水煤浆水锅炉特性描述

1、水煤浆水锅炉特性描述一、行业背景（一）发展水煤浆的必要和紧迫性1. 1从能源结构看，煤炭仍然是我国的基础能源。 我国能源资源的基本特点是贫油、少气、富煤。石油作为“工业的血液”是对一个国家的经济发展具有至关重要影响的战略性资源。我国由于贫油的特点以及不太合理的使用，从93年开始已重新成为石油的净进口国。1999年我国石油净进口量为4000万吨，2000年进口7000万吨（花费200亿美元以上）。据预测，到2020年我国石油供需缺口如果全部依赖进口，那么我国对国际市场的依赖程度将高达50%以上，对国家能源安全供应构成重大隐患。因此从我国经济发展全局出发，结合我国资源、技术和经济条件，寻求行之有效

2、的替代技术, 以缓解我国石油进口压力，是保持国民经济的持续发展，保障能源与经济安全的必然选择。 我国拥有世界上第二大的煤炭资源。煤炭储量约占化石能源总储量的90，已探明的地质储量为万亿吨，占世界总储量的11，而石油仅占2.，天然气仅占1.2。建国以来，煤炭在全国一次能源生产和消费中的比例长期占70以上。据有关部门预测，到2005年，全国一次能源生产量为123亿吨标准煤，其中煤炭为7.85亿吨标准煤(折合11亿吨原煤)，仍占63.8。因此，无论是从国家能源安全的角度还是从资源优势角度，煤炭在相当长的时间内仍将作为我国最可靠、最经济的能源来源。在本世纪前30年内，煤炭在我国一次能源构成中仍将占主体

3、地位。 但该阶段不是直接燃烧煤炭的用煤方式的重复，而是在高效、洁净、优质化基础上的高层次利用。在十五计划纲要中，提出我国今后一段时间内能源建设的总方针是：发挥资源优势、优化能源结构、提高利用效率、加强环境保护，并提出继续以煤炭为基础能源。1.2煤炭的污染性和环保要求之间的矛盾丰富的煤炭资源为我们提供了可靠的能源来源，但同时对于煤炭的过量和简单使用造成了严重的环境污染问题。煤炭的生产和利用是大气污染、酸雨等区域性环境问题以及气候变暖等全球性环境问题的主要影响因素。我国是煤炭消费大国，同时我国煤炭资源的特点是高硫、高灰煤比重大，煤炭的能源利用效率很低，每年由于燃煤而产生近1600万吨的烟尘和220

4、0万吨的二氧化硫，对生态环境造成了巨大的破坏，成为我国经济和社会可持续发展的主要制约因素之一。为了促进能源和环境的协调发展，开展对煤炭的洁净、高效使用研究成为了一个十分紧迫的课题。而开发推广洁净煤技术是减少污染物排放的最经济有效的途径。 1.3水煤浆是最符合我国国情的洁净煤技术 2001年4月，由中国能源研究会和中国煤炭工业协会联合在人民大会堂主办了“21世纪煤炭高层论坛”，论坛提出要充分发挥我国的煤炭资源优势，推广使用洁净煤技术，为我国国民经济在今后较长一段时间内获得可持续发展提供充足的能源。与会专家们用大量的中外对比数据说明，煤炭本身不是污染源，我国因为燃煤造成的严重污染，主要是由于煤炭没

5、有得到合理的利用。大力推动洁净煤的开发利用，可以实现煤炭的清洁、高效利用，有效减少污染和提高终端能源效率。 洁净煤的特性：保障能源稳定供应，减少对石油的依赖；提高能源供应和消费效率；较少污染，保护和改善环境。在国家十五计划纲要中，明确提出“加大洁净煤技术研究开发力度，通过示范广泛推广使用。”为洁净煤技术的广泛推广提供了有力的的政策支持。 洁净煤技术是一项庞大的工程，有着多种的技术和手段，而水煤浆技术只是其中的一种。但对于我国而言，水煤浆技术有着特别重要的意义和广阔的应用前景。根据我国煤多油少的国情，国家提出了“以煤代油”的宏伟目标，而水煤浆技术正是实现这一目标的理想方案。水煤浆技术是我国现阶段

