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第３ ７卷 第３期 ２ ０ １ ４年７月 煤炭转化 Ｃ ＯＡ Ｌ Ｃ ＯＮＶ Ｅ Ｒ Ｓ Ｉ ＯＮ Ｖ ｏ ｌ ． ３ ７ Ｎ ｏ ． ３ Ｊ ｕ ｌ ． ２ ０ １ ４ ＊国家自然科学基金联合基金培育项目（Ｕ １ ３ ６ １ １ ２ ０）． １）博士、 副教授；２）硕士生， 辽宁科技大学材料与冶金学院，１ １ ４ ０ ５ １ 辽宁鞍山；３）教授、 博士生导师（ 通讯作者） ， 辽宁科技大学化工学院， １ １ ４ ０ ５ １ 辽宁鞍山；４）博士生， 纽卡斯尔大学， ２ ３ ０ ８ 澳大利亚新南威尔士州 收稿日期２ ０ １ ３－１ ０－２ ３； 修回日期 ２ ０ １ ３－１ ２－０ ５ 富氧燃煤电厂褐煤干燥过程的数值模拟 ＊ 李先春１ ） 任海飞 ２） 余江龙 ３） 张永兴 ４） 摘 要 利用 Ａ ｓ ｐ ｅ ｎ Ｐ ｌ ｕ ｓ软件对某６ ０ ０ＭＷ 富氧燃煤电厂褐煤的干燥过程进行模拟分析， 研 究干燥介质、 烟气温度、 流量、 烟气中 Ｃ Ｏ２浓度和 Ｈ２Ｏ 含量对褐煤干燥特性的影响． 结果表明， 富 氧燃煤电厂的烟气适合于褐煤的干燥， 烟气中的 Ｃ Ｏ２可以有效抑制褐煤的氧化自燃， 使干燥过程 更加安全， 并能增强烟气的干燥能力，Ｈ２Ｏ会抑制煤中水分的蒸发； 干燥温度和干燥流量的增加都 会加速褐煤达到干燥要求， 干燥温度的影响更明显． 通过分析得出烟气温度１ ５ ０ ℃和流量１． ４ １ ０ ６ ｍ ３／ ｈ为６ ０ ０ＭＷ 富氧燃煤电厂的最佳干燥条件． 关键词 富氧燃烧， 褐煤， 干燥特性，Ａ ｓ ｐ ｅ ｎ Ｐ ｌ ｕ ｓ， 数值模拟 中图分类号 ＴＱ ５ ３ １ ０ 引 言 褐煤占世界煤炭资源储量的４ ７％， 在很多发展 中国家， 褐煤是主要的廉价能源．与烟煤和无烟煤相 比， 褐煤的优点是挥发分含量高且反应性好． 但是其 水分含量高（ ２ ５％～６ ０％） ， 长期堆放容易自燃． 褐煤 中的水分不仅增加运输成本， 而且影响锅炉运行， 降 低电厂效率， 增加温室气体Ｃ Ｏ２排放．当煤含水量 大于１ ０％时，水 分 每 增 加１％，锅 炉 效 率 下 降 ０． ０ ７％ ［１］， 燃烧褐煤发电产生的 Ｃ Ｏ２排放量比燃烧 烟煤发电产生的Ｃ Ｏ２排放量高２ ０％．常规电厂中干 燥褐煤主要是利用热空气或者热烟气．由于褐煤的 挥发分高， 着火温度低， 热空气或者热烟气温度过高 时容易造成煤粉氧化自燃． 燃煤富氧燃烧是一种先 进的Ｃ Ｏ２捕集技术， 是采用高纯度 Ｏ ２和循环烟气 的混合气与燃料一起燃烧， 产生的烟气组成以二氧 化碳（ 占７ ０％～８ ５％） 和水蒸气为主． 富氧燃煤电厂 干燥褐煤时， 可采用从富氧燃烧锅炉排出的烟气， 因 为此时烟气成分７ ０％以上是 Ｃ Ｏ２， 其摩尔比热容比 较大， 更易干燥煤粉． 同时二氧化碳干燥时能够抑制 煤粉氧化， 降低褐煤自燃的危险． 因此， 研究富氧燃 煤电厂褐煤的干燥特性具有重要意义． Ａ ｓ ｐ ｅ ｎ Ｐ ｌ ｕ ｓ 是一种通用的化工模拟软件， 对煤的气化过程进行 模拟已被国内外学者认可并广泛使用［ ２－４］， 而应用该 软件单独对褐煤干燥过程进行模拟分析却鲜有报 道． 李政等［ ５］分别对烟煤和褐煤的Ｉ Ｇ Ｃ Ｃ气化系统 进行技术经济性分析， 在研究过程中采用了Ａ ｓ ｐ ｅ ｎ 软件对褐煤水蒸气干燥过程进行了模拟．刘娜等［ ６］ 通过Ａ ｓ ｐ ｅ ｎ Ｐ ｌ ｕ ｓ软件对煤的干燥过程进行模拟计 算， 研究了不同干燥介质（ 热空气、 氮气和模拟烟 气） 、 介质温度、 流量与干煤出口温度的关系． 本实验 主要通过使用 Ａ ｓ ｐ ｅ ｎ Ｐ ｌ ｕ ｓ软件对某６ ０ ０ ＭＷ富氧 燃煤电厂褐煤干燥系统进行模拟分析， 研究不同干 燥介质（ 热空气、 水蒸气、 富氧烟气和常规烟气） 、 烟 气温度、 流量、 烟气中Ｃ Ｏ２浓度和Ｈ２Ｏ含量对褐煤 干燥特性的影响．