高效煤粉工业锅炉-煤科总院

1、清洁煤炭加工利用技术清洁煤炭加工利用技术煤炭科学研究总院煤炭科学研究总院二零一三年四月二零一三年四月主要内容主要内容分级研磨低阶煤高浓度制浆技术分级研磨低阶煤高浓度制浆技术高效环保煤粉工业锅炉系统技术高效环保煤粉工业锅炉系统技术煤炭科学研究总院概况煤炭科学研究总院概况一、煤炭科学研究总院概况一、煤炭科学研究总院概况v 煤炭科学研究总院煤炭科学研究总院（以下简称煤科总院）成立于1957年，是原煤炭工业部直属的科研事业单位。1999年7月，转制成为中央直属的科技型企业。2008年6月，煤科总院与中煤国际合并重组成立了中国煤炭科工集团有限公司，煤科总院成为集团公司的全资子企业。v 主要从事煤炭转化与

2、加工利用技术，环境保护与节能技术，煤矿安全技术与装备，煤矿自动化和信息化技术，科技信息和经济研究，矿用安全产品检测检验与安全标志管理等业务。v 经过50多年的发展建设，煤科总院已经建设成为学科门类齐全、专业设置合理、研究方向明确、科技力量雄厚、科研成果领先，具有较高知名度和较大影响力的煤炭科学技术与工程技术的创新研发中心。二、高效环保煤粉工业锅炉系统技术二、高效环保煤粉工业锅炉系统技术我国传统燃煤工业我国传统燃煤工业锅炉高能耗、高污锅炉高能耗、高污染现状亟待改变染现状亟待改变！二、高效环保煤粉工业锅炉系统二、高效环保煤粉工业锅炉系统1罐车；罐车；2燃料罐；燃料罐；3供料器；供料器；4二次风机；

3、二次风机；5二次风管；二次风管；6二次风控制器；二次风控制器；7点火油箱；点火油箱；8燃烧器；燃烧器；9锅炉本体；锅炉本体；10布袋除尘器；布袋除尘器；11烟囱；烟囱；12罐车罐车主要技术指标主要技术指标烟尘（烟尘（TSP） 50mg/Nm3 锅炉热效率锅炉热效率 90% 与天然气锅炉相当与天然气锅炉相当SO2、NOx技技术术指指标标自主研发的高效环保煤粉工业锅炉系统已在全国自主研发的高效环保煤粉工业锅炉系统已在全国20多多个城市，建成近个城市，建成近200台（套）。台（套）。推广应用情况推广应用情况政府推广文件政府推广文件v 国务院国务院“十二五十二五”节能环保产业发展规划节能环保产业发展规

4、划，2012v 国家重点节能技术推广目录（第三批）国家重点节能技术推广目录（第三批）,2010v 江苏省省级节能减排（节能与循环经济）专项引导资金江苏省省级节能减排（节能与循环经济）专项引导资金管理暂行办法管理暂行办法，2008v 天津市先进实用节能技术、产品推荐目录天津市先进实用节能技术、产品推荐目录，2008v 淄博市重点推荐的节能技术和节能产品导向目录（第二淄博市重点推荐的节能技术和节能产品导向目录（第二批）批），2010v 甘肃省工信委甘肃省工信委关于加快推广高效煤粉工业锅炉和太阳能关于加快推广高效煤粉工业锅炉和太阳能锅炉的意见锅炉的意见，2012v 山西省推广应用新型高效节能环保煤粉

5、锅炉工程实施意山西省推广应用新型高效节能环保煤粉锅炉工程实施意见见，2009已获成果已获成果v 获批项目：获批项目： “十五十五”科技部清洁能源行动项目，科技部清洁能源行动项目，“十一五十一五”国家科技支撑国家科技支撑计划重点项目，国家计划重点项目，国家“863”计划项目，计划项目， “十二五十二五” 国家国际国家国际合作基金项目，北京科技计划重点项目，国有资本经营预算合作基金项目，北京科技计划重点项目，国有资本经营预算重大技术创新及产业化项目，国有资本经营预算节能减排项重大技术创新及产业化项目，国有资本经营预算节能减排项目目v 获得专利获得专利30余项余项v 2005年通过国家技术成果鉴定年