6、最为适宜的代油、环保、节能技术，发展水煤浆技术，用煤制取清洁燃料，以煤代油, 是我国能源长期稳定发展的战略和现实选择。 基于这种情况，从80年代开始，国家致力于水煤浆的研制及应用开发工作。1983年国家科委将“水煤浆制备与燃烧技术”正式列为国家“六五”攻关项目，“七五”期间组建了中国水煤浆技术联合体，“八五”期间从实现大型化和系列化为目标，主要任务是进行大规模制浆与电站燃用水煤浆工业示范。水煤浆作为中国洁净煤技术的重要组成部分，经过十多年的技术开发、工业性实验和商业示范应用，已显示出它所具有的代油、节能、高效率燃烧和低污染等诸多优势，已被愈来愈多的企业所认识，并一直受到国家领导人的关怀和重视。

7、（二）水煤浆的质量特性 水煤浆的制备：水煤浆是由精选的低硫低灰分煤经过洗选后加工而成的，其一般的加工工艺流程如下图所示：（其中实线框表示原料，虚线框代表操作工艺） 根据煤炭的性质和用户需要，水煤浆有着不同的品种，我们一般意义上在工业锅炉上燃烧的精煤水煤浆质量指标一般为：使用安全、方便：水煤浆着火稳定、燃烧充分、炉膛充满度好，燃烧效率达96-99%, 锅炉效率在85%左右；其粘度低于重油, 负荷易于调节, 最低可调至40%，并且调节非常方便，只需调整泵的转速即可，转速和负荷成简单的线性对比；水煤浆的燃烧类似于轻柴油，一旦着火即可稳定燃烧无需人工干预，完全实现自动化运行，这大大降低了锅炉工的劳动强

8、度、改善了劳动条件。并且，在常温下水煤浆无需象重油那样要预热，这样既节约了能源，又使整个管路系统设计简单可靠；水煤浆的着火温度在800以上，只有通过雾化后才能燃烧，在常温常态下不具有燃烧性，其储存、运输比燃油要简单、安全，便于管理，适宜于管道运输。因此就水煤浆系统本身而言，不属于易燃易爆品，可减少企业用于消防上的投资。二、环保性能分析随着人们生活水平的提高，对环境的质量要求越来越高，特别是大气污染物的排放，许多城市都相继出台了一系列治理锅炉废气污染的文件，如：上海市经贸委和环保局于2001年6月以沪经节（2001）407号文件形式规定了市区内燃煤锅炉及工业炉窑改清洁能源的实施办法。苏州市计委、

9、经委、环保局、技监局联合以苏环（2001）303号文件形式提出加强控制燃煤大气污染，规定在2005年前在禁煤区和控煤区淘汰燃煤锅炉和窑炉。 所有这些文件都提出淘汰原煤、重油等高污染燃料，使用清洁能源。对于企业来说，寻找一种能满足上述要求而又成本较低的替代能源成为了燃眉之急，水煤浆作为一种新兴的洁净能源，提供了完美的解决方案。 根据最新的环保要求，上海地区所要执行的锅炉及炉窑污染物排放标准(GWPB 3-1999)的具体要求如下表所示：（单位：mg/m3）适用区域 烟尘初始排放浓度 SO2排放浓度 烟尘排放浓度 烟气黑度水煤浆在各个排放指标上都能达到国家最高要求，并且特别在SO2和NOX排放上更

10、是有显著优势，其一般的环保测试指标如下： 烟尘排放浓度 SO2排放浓度 烟气黑度国家最高标准 80 mg/m3 900 mg/m3 1级燃水煤浆 <80 mg/m3 <400 mg/m3 0-0.5级以下作分项说明：二氧化硫SO2排放：排放浓度：从实测数据看，在没有任何脱硫装置的情况下在400 mg/m3以下，如果有脱硫措施或燃用环保型水煤浆的话，可以降的更低。原理分析：从能源结构构成来看，水煤浆是由精煤加工而成，含硫量一般小于0.5%(我公司提供的成品浆为0.4%左右)，而重油的含硫量一般在2左右，原煤含硫量12。因此，燃烧水煤浆时的二氧化硫排放量要远远低于燃油和燃煤，即每燃烧2

11、吨水煤浆相当于燃烧1吨重油的SO2排放量的二分之一还不到。以0.45%含硫量水煤浆为例，如果其中的硫分理论上全部转化为SO2并且不作任何脱硫处理直接对外排放的话，其排放浓度在900mg/m3左右，也能基本上达到环保要求，但从实际结果来看要远低于此，根据在枣庄、青岛、北京、广东以及在苏州当地用不同的样本测出的指标基本上都在350 mg/m3左右，这说明水煤浆自固硫的功能较强，达到50%左右。如果再有脱硫措施的话，其排放浓度完全可以降到200 mg以下；结 论： 在这一点上水煤浆对比重油和原煤是有较大优势的，如果原煤想要达到同样的效果那么对脱硫装置的要求是相当高的，并且只能勉强达标。或者选用每吨6