通过对比分析， 选择出一种安全、 成本适中的干燥介质和合理的干燥条件用于富氧燃 烧电厂褐煤干燥系统． １ 褐煤干燥过程模拟 １． １ 模拟对象 本研究以某６ ０ ０ＭＷ 富氧燃烧电厂褐煤干燥系 统为研究对象． 煤样选择具有一定代表性的呼伦贝尔 褐煤， 原煤的工业分析和元素分析见第３ ９页表１ ． 锅 炉的燃煤量为２ ２ ０ｔ／ｈ， 煤的粒径范围为１ ２ ０μｍ～ ２ ０ ０μｍ， 干燥完的煤粉水分含量为１ ０％．干燥介质 分别取空气、 水蒸气、 常规电厂烟气和富氧燃煤电厂 烟气， 其中空气和烟气的压力为常压， 水蒸气的压力 为０． ２ＭＰ ａ ． 干燥介质温度介于１ ０ ０℃～２ ０ ０℃， 干 燥介质流量为１． ４ ５ ２１ ０ ６ ｍ ３／ ｈ． 干燥介质的成分 如下 空气为７ ９％Ｎ２和２ １％Ｏ２； 常规电厂烟气为 ７ ３％Ｎ２，１ ５％Ｃ Ｏ２，６％Ｏ２和６％Ｈ２Ｏ； 富氧燃煤电 厂烟气为７ ７％Ｃ Ｏ２，８％Ｎ２，５％Ｏ２和１ ０％Ｈ２Ｏ． 表１ 煤样的工业分析和元素分析（％） Ｔ ａ ｂ ｌ ｅ １ Ｐ ｒ ｏ ｘ ｉ ｍ ａ ｔ ｅ ａ ｎ ｄ ｕ ｌ ｔ ｉ ｍ ａ ｔ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｃ ｏ ａ ｌ ｓ ａ ｍ ｐ ｌ ｅ ｓ（％） Ｐ ｒ ｏ ｘ ｉ ｍ ａ ｔ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ Ｍａ ｒＭａ ｄＡａ ｄＶａ ｄＦ Ｃａ ｄ Ｕ ｌ ｔ ｉ ｍ ａ ｔ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ，ａ ｄ Ｃ Ｈ Ｏ Ｎ Ｓ ３ ２． １ １ ４． ８ ８ １ ２． １ ２ ３ ３． ９ ８ ３ ９． ０ ２ ５ ２． ８ ０ ４． ３ ０ １ ５． ０ ０ ０． ６ ８ ０． ２ ２ １． ２ 干燥模型的建立 褐煤干燥模拟流程见图１．褐煤干燥流程包括 两部分 蒸发过程和气固分离过程． 其中 ｗ ｅ ｔ－ｃ ｏ ａ ｌ 和ｄ ｒ ｙ －ｃ ｏ ａ ｌ分别代表原煤和干燥后的煤，ｇ ａ ｓ ｅ ｓ表示 干燥介质， ｅ ｘ ｈ ａ ｕ ｓ ｔ表示干燥后分离出的含水分干 燥介质． ｄ ｒ ｙ－ｒ ｅ ａ ｃ模块用来模拟煤中水分蒸发过程， ｄ ｒ ｙ－ｆ ｌ ｓ ｈ模块用来模拟干燥后的煤粉与干燥介质和 水蒸气分离过程．整个流程的反应程度由干燥后煤 粉的水分决定， 反应程度与干煤水分之间的关系用 Ｆ Ｏ Ｒ Ｔ Ｒ ＡＮ语言编程在Ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｏ ｒ模块中． Dry-reac Rstoic Wet-coal Gases In-dryier Dry-flsh Flash2 Exhaust Dry-coal 图１ Ａ Ｓ Ｐ Ｅ Ｎ Ｐ Ｌ Ｕ Ｓ中褐煤干燥模型 Ｆ ｉ ｇ ． １ Ｄ ｒ ｙ ｉ ｎ ｇ ｍ ｏ ｄ ｅ ｌ ｏ ｆ ｌ ｉ ｇ ｎ ｉ ｔ ｅ ｉ ｎ Ａ Ｓ Ｐ Ｅ Ｎ Ｐ Ｌ Ｕ Ｓ ２ 结果与讨论 ２． １ 不同干燥介质对褐煤干燥特性的影响 图２是不同干燥介质对干煤出口温度和干煤含 水量的影响． 由图２ ａ可知， 当干燥介质的温度较低 时， 干煤出口温度基本保持不变； 当干燥介质温度大 于某一值时， 干煤出口温度逐渐升高； 当温度较低 时， 干燥介质所携带的热量主要用于原煤水分的蒸 发， 使煤的含水量逐渐降低； 当温度升高达到干燥要 求（ 干煤水分为１ ０％） 后， 干燥介质携带的热量开始 加热干煤， 导致干煤出口温度升高． 图２中的每条曲 线都有一个拐点， 拐点对应的温度为每一种干燥介 质达到干燥要求时的最低温度． 