6、通过国家技术成果鉴定 v 2007年通过产品推广鉴定年通过产品推广鉴定v 2010年获得年获得“神华杯神华杯”第二届中央企业青年创新奖第二届中央企业青年创新奖v 2011年荣获国家能源局科技进步二等奖年荣获国家能源局科技进步二等奖v 2012年获中国专利优秀奖、北京市科学技术二等奖年获中国专利优秀奖、北京市科学技术二等奖已获授权发明专利6项，实用新型专利24项获得知识产权获得知识产权技术成果鉴定技术成果鉴定达到国际先进水平达到国际先进水平技术特点技术特点 一集中，清洁环保一集中，清洁环保 一集中即煤粉的集中制备与供应。煤粉由加工配送中心集中磨一集中即煤粉的集中制备与供应。煤粉由加工配送中心集中

7、磨制、统一供应，既可有效保证煤粉质量的稳定，又可取消分散的堆煤场，制、统一供应，既可有效保证煤粉质量的稳定，又可取消分散的堆煤场，减少地面污染减少地面污染 二转化，循环经济二转化，循环经济 锅炉系统完成了由传统的人工操作向智能操作的转化、及从工锅炉系统完成了由传统的人工操作向智能操作的转化、及从工业废料到工业原料的转化。系统可实现即开即停，业废料到工业原料的转化。系统可实现即开即停，30秒切断点火源进入秒切断点火源进入稳定运行状态，切断煤粉供给即可瞬时实现停炉；全自动监控、调整运稳定运行状态，切断煤粉供给即可瞬时实现停炉；全自动监控、调整运行参数，使系统处于最佳运行工况；同时降低了劳动强度以及

8、人为因素行参数，使系统处于最佳运行工况；同时降低了劳动强度以及人为因素对锅炉运行的干扰。经除尘器收集的粉煤灰经密闭系统输入灰塔，可集对锅炉运行的干扰。经除尘器收集的粉煤灰经密闭系统输入灰塔，可集中处理和利用、变废为宝中处理和利用、变废为宝技术特点技术特点 三不见，环境友好三不见，环境友好 即不见煤、不见烟、不见灰。锅炉成功实现了全系统密闭运行，即不见煤、不见烟、不见灰。锅炉成功实现了全系统密闭运行，自动上煤、集中排灰，无粉尘跑冒。煤粉燃烧器采用了低温空气分级燃自动上煤、集中排灰，无粉尘跑冒。煤粉燃烧器采用了低温空气分级燃烧设计，炉膛温度场均匀，避免局部高温，降低烧设计，炉膛温度场均匀，避免局部

9、高温，降低NOx生成；烟气采用布生成；烟气采用布袋除尘，排放浓度低。粉煤灰经密闭系统排出，无二次污染袋除尘，排放浓度低。粉煤灰经密闭系统排出，无二次污染 四节约，节能降耗四节约，节能降耗 经实践证明，高效煤粉锅炉系统节煤、节地、节人、节电效果显经实践证明，高效煤粉锅炉系统节煤、节地、节人、节电效果显著。系统煤粉燃烧充分、专用煤粉锅炉运行效率高，比传统燃煤锅炉节著。系统煤粉燃烧充分、专用煤粉锅炉运行效率高，比传统燃煤锅炉节煤煤30%-50%。锅炉房无堆煤场与渣场，占地面积小。对较大功率设备采。锅炉房无堆煤场与渣场，占地面积小。对较大功率设备采用变频器控制，节电效果明显。锅炉操作简单，测控水平高，

10、大大降低用变频器控制，节电效果明显。锅炉操作简单，测控水平高，大大降低了人工成本，节省了劳动了。锅炉房无堆煤场与渣场，占地面积小了人工成本，节省了劳动了。锅炉房无堆煤场与渣场，占地面积小经济及环保性经济及环保性项目项目单位单位煤粉煤粉锅炉锅炉链条链条锅炉锅炉水煤浆水煤浆锅炉锅炉燃油燃油锅炉锅炉燃气燃气锅炉锅炉热效率热效率%9060859090燃料单价燃料单价元元/t (或或Nm3)110080090046003.0发热量发热量kcal/kg (或或Nm3)600053004200100008300每吨蒸汽燃每吨蒸汽燃料耗量料耗量kg (或或Nm3)111.11 188.68 168.07 66

