熱技術(shù)

褐煤鍋爐技術(shù)發(fā)展至今，已經(jīng)過20多年的論證和實踐。褐煤鍋爐容量從300兆瓦等級到600兆瓦等級，再到1000兆瓦等級；蒸汽參數(shù)從亞臨界到超臨界、再到超超臨界。褐煤鍋爐配置的常見制粉系統(tǒng)有中速磨制粉系統(tǒng)和風(fēng)扇磨制粉系統(tǒng)，其中中速磨制粉系統(tǒng)具有系統(tǒng)簡單、安全可靠、穩(wěn)定性好、操作檢修方便等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于大容量褐煤鍋爐中。目前，我國配中速磨制粉系統(tǒng)的高效褐煤鍋爐已發(fā)展到1000兆瓦等級、超超臨界，鍋爐效率已超過93.5%，對褐煤的適應(yīng)全水分已由35%提升至40%，為我國褐煤高效發(fā)電奠定了堅實基礎(chǔ)。

一次風(fēng)再加熱技術(shù)是指在常規(guī)回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器后對一次風(fēng)進(jìn)行接力加熱的技術(shù)，其加熱一次風(fēng)的熱源可來自鍋爐產(chǎn)生的高溫?zé)煔狻⒄羝蚱啓C(jī)的高溫抽汽。采用該技術(shù)可大幅提升用于干燥原煤的一次風(fēng)溫度，從而有效地解決了中速磨制粉系統(tǒng)干燥能力受限的問題，進(jìn)一步拓寬了褐煤鍋爐中速磨制粉系統(tǒng)對褐煤的適應(yīng)性。

關(guān)鍵技術(shù)之二：機(jī)爐深度耦合高效煙氣余熱利用技術(shù)

褐煤鍋爐的排煙溫度較高，通常在140攝氏度左右，造成了大量的排煙熱損失。為了回收煙氣余熱，提高整個機(jī)組熱效率，機(jī)爐深度耦合高效煙氣余熱利用技術(shù)孕育而生。該技術(shù)基于降耗時空效應(yīng)理論，打破了鍋爐島和汽機(jī)島之間熱質(zhì)傳遞過程之間的壁壘，將煙氣、蒸汽、凝結(jié)水、給水和空氣等統(tǒng)一視為系統(tǒng)能量利用大過程中的放熱和吸熱介質(zhì)進(jìn)行耦合集成，按照能量品位匹配原則，重構(gòu)機(jī)組回?zé)嵯到y(tǒng)。對于新建高效褐煤鍋爐，采用該技術(shù)可節(jié)煤5克每千瓦時以上，進(jìn)一步降低了褐煤機(jī)組的煤耗水平。

關(guān)鍵技術(shù)之三：褐煤提水回收利用技術(shù)

由于褐煤全水分高，從原煤或燃燒后的煙氣中提取水分具有先天的優(yōu)勢，也是燃煤電廠運(yùn)行的重要節(jié)水措施之一。通過褐煤提水回收的水可用于電廠脫硫系統(tǒng)的補(bǔ)水、機(jī)組補(bǔ)水、灰渣沖洗水等，從而大大降低燃煤電廠對外的耗水量，減少電廠運(yùn)行對當(dāng)?shù)厮Y源的影響及破壞。褐煤提水主要有爐前原煤提水和爐后煙氣提水兩種工藝路線。其中爐后煙氣提水主要是將濕法脫硫吸收塔出口攜帶飽和水蒸汽的凈煙氣，使用低溫水進(jìn)行間接或接觸冷卻降溫，煙氣中的飽和水蒸汽冷凝析出的技術(shù)路線，被成功應(yīng)用于大型褐煤機(jī)組上。典型660兆瓦褐煤機(jī)組單臺機(jī)每小時可提水100噸以上，從而實現(xiàn)全廠全年生產(chǎn)“零補(bǔ)水”的標(biāo)準(zhǔn)。

典型工程應(yīng)用

華北院設(shè)計的京能五間房2×660兆瓦褐煤電廠集成采用了褐煤清潔高效、機(jī)爐深度耦合煙氣余熱利用技術(shù)、褐煤爐后煙氣提水等技術(shù)，破解了富煤干旱地區(qū)制約煤炭資源轉(zhuǎn)換缺水的瓶頸，開創(chuàng)了清潔能源、生態(tài)建設(shè)及農(nóng)牧業(yè)協(xié)同發(fā)展新路徑，是新時代工業(yè)與農(nóng)業(yè)循環(huán)發(fā)展新業(yè)態(tài)的成功典范。自2019年電廠投產(chǎn)以來，兩臺機(jī)組運(yùn)行平穩(wěn)，機(jī)組供電煤耗首次突破285克/千瓦時，是國內(nèi)領(lǐng)先、國際一流的大型現(xiàn)代化綠色燃煤示范電站。

華北院設(shè)計的江蘇能源烏拉蓋電廠是國內(nèi)首臺套1000兆瓦等級褐煤電廠，系錫盟～泰州±800千伏特高壓直流輸變電工程的配套電源項目。該項目應(yīng)用了百萬等級褐煤鍋爐配中速磨制粉系統(tǒng)、鍋爐低再出口蒸汽的一次風(fēng)再加熱、機(jī)爐深度耦合煙氣余熱利用技術(shù)、褐煤提水、低背壓空冷10級回?zé)嵯到y(tǒng)汽輪機(jī)、排汽背壓為7.9千帕等一系列先進(jìn)集成技術(shù)，使褐煤機(jī)組設(shè)計供電煤耗突破280克/千瓦時，該項目預(yù)計2025年投產(chǎn)。