由图２可以明显看 出， 富氧燃煤电厂烟气的最低干燥温度为１ ４ ４℃， 空 气的最低干燥温度为１ ５ １℃，水蒸气的最低干燥温 度为 １ ５ ８ ℃， 常 规 电 厂 烟 气 的 最 低 干 燥 温 度 为 １ ６ ２℃．虽然常规电厂烟气与空气的主要成分都是 氮气， 最低干燥温度却不相同． 主要原因是常规电厂 烟气中含有水蒸气， 会导致煤中水分的蒸发量减少． 富氧燃煤电厂烟气中也含有水蒸气， 但是其主要成 分是高浓度Ｃ Ｏ２， 摩尔比热容大于 Ｎ２和 Ｏ２ 的摩尔 比热容， 在同样条件下， 富氧燃煤电厂烟气携带的热 量要比空气和常规烟气携带的热量多， 因此， 即使含 有相同的水分也能够使原煤很快达到干燥要求． 水 蒸气与其他三种干燥介质不同， 水蒸气干燥煤粉时， 130140150160170180190200 Temperature/℃ 140 120 100 80 60 40 Driedcoalexittemperature/℃ a 130140150160170180190200 Temperature/℃ 24 22 20 18 16 14 12 10 8 Driedcoalmoisturecontent/ b 图２ 不同干燥介质对干煤出口温度和含水量的影响 Ｆ ｉ ｇ ． ２ Ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｏ ｆ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｄ ｒ ｙ ｉ ｎ ｇ ｍ ｅ ｄ ｉ ｕ ｍ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｄ ｒ ｉ ｅ ｄ ｃ ｏ ａ ｌ ｅ ｘ ｉ ｔ ｔ ｅ ｍ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｍ ｏ ｉ ｓ ｔ ｕ ｒ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｅ ｎ ｔ ａＤ ｒ ｉ ｅ ｄ ｃ ｏ ａ ｌ ｅ ｘ ｉ ｔ ｔ ｅ ｍ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ；ｂＭ ｏ ｉ ｓ ｔ ｕ ｒ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｅ ｎ ｔ □Ａ ｉ ｒ；◇Ｓ ｔ ｅ ａ ｍ；○Ｏ ｘ ｙ ｆ ｕ ｅ ｌ ｃ ｏ ｍ ｂ ｕ ｓ ｔ ｉ ｏ ｎ ｆ ｌ ｕ ｅ ｇ ａ ｓ； Ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｎ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｆ ｌ ｕ ｅ ｇ ａ ｓ 干燥介质的温度必须高于相同压力下饱和水蒸气的 温度， 煤中的水分才能蒸发． 水蒸气压力为０ ． ２Ｍ Ｐ ａ 时， 对应的饱和温度是１ ２ ０℃． 当水蒸气温度为１ ３ ０℃ 时， 与饱和温度的温差相对较小， 其携带的热量大部 分用于加热干煤， 导致干煤的温度比较高． 随着水蒸 气温度升高， 煤中的水分开始逐渐蒸发， 当温度增大 到１ ５ ８℃时， 干煤水分降低为１ ０％， 达到干燥要求． 由图２ ｂ可以看出， 当水蒸气温度为１ ３ ０ ℃时， 干煤的最终水分含量为２ ４％， 高于其他干燥介质时 干煤的最终水分含量； 随温度的升高， 水蒸气干燥的 速率大于其他介质干燥的速率； 当温度小于１ ３ ５ ℃ 时， 富氧烟气干燥的褐煤水分含量大于空气干燥的 褐煤水分含量， 当温度高于１ ３ ５℃时， 水分含量迅速 降低并先于空气干燥褐煤达到干燥要求．