11、.6780.32每吨蒸汽燃每吨蒸汽燃料费用料费用元元122.22 150.94 151.26 306.67240.96年燃料成本年燃料成本万元万元1466.641811.28 1815.123680.042891.52注：注：1.按单台按单台20t/h锅炉年运行锅炉年运行6000小时小时 2.燃料价格参考东南沿海地区近期平均价格水平燃料价格参考东南沿海地区近期平均价格水平不同类型锅炉经济性分析不同类型锅炉经济性分析神东集团煤粉锅炉项目节能环保效益分析神东集团煤粉锅炉项目节能环保效益分析48%55%97%89% 88% 50%（热效率热效率42%）（热效率热效率90%）经济及环保性经济及环保性1

12、0100t/h工业（饱和、过热）蒸汽锅炉及其衍生产品7.070MW热水锅炉2501500万Kcal/h导热油锅炉及其衍生产品蒸汽锅炉蒸汽锅炉热水锅炉热水锅炉导热油炉导热油炉已有3个系列14种标准产品产品系列产品系列服务体系服务体系专利设备专利设备加工制造加工制造工程设计工程设计和建设和建设专用粉体燃专用粉体燃料制备料制备粉体燃料粉体燃料物流配送物流配送专业化运专业化运营服务营服务 用用 户户技术研发技术研发新汶新汶12t/h蒸汽锅炉系统蒸汽锅炉系统3套WNS4锅壳式蒸汽煤粉锅炉系统建成时间：2007年大同大同21MW热水锅炉系统热水锅炉系统 3套WNS7.0锅壳式热水煤粉锅炉系统建成时间：20

13、08年烟台烟台26t/h蒸汽锅炉系统蒸汽锅炉系统1套SZS20过热蒸汽煤粉锅炉系统1套SZS6过热蒸汽煤粉锅炉系统建成时间：2009年镇江镇江1400万万kcal有机热载体锅炉系统有机热载体锅炉系统1套1400万kcal导热油煤粉锅炉系统建成时间：2010年 神华神东煤炭集团煤粉锅炉项目神华神东煤炭集团煤粉锅炉项目v 20102012年六矿区共18套煤粉锅炉系统，总计350t/h，包括40t/h制粉站2座，煤科总院承担专业化运营服务；v 神东集团已筹划煤粉锅炉改造五年计划，预计十二五末实现矿区内56套煤粉锅炉系统改造建设，总计700t/h。兰州兰州28MW热水锅炉系统热水锅炉系统2套SZS14

14、热水煤粉锅炉系统建成时间：2012年3月宿迁宿迁120t/h蒸汽锅炉系统蒸汽锅炉系统2套DHS60过热蒸汽煤粉锅炉系统建成时间：2013年5月园区规划360t/h临沂临沂60t/h蒸汽锅炉系统蒸汽锅炉系统2套DHS30过热蒸汽煤粉锅炉系统建成时间：2013年7月园区规划540t/h技术（系统、燃料）技术（系统、燃料）TextTextTextText推广推广示范示范普及普及节煤率节煤率30%以上，以上， 每年节煤每年节煤180万万t每年减排每年减排SO29.6 万万t，CO2 456万万t， 烟尘烟尘 4.32万万t国家水煤浆工程技术研究中心国家水煤浆工程技术研究中心主要技术研究方向主要技术研究

15、方向国家水煤浆工程技术研究中心国家水煤浆工程技术研究中心煤炭科学研究总院煤炭科学研究总院制浆技术研究制浆技术研究工程应用研究工程应用研究锅炉燃烧技术研究锅炉燃烧技术研究窖炉燃烧技术研究窖炉燃烧技术研究添加技术研究添加技术研究储运技术研究储运技术研究气流床气化技术研究气流床气化技术研究水煤浆技术应用现状水煤浆技术应用现状水煤浆产品水煤浆产品 水煤浆是用一定级配细度的煤粉与添加剂、水混合而成，具有一水煤浆是用一定级配细度的煤粉与添加剂、水混合而成，具有一定稳定性和流动性，可长距离泵送的新型煤基流体燃料定稳定性和流动性，可长距离泵送的新型煤基流体燃料 具有装储方便、可管道输送、燃烧效率高、经济环保等