12、00多元的低硫精煤，那成本又大大上升，并且要高于燃水煤浆。由于上海地区被列入国家二氧化硫污染和酸雨两控区，对SO2排放治理将会越来越严格。水煤浆在这个指标上的优势将更加明显。烟尘排放：排放浓度：从实测数据来看，在一般除尘效率下在200 mg以下，如果除尘效率较高的话，可达到很高的标准，如林通公司4T/h燃浆锅炉，经过水膜除尘后，其烟尘排放的测试浓度为20 mg/m3，完全达到环保指标。原理分析：烟尘排放主要取决于原煤中的灰分以及煤粉的燃烧效率。水煤浆由洗选后的精煤制成，本身原料煤中的灰分含量就很低，我公司提供的成品浆灰分在6.7%左右，远低于一般原煤的灰分值；在燃烧效率方面，由于水煤浆是经过雾

13、化后喷射燃烧，其燃烧效率非常高（可达98% 以上），烟尘中的含碳量很少，林格曼黑度可达零级。由于水煤浆中的煤颗粒直径只有40m左右，很微小，经充分燃烧后，其排放出的烟气为灰白色粉末，比较容易除尘。结 论： 对比烧煤时烟囱黑烟滚滚，烧水煤浆时基本上看不出烟囱冒烟，这彻底的扭转了由于烧煤炉带来的破坏城市景观形象问题；水煤浆燃烧后的微细烟尘经与水处理沉淀后可用作建筑原料，不会产生象煤炉燃烧后那样较大的灰渣；由于水煤浆的运输、储存以及泵送燃烧都是在密闭的管道和容器中进行，不会象堆煤那样产生扬尘，对作业环境以及周围居住环境也不会带来污染。氮氧化物NOX排放:排放浓度：在三大污染物中，NOX目前还不太为人

14、们所重视，但其污染性不可小瞧。据悉，国家有关部门正在制定有关NOX排放的控制指标，不久将会出台NOX排放的收费标准。原理分析：NOX的排放与燃烧技术紧密相关，并且和燃烧温度成指数对应关系，由于水煤浆燃烧温度比燃油和燃煤温度低100度左右，使得燃用水煤浆锅炉的NOX排放量远低于燃油或燃煤、燃气锅炉。如下表所示是桂林轧钢厂加热炉改烧水煤浆后与改造前燃煤粉NOX的排放对比。燃煤粉 燃水煤浆NOX 除尘前(mg/m3) 除尘后(mg/m3) 467.3280.8 7.7024.405结 论：由上表中可以看出，燃用水煤浆锅炉的NOX排放量和燃煤相比是有两个数量级的差距，而且已被证明在常规燃料中是最低的。

15、随着环保监测体系的日趋完善，对NOX排放收费已列入议事日程，燃用水煤浆无疑又可为企业省下一大笔开支。根据上述分析，并结合4T/h燃水煤浆锅炉的监测报告（2002）环监（尘）字第（014）号，可以看出发展水煤浆不仅在宏观上可以确保国家能源安全，在微观上，它也有较大的环保优势，是一种比较理想的洁净燃料技术。三 、改造投资（一）煤锅炉或窑炉改造投资：一台完整的的水煤浆锅炉系统，包括锅炉本体、燃烧系统、炉前系统、除尘系统等几部分，其简单的流程示意图如下：在KZL型或DZL型煤炉上改烧水煤浆时原锅炉大部分结构及受压部分均维持不变，只要拆掉煤斗及炉排，在前墙加装水煤浆燃烧器即可，其改造费用近似于煤改油。下面我们以改造一台4T/h标准锅炉为例，分析其主要投资费用如下：设备：锅炉本体部分 水煤浆燃烧器、喷枪（一用一备）、水煤浆专用过滤器（一用一备） 管道系统部分 炉前泵两台(单螺杆泵一用一备)、日用水煤浆箱(3 m3带搅拌器）储浆罐(40 m3，可储存50吨浆) 电磁流量计、空气压缩机、柴油点火装置除尘部分 水膜式除尘器。（引风机、鼓风机均可利用原来的设备）材料及人工费 1. 拆除炉排、齿轮箱、风室、风门、上煤装置、煤斗及出渣机；2. 拆除炉内隔墙及后拱，改