干燥温度 较低时， 烟气中的水蒸气抑制了煤中水分蒸发， 导致 干燥速度降低； 当温度升高后， 烟气携带的热量增 加， 增大了煤中水分蒸发的速率． ９３ 第３期 李先春等 富氧燃煤电厂褐煤干燥过程的数值模拟 ２． ２ 烟气中Ｃ Ｏ２浓度对褐煤干燥特性的影响 富氧燃煤电厂烟气中的Ｃ Ｏ２浓度会随着锅炉 漏风系数的不同而改变， 一般在７ ０％～８ ５％之间． 对烟气中 Ｃ Ｏ２浓度分别为７ ０％， ７ ７％和８ ５％时的 褐煤干燥特性进行模拟， 结果见图３．由图３可以看 出， 在温度较低时， 干煤出口温度基本相同，二氧化 130135140145150155160 Temperature/℃ 70 68 66 64 62 60 58 56 54 Driedcoalexittemperature/℃ 图３ 烟气中二氧化碳浓度对褐煤干燥特性的影响 Ｆ ｉ ｇ ． ３ Ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｏ ｎ ｄ ｒ ｙ ｉ ｎ ｇ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｏ ｆ ｌ ｉ ｇ ｎ ｉ ｔ ｅ ａ ｔ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ Ｃ Ｏ２ｃ ｏ ｎ ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｆ ｌ ｕ ｅ ｇ ａ ｓ □７ ０％ Ｃ Ｏ２；○７ ７％ Ｃ Ｏ２；△８ ５％ Ｃ Ｏ２ 碳浓度为８ ５％时， 褐煤最先达到干燥要求， 此时烟 气温度为１ ４ １ ℃， 另外两种烟气温度分别为１ ４ ４ ℃ 和１ ４ ６ ℃． 可见随着 Ｃ Ｏ２浓度的增大， 达到干燥要 求时最低烟气温度降低， 干煤出口温度升高． ２． ３ 烟气中Ｈ２Ｏ含量对褐煤干燥特性的影响 由于富氧燃煤电厂烟气中含有水蒸气， 在一定 程度上会影响水分从煤中蒸发．图４是水蒸气含量 130135140145150155160 Temperature/℃ 70 65 60 55 50 45 Driedcoalexittemperature/℃ a 130135140145150155160 Temperature/℃ 16 15 14 13 12 11 10 Driedcoalmoisturecontent/ b 图４ 水蒸气含量对干煤出口温度和含水量的影响 Ｆ ｉ ｇ ． ４ Ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｄ ｒ ｉ ｅ ｄ ｃ ｏ ａ ｌ ｅ ｘ ｉ ｔ ｔ ｅ ｍ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｍ ｏ ｉ ｓ ｔ ｕ ｒ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｅ ｎ ｔ ａ ｔ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ Ｈ２Ｏ ｃ ｏ ｎ ｔ ｅ ｎ ｔ ａＤ ｒ ｉ ｅ ｄ ｃ ｏ ａ ｌ ｅ ｘ ｉ ｔ ｔ ｅ ｍ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ；ｂＭ ｏ ｉ ｓ ｔ ｕ ｒ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｅ ｎ ｔ □５％ Ｈ２Ｏ；○１ ０％ Ｈ２Ｏ；△１ ５％ Ｈ２Ｏ 分别为５％，１ ０％和１ ５％三种烟气对褐煤干燥特性 的影响．由图４ ａ可知， 干煤出口温度随着烟气中水 分含量的增大而升高； 由图４ ｂ可知， 在达到干燥要 求前， 相同温度下， 烟气中的水蒸气含量越高， 干煤 中的水分含量也越高， 达到干燥要求需要的烟气温 度也越高． 