16、优势具有装储方便、可管道输送、燃烧效率高、经济环保等优势水煤浆用途水煤浆用途 燃料水煤浆：在工业锅炉和工业窑炉中燃用，替代燃油、煤燃料水煤浆：在工业锅炉和工业窑炉中燃用，替代燃油、煤 气化水煤浆：气化水煤浆： 作为气化原料生产合成气（作为气化原料生产合成气（COCOH H2 2）水煤浆用量水煤浆用量 我国水煤浆技术与应用，近年来发展速度迅速。据不完全统计，我国水煤浆技术与应用，近年来发展速度迅速。据不完全统计，20102010年：年：燃料水煤浆燃料水煤浆用量达用量达30003000万吨以上；万吨以上；气化水煤浆气化水煤浆用量达用量达80008000万万吨以上吨以上 水煤浆制备实际生产现状水煤浆

17、制备实际生产现状目前水煤浆制备工艺技术存在的问题：目前水煤浆制备工艺技术存在的问题：v 水煤浆的浓度偏低（水煤浆的浓度偏低（6060左右），致使水煤浆气化煤耗和氧耗高左右），致使水煤浆气化煤耗和氧耗高v 水煤浆的粒度分布不合理，浆体的流变性与雾化性能差，致使煤炭水煤浆的粒度分布不合理，浆体的流变性与雾化性能差，致使煤炭转化率低转化率低v 水煤浆粒度偏粗，致使煤浆管道、泵、阀门、气化炉喷嘴等磨损严水煤浆粒度偏粗，致使煤浆管道、泵、阀门、气化炉喷嘴等磨损严重，使用寿命短、开工时间短重，使用寿命短、开工时间短v 制浆工艺技术对原料煤的选择性和适应性相对较差制浆工艺技术对原料煤的选择性和适应性相对较差

18、水水 添加剂添加剂 破碎破碎原料煤原料煤水煤浆水煤浆产产 品品棒或球磨机棒或球磨机分级研磨高浓度制浆技术开发分级研磨高浓度制浆技术开发 国家水煤浆工程技术研究中心自国家水煤浆工程技术研究中心自20042004年起致力于年起致力于“分级研磨高浓度分级研磨高浓度制浆技术制浆技术”的研发，主要技术突破有：分级研磨制浆工艺、专用高效添的研发，主要技术突破有：分级研磨制浆工艺、专用高效添加剂、水煤浆粗磨机和大型水煤浆超细磨加剂、水煤浆粗磨机和大型水煤浆超细磨 该技术已达到该技术已达到国内领先、国际先进国内领先、国际先进技术水平，并获批了五项专利技术水平，并获批了五项专利一种利用低阶煤制备高浓度水煤浆的方

19、法：一种利用低阶煤制备高浓度水煤浆的方法：ZL 200710188396.7ZL 200710188396.7一种水煤浆添加剂及其制备方法与应用：一种水煤浆添加剂及其制备方法与应用：ZL 200910241969.7ZL 200910241969.7一种利用低阶煤制备高浓度水煤浆的生产系统：一种利用低阶煤制备高浓度水煤浆的生产系统：ZL 2009201072779ZL 2009201072779一种水煤浆棒磨机：一种水煤浆棒磨机：ZL 201020146386.4ZL 201020146386.4 一种水煤浆细磨机：一种水煤浆细磨机：ZL 200820079501.3ZL 2008200795

20、01.3分级研磨高浓度制浆工艺专利分级研磨高浓度制浆工艺专利实现煤浆颗粒合理的粒度级配实现煤浆颗粒合理的粒度级配煤浆中颗粒充填示意图煤浆中颗粒充填示意图 (a)(a)只有大颗粒只有大颗粒(b)(b)充填了细颗粒充填了细颗粒(c)(c)充填了更细的颗粒充填了更细的颗粒分级研磨高浓度制浆工艺技术特点分级研磨高浓度制浆工艺技术特点坚持坚持“多破少磨多破少磨”的原则的原则采用采用“选择性分级研磨选择性分级研磨”工艺工艺优化煤浆粒度级配技术优化煤浆粒度级配技术专用高效添加剂技术专用高效添加剂技术高效节能高效节能 燃料浆降低燃料浆降低30%30%电耗电耗 气化浆不增加电耗气化浆不增加电耗煤种适应性强煤种适