烟气中的水蒸气含量增加， 导致水分从煤 中蒸发的难度增大， 而此时烟气携带的大部分热量 也主要用于加热干煤， 而不是蒸发水分． 为了使水分 从煤中蒸发出来， 需要输入更多的能量， 因此， 水蒸 气含量越高， 干煤水分达到１ ０％时， 需要的烟气温 度也越高．当达到干燥要求后， 三种烟气干燥下的干 煤出口温度相差很小．这是因为当煤粉已经达到干 燥要求时， 无论水蒸气含量多少， 传递到干煤内部的 热量是一样的， 所以干煤出口温度基本相同． ２． ４ 烟气温度和流量对褐煤干燥特性的影响 燃煤电厂褐煤进行干燥过程中， 对温度要求十 分严格， 一般要求不允许超过２ ０ ０ ℃［ ７，８］， 主要为了 防止发生褐煤氧化和挥发分析出．为了选择合理的 干燥温度， 对烟气中Ｃ Ｏ２含量为７ ７％，Ｈ２Ｏ含量为 １ ０％， 烟气流量为 １． ４ ５ ２１ ０ ６ ｍ ３／ ｈ， 干燥温度在 １ ０ ０℃～２ ０ ０℃的工况进行模拟分析， 结果见图５． 由图５ ａ可以看出，随着烟气温度升高， 干煤的含水 量从２ １％下降到１ ０％， 在１ ４ ４ ℃达到干燥要求．当 温度小于１ ４ ４℃时， 干煤出口温度略有升高； 当温度 大于１ ４ ４℃时， 随着烟气温度升高， 干煤出口温度迅 100120140160180200 Temperature/℃ 22 20 18 16 14 12 10 Driedcoalmoisturecontent/ ■ a ■ ■ ■ ■■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ 100 90 80 70 60 50 Driedcoalexittemperature/℃ 1.24 Flowrate/ （ 106m3 h-1） 13 12 11 10 Driedcoalmoisturecontent/ ■ b ■■■■■ ■ ■ ■ ■ ■ 61 60 59 58 57 56 55 Driedcoalexittemperature/℃ 1.281.321.361.401.44 图５ 烟气温度和流量对褐煤干燥特性的影响 Ｆ ｉ ｇ ． ５ Ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｏ ｎ ｄ ｒ ｙ ｉ ｎ ｇ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｏ ｆ ｌ ｉ ｇ ｎ ｉ ｔ ｅ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｆ ｌ ｕ ｅ ｇ ａ ｓ ｔ ｅ ｍ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｆ ｌ ｏ ｗ ｒ ａ ｔ ｅ ａＦ ｌ ｕ ｅ ｇ ａ ｓ ｔ ｅ ｍ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ；ｂＦ ｌ ｏ ｗ ｒ ａ ｔ ｅ ０４ 煤 炭 转 化 ２ ０ １ ４年 速升高． 为了保证烟气中 Ｃ Ｏ２含量低于７ ７％或者 Ｈ２Ｏ含量高于１ ０％， 原煤达到干燥要求， 烟气温度 取１ ５ ０℃为最佳． 对烟气温度为１ ５ ０℃和流量在１ ． ２ ６ １ ０ ６ ｍ ３／ ｈ ～ １． ４ ４１ ０ ６ ｍ ３／ ｈ之间的工况进行模拟分析， 结果见 图５ ｂ． 由图５ ｂ可以看出， 随着烟气体积增大， 干煤 含水量下降至１ ０％， 干煤出口温度开始基本不变， 然后逐步升高． 烟气体积以１ ０ ６ ｍ ３／ ｈ数量级变化， 干煤出口温度和干煤含水量的变化范围却比较小． 由图５ ｂ可知， 达到干燥要求的烟气流量是１． ３ ７ ８ １ ０ ６ ｍ ３／ ｈ．