21、应性强 从褐煤、烟煤至无烟煤均可从褐煤、烟煤至无烟煤均可制浆浓度显著提高制浆浓度显著提高 3 35 5个百分点个百分点工艺技术工艺技术 工艺特点工艺特点燃料水煤浆行业推广应用情况燃料水煤浆行业推广应用情况序号序号建设单位建设单位总规模总规模工艺类型工艺类型投产时间投产时间1 1汕头桂宇水煤浆厂汕头桂宇水煤浆厂5050万吨万吨/ /年年 低阶煤制浆工艺低阶煤制浆工艺2008.32008.32 2东莞电力燃料水煤浆厂东莞电力燃料水煤浆厂500500万吨万吨/ /年年 低阶煤制浆工艺低阶煤制浆工艺2008.122008.123 3浙江新源水煤浆厂浙江新源水煤浆厂400400万吨万吨/ /年年一期一期

22、5050万吨传统工艺改造万吨传统工艺改造二期二期5050万吨低阶煤制浆工艺万吨低阶煤制浆工艺三期三期300300万吨低阶煤制浆工艺万吨低阶煤制浆工艺2009.32009.34 4石狮清源水煤浆厂石狮清源水煤浆厂100100万吨万吨/ /年年 低阶煤制浆工艺低阶煤制浆工艺2010.102010.105 5江苏神华德瑞新能源公司江苏神华德瑞新能源公司5050万吨万吨/ /年年 低阶煤制浆工艺低阶煤制浆工艺2011.42011.4东莞100万吨水煤浆厂项目现场图气化水煤浆行业推广应用情况气化水煤浆行业推广应用情况序序号号单位单位规模规模万吨万吨/ /年年地点地点原料原料1 1大唐呼伦贝尔化肥有限公司

23、大唐呼伦贝尔化肥有限公司6565呼伦贝尔呼伦贝尔 褐煤（内水为褐煤（内水为12%12%）2 2山西丰喜肥业公司山西丰喜肥业公司3535山西山西神府煤为主神府煤为主3 3兖矿鲁南化肥厂兖矿鲁南化肥厂100100山东山东神府煤神府煤4 4兖矿榆林能化甲醇厂兖矿榆林能化甲醇厂150150榆林榆林榆树湾煤榆树湾煤5 5河南心连心化肥公司河南心连心化肥公司150150新乡新乡榆树湾煤为主榆树湾煤为主6 6内蒙古荣信化工有限公司内蒙古荣信化工有限公司150150鄂尔多斯鄂尔多斯鄂尔多斯鄂尔多斯7 7内蒙古伊泰煤制油公司内蒙古伊泰煤制油公司100100鄂尔多斯鄂尔多斯鄂尔多斯鄂尔多斯山西阳煤丰喜肥业有限公司

24、临猗分公司山西阳煤丰喜肥业有限公司临猗分公司 项目规模：日处理项目规模：日处理700700吨煤吨煤20112011年年5 5月调试完毕月调试完毕 原料：阳泉无烟煤为主（全国原料：阳泉无烟煤为主（全国首个无烟煤水煤浆气化项目）首个无烟煤水煤浆气化项目） 气化技术：水冷壁气化气化技术：水冷壁气化 煤浆制备技术：分级研磨制浆煤浆制备技术：分级研磨制浆工艺技术工艺技术粒度和浓度粒度和浓度 制浆设备：制浆设备：3.43.45.8m5.8m的棒的棒磨机磨机 兖矿鲁南化肥厂提浓改造项目兖矿鲁南化肥厂提浓改造项目水煤浆浓度和质量提高对气化系统的影响水煤浆浓度和质量提高对气化系统的影响降低气化氧耗和煤耗降低气化

25、氧耗和煤耗 浓度的提高减少了进入气化炉的水量，降低了由其带来的煤耗和氧耗浓度的提高减少了进入气化炉的水量，降低了由其带来的煤耗和氧耗。上海焦化厂生产经验表明：水煤浆浓度每提高。上海焦化厂生产经验表明：水煤浆浓度每提高1 1，1000Nm1000Nm3 3合成气（合成气（CO+H2CO+H2）耗氧约减少）耗氧约减少5 510Nm10Nm3 3，煤耗降低约，煤耗降低约8 810Kg10Kg提高甲醇生产能力提高甲醇生产能力 浓度提高会增加合成气中有效成分的比例，进而增加甲醇产能。神华浓度提高会增加合成气中有效成分的比例，进而增加甲醇产能。神华宁夏煤业集团甲醇厂年产宁夏煤业集团甲醇厂年产2020万吨甲