为了保证烟气完全干燥， 烟气流量选取 １． ４１ ０ ６ ｍ ３／ ｈ．根据以上分析， 为了保证褐煤充分 干燥， 该６ ０ ０ＭＷ 富氧燃煤电厂褐煤干燥的最佳条 件是烟气温度选取１ ５ ０℃， 流量为１． ４１ ０ ６ ｍ ３／ ｈ． ２． ５ 褐煤干燥对电厂经济性的影响 燃用高水分褐煤， 会使电厂的热耗和电耗增大， 从而增加电厂的供电成本．煤中水分含量减少， 导致 其有效发热量提高．当锅炉需要相同热量时， 由于煤 的有效发热量提高， 导致煤的消耗量减少， 同时也会 减少锅炉的排烟热损失， 提高锅炉效率．将呼伦贝尔 褐煤水分从３ ２． １％降低到１ ０％， 煤的低位发热量从 １ ５． １ ４Ｍ Ｊ／ ｋ ｇ 提高到２ ０． ８ ８ Ｍ Ｊ／ｋ ｇ ．若电厂锅炉需 要的燃料总热量不变， 可得到电厂的煤耗量将减少 ２ ７． ５％． 利用 Ａ ｓ ｐ ｅ ｎ Ｐ ｌ ｕ ｓ软件模拟出富氧燃煤电厂 的烟气将褐煤的水分含量分别干燥到１ ５％～７％时 所需要的最低干燥温度并计算出此时煤的低位发热 量和煤耗量的减少值， 结果见表２． 由表２可知， 干煤水分每下降１ ％， 所需干燥温 度升高４℃左右， 煤的低位发热量增加０ ． ２ ６Ｍ Ｊ／ ｋ ｇ ， 耗煤 量 减 少 约 ０． ９％． 随 着 干 燥 程 度 的 加 深， 会 增加一定的干燥成本， 但同时会增加煤粉的有效热 量， 从而减少煤耗量， 有利于提高电厂的经济性． 表２ 褐煤干燥对电厂经济性的影响 Ｔ ａ ｂ ｌ ｅ ２ Ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｏ ｆ ｌ ｉ ｇ ｎ ｉ ｔ ｅ ｄ ｒ ｙ ｉ ｎ ｇ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｅ ｃ ｏ ｎ ｏ ｍ ｉ ｃ ａ ｌ ｅ ｆ ｆ ｉ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｙ ｏ ｆ ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｄ ｒ ｉ ｅ ｄ ｃ ｏ ａ ｌ ｍ ｏ ｉ ｓ ｔ ｕ ｒ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｅ ｎ ｔ／％ Ｍ ｉ ｎ ｉ ｍ ｕ ｍ ｄ ｒ ｙ ｉ ｎ ｇ ｔ ｅ ｍ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ／ ℃ Ｌ ｏ ｗ ｈ ｅ ａ ｔ ｃ ａ ｌ ｏ ｒ ｉ ｆ ｉ ｃ ｖ ａ ｌ ｕ ｅ／ （Ｍ Ｊ ｋ ｇ －１） Ｄ ｅ ｃ ｒ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｃ ｏ ａ ｌ ｃ ｏ ｎ ｓ ｕ ｍ ｐ－ ｔ ｉ ｏ ｎ／％ １ ５ １ ２ ５ １ ９． ５ ８ ２ ２． ６ ８ １ ４ １ ２ ９ １ ９． ８ ４ ２ ３． ７ ０ １ ３ １ ３ ３ ２ ０． １ ０ ２ ４． ６ ８ １ ２ １ ３ ６ ２ ０． ３ ６ ２ ５． ６ ４ １ １ １ ４ ０ ２ ０． ６ ２ ２ ６． ５ ８ １ ０ １ ４ ４ ２ ０． ８ ８ ２ ７． ４ ９ ９ １ ４ ８ ２ １． １ ４ ２ ８． ３ ９ ８ １ ５ １ ２ １． ４ ０ ２ ９． ２ ５ ７ １ ５ ５ ２ １． ６ ６ ３ ０． １ ０ ３ 结 论 使用 Ａ ｓ ｐ ｅ ｎ Ｐ ｌ ｕ ｓ软件对褐煤干燥过程进行模 拟， 对比分析了不同条件对褐煤干燥特性的影响． 结 果表明 与空气、 常规烟气和水蒸气干燥介质相比， 富氧燃煤电厂利用锅炉排出的烟气干燥褐煤所需要 的温度最低； 当水蒸气温度为１ ３ ０℃时， 干煤的最终 水分含量为２ ４％， 高于其他干燥介质时干煤的最终 水分含量； 随着温度的升高， 水蒸气干燥的速率大于 其他介质干燥的速率． 烟气中 Ｃ Ｏ２浓度升高， 达到 干燥要求时最低烟气温度降低， 干煤出口温度升高． 水蒸气含量越高， 干煤水分达到１ ０％时需要的烟气 温度越高； 当达到干燥要求后， 不同水蒸气含量下的 干煤出口温度基本相同．干燥温度和烟气流量的增 加都会加速褐煤达到干燥要求， 但是干燥温度的影 响更 明 显．通 过分 析 得 出烟气温度１ ５ ０ ℃， 流 量 １． ４１ ０ ６ ｍ ３／ ｈ为６ ０ ０ＭＷ 富氧燃煤电厂的最佳干 燥条件．当干煤最终水分含量降低时， 需要的干燥温 度升高， 褐煤的发热量增大， 电厂的煤耗成本降低， 电厂经济性提高． 参 考 文 献 ［１］ 阎维平， 马 凯， 李春启， 等．褐煤干燥对电厂经济性的影响［Ｊ］．中国电力，２ ０ １ ０，４ ３（３） ３ ５－３ ７． ［２］ Ａ ｓ ｐ ｅ ｎ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ． Ａ ｓ ｐ ｅ ｎ Ｐ ｌ ｕ ｓ Ｕ ｓ ｅ ｒ Ｇ ｕ ｉ ｄ ｅ ． Ｕ Ｓ ＡＡ ｓ ｐ ｅ ｎ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ，２ ０ ０ ０． ［３］ 沈玲玲， 姜秀民， 王 辉， 等． Ｉ Ｇ Ｃ Ｃ示范工程煤气化炉的数值模拟［Ｊ］．煤炭转化，２ ０ ０ ９，３ ２（４） １ ４－１ ９． ［４］ 张 斌， 李 政， 江 宁， 等．基于 Ａ ｓ ｐ ｅ ｎ Ｐ ｌ ｕ ｓ建立喷流床煤气化炉模型［Ｊ］． 化工学报，２ ０ ０ ３，５ ４（８） １ １ ７ ９－１ １ ８ ２． ［５］ 李 政， 梁心玉， 薛亚丽．基于烟煤、 褐煤的Ｉ Ｇ Ｃ Ｃ系统技术经济对比［Ｊ］．中国电机工程学报，２ ０ １ ２，３ ２（５） ３ ９－４ ７． ［６］ 刘 娜， 黄雪莉． 基于 Ａ ｓ ｐ ｅ ｎ Ｐ ｌ ｕ ｓ的煤干燥过程模拟计算［Ｊ］． 煤炭转化，２ ０ １ ３，３ ６（１） ６ ５－６ ７． ［７］ 李先春． 褐煤提质及其燃烧行为特性的研究［Ｄ］． 大连 大连理工大学，２ ０ １ ０． ［８］ Ｍ ｕ ｒ ｒ ａ ｙ Ｊ Ｂ，Ｅ ｖ ａ ｎ ｓ Ｄ Ｇ． Ｔ ｈ ｅ Ｂ ｒ ｏ ｗ ｎ－ｃ ｏ ａ ｌ／ｗ ａ ｔ ｅ ｒ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍＰ ａ ｒ ｔ ３． Ｔ ｈ ｅ ｒ ｍ ａ ｌ Ｄ ｅ ｗ ａ ｔ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆ Ｂ ｒ ｏ ｗ ｎ Ｃ ｏ ａ ｌ［Ｊ］． Ｆ ｕ ｅ ｌ，１ ９ ７ ２，５ １（４） ２ ９ ０－２ ９ ６． （ 下转第５ ４页） １４ 第３期 李先春等 富氧燃煤电厂褐煤干燥过程的数值模拟 ［１ ６］ 李珊珊， 程 军， 李艳昌， 等．水煤浆黏度的几种影响因素分析［Ｊ］．煤炭转化，２ ０ ０ ６，２ ９（１） ２ ３－２ ６． ［１ ７］ 朱书全， 邹立壮， 黄 波， 等．水煤浆添加剂与煤之间的相互作用规律研究（Ⅰ） 复合煤颗粒间的相互作用对水煤浆流变性 的影响［Ｊ］． 燃料化学学报， ２ ０ ０ ３，３（６） ５ １ ９－５ ２ ４． ［１ ８］ Ｕｍ ａ ｒ Ｄ Ｆ，Ｕ ｓ ｕ ｉ Ｈ，Ｋ ｏ ｍ ｏ ｄ ａ Ｙ． Ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｏ ｆ Ｄ ｉ ｓ ｐ ｅ ｒ ｓ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ Ｓ ｔ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｚ ｉ ｎ ｇ Ａ ｄ ｄ ｉ ｔ ｉ ｖ ｅ ｓ ｏ ｎ Ｒ ｈ ｅ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ Ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ Ｕ ｐ ｇ ｒ ａ ｄ ｅ ｄ Ｂ ｒ ｏ ｗ ｎ Ｃ ｏ ａ ｌ Ｗ ａ ｔ ｅ ｒ Ｍ ｉ ｘ ｔ ｕ ｒ ｅ［Ｊ］． Ｆ ｕ ｅ ｌ Ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎ ｇ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ，２ ０ ０ ９，９ ０（４） ６ １ １－６ １ ５． ［１ ９］ Ｒ ａ ｚ ａ ｖ ｉ Ｓ，Ｋ ａ ｒ ａ ｚ ｈ ｉ ｙ ａ ｎ Ｈ． Ｆ ｌ ｏ ｗ Ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ Ｔ ｈ ｉ ｘ ｏ ｔ ｒ ｏ ｐ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｅ ｄ Ｈ ｙ ｄ ｒ ｏ ｃ ｏ ｌ ｌ ｏ ｉ －ｄ ｓＥ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍ ｅ ｎ ｔ ａ ｌ ａ ｎ ｄ Ｍ ｏ ｄ ｅ ｌ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｅ ｓ［Ｊ］． Ｆ ｏ ｏ ｄ Ｈ ｙ ｄ ｒ ｏ ｃ ｏ ｌ ｌ ｏ ｉ ｄ ｓ，２ ０ ０ ９，２ ３（３） ９ ０ ８－９ １ ２． Ｅ Ｆ Ｆ Ｅ Ｃ Ｔ Ｏ Ｆ Ｂ Ａ Ｌ Ｌ Ｍ Ｉ Ｌ Ｌ Ｉ Ｎ Ｇ Ｏ Ｎ Ｓ Ｌ Ｕ Ｒ Ｒ Ｙ Ａ Ｂ Ｉ Ｌ Ｉ Ｔ Ｙ Ａ Ｎ Ｄ Ｒ Ｈ Ｅ Ｏ Ｌ Ｏ Ｇ Ｉ Ｃ Ａ Ｌ Ｐ Ｒ Ｏ Ｐ Ｅ Ｒ Ｔ Ｉ Ｅ Ｓ Ｏ Ｆ ＷＡ Ｔ Ｅ Ｒ Ｈ Ｙ Ａ Ｃ Ｉ Ｎ Ｔ Ｈ－Ｃ Ｏ Ａ Ｌ Ｓ Ｌ Ｕ Ｒ Ｒ Ｙ Ｚ ｈ ａ ｉ Ｈ ｕ ｉ ｈ ｕ ｉ Ｘ ｕ Ｍ ｅ ｎ ｇ ｈ ａ ｎ Ｚ ｈ ａ ｏ Ｈ ｕ ｉ Ｌ ｉ Ｗ ｅ ｉ ｆ ｅ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ Ｌ ｉ ｕ Ｈ ａ ｉ ｆ ｅ ｎ ｇ （ Ｋ ｅ ｙ Ｌ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ｏ ｆ Ｃ ｏ ａ ｌ Ｇ ａ ｓ ｉ ｆ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ Ｃ ｈ ｅ ｍ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆ Ｍ ｉ ｎ ｉ ｓ ｔ ｒ ｙ ｏ ｆ Ｅ ｄ ｕ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ，Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｃ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ｏ ｆ Ｃ ｏ ａ ｌ Ｇ ａ ｓ ｉ ｆ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ，Ｅ ａ ｓ ｔ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ 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