220t_h水煤浆锅炉NO_x排放特性的研究
第40卷第8期2006年8月
浙 江 大 学 学 报(工学版)
Journal of Zhejiang University (Engineering Science )
Vol.40No.8
Aug.2006
收稿日期:20050504.
浙江大学学报(工学版)网址:https://www.wendangku.net/doc/cb14682071.html,/eng
作者简介:翁卫国(1970-),男,上海人,博士生,从事燃烧污染控制方面的研究.E 2mail :qywq @https://www.wendangku.net/doc/cb14682071.html,
220t/h 水煤浆锅炉NO x 排放特性的研究
翁卫国,周俊虎,杨卫娟,牛志刚,刘建忠,岑可法
(浙江大学热能工程研究所,能源洁净利用与环境工程教育部重点实验室,浙江杭州310027)
摘 要:为了解水煤浆锅炉NO x 排放规律和降低NO x 的排放,对一台220t/h 水煤浆锅炉进行了一系列实验研究.提出了优化浆温和雾化蒸汽压力、适当降低预热空气温度和优化吹灰次数和时间等优化运行方式来实现水煤浆燃烧的低NO x 排放.结果显示燃料型NO x 是水煤浆燃烧过程中NO x 生成的主要来源,锅炉负荷、过量空气系数、温度、吹灰以及水煤浆特性等都对NO x 的生成有复杂的影响,在不影响燃烧的情况下,低氧量运行有利于降低
NO x 排放质量浓度.
关键词:水煤浆;NO x ;锅炉
中图分类号:TQ534.4 文献标识码:A 文章编号:1008973X (2006)08143904
R esearch on characteristics of N O x emission for
220t/h CWS f ired utility boiler
WEN G Wei 2guo ,ZHOU J un 2hu ,YAN G Wei 2juan ,N IU Zhi 2gang ,
L IU Jian 2zhong ,CEN Ke 2fa
(Clean Energy and Envi ronment Engineering Key L aboratory of M inist ry of Education ,I nstitute of T hermal Pow er Engineering ,Zhej iang Universit y ,H angz hou 310027,China )
Abstract :To st udy t he emission of NO x coal water slurry (CWS )2fired boiler in detail and decrease t he e 2mission of NO x ,experiment s were carried out on a 220t/h CWS 2fired boiler.Optimal operation modes of lowering NO x for coal water slurry 2fired boiler in utility were propo sed ,including optimum temperat ure of CWS and atomization steam p ressure ,optimum p reheat air temperat ure ,optimum f requency and lengt h of time of soot blow ,etc.The result showed t hat f uel NO x is t he mo st p rincipal resource ,and t he relation obtained between t he NO x emission and t he boiler load ,temperat ure ,excess air ratio ,soot blow and t he characteristic of coal water slurry are complex.The low concent ration of oxygen can decrease t he emission of NO x when it has no negative effect on combustion.K ey w ords :coal water slurry ;NO x ;boiler
水煤浆是一种理想的代油新型燃料,是质量分数为60%～70%的煤粉与30%～40%的水及少量添加剂(一般占0.5%～1.0%)的混合物.目前电站锅炉燃用水煤浆技术在国内外日趋成熟,已进入生产应用阶段,国内有很多电厂正在使用或将要采用燃用水煤浆锅炉.水煤浆还是一种低污染的洁净燃料,由于经过洗选,原煤中的灰份可除去50%～75%,煤浆中灰的质量分数一般只有7%～10%,硫
的质量分数亦大为降低,可以实现燃烧后的烟尘、SO 2、NO x 低排放.水煤浆燃烧时NO x 的排放质量
浓度比煤粉低134～268mg/m 3[1].
近年来对煤粉低NO x 燃烧技术方面有很多研究[223],但对水煤浆锅炉的排放规律和从运行上控制炉内NO x 生成的研究还很少.本文对某电厂的一台220t/h 燃用水煤浆锅炉的NO x 排放规律进行了详
细研究,在不同工况下研究了锅炉负荷、过量空气系
数、浆温、雾化蒸汽压力、吹灰等因素对NO x 排放质量浓度的影响,分析了水煤浆锅炉中热力型NO x 的
生成特性,提出在不影响燃烧的条件下,如何通过运行优化来进一步降低NO x 的排放.
1 锅炉与燃烧器
研究对象为220t/h (配50MW 发电机组)水煤浆锅炉,四角切圆燃烧,燃烧器共分5层,如图1所示.自下而上顺序:第1层为下二次风喷口;第2、3、4层为水煤浆和油两用燃烧器,均布置有中心风和一次风,同时侧面布置有侧二次风;第5层为上二次风.四角共布置12只燃烧器,在100%负荷燃烧水煤浆或油时只投用10只.下二次风和上二次风喷口分别布置点火油枪和辅助油枪.一次风和上、下二次风切圆直径为800mm ,侧二次风切圆直径为1000mm.喷嘴采用浙江大学研制的3t/h 撞击式
多级雾化水煤浆喷嘴.2002年对锅炉进行了燃烧器
调整、锅炉性能和污染物排放试验.NO x 浓度测量采用MSI 22000多组分烟气测量仪,本文所有图表中NO x 排放质量浓度都已换算成氧量体积分数φ(O 2)=6%条件下的浓度值
.
图1 单角燃烧器布置图
Fig.1 Layout of burners at one corner
2 NO x 生成机理
2.1 N O x 来源
氮氧化物主要指NO 、NO 2,还有少量的N 2O 3、N 2O 、N 2O 4和N 2O 5,通称为NO x .一般在煤粉燃烧
时产生的NO x 有3种:燃料型NO x (f uel 2NO x )、热力型NO x (t hermal 2NO x )和快速型NO x (prompt 2NO x ).快速型NO x 在煤粉燃烧过程中的生成量极
小[4].燃料型NO x 是最主要的,占煤粉炉中NO x 总
生成量的80%左右[5].燃料型NO x 生成机理非常
复杂,燃烧时燃料氮几乎全部分解成HCN 、N H 3、HCNO 、N 2等中间产物,然后被氧原子氧化,经过
HCN +O →NCO +H ;NCO +O →NO +CO ;N H +O →NO +H
等一系列反应[4]生成NO x ,燃料N 分布形态见图2[6]
.
图2 燃料N 的分布
Fig.2 Distribution of nitrogen in coal
2.2 热力型NO x
热力型NO x 是燃烧时空气中的氮气和氧气在高温下生成的,其生成机理可以用捷里多维奇机理很好地解决.本文采用的均相反应动力学模型见表1,热力型NO x 生成情况的计算结果见图3、4.
热力型NO x 对温度和时间反映敏感,由图3可知,在1500℃以下的温度区域内,热力型NO x 质量浓度的生成极少,当超过1600℃时,热力NO x
的
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质量浓度才会急剧增大.由图4可知,热力NO x 的质量浓度随着停留时间的增加近似线性增加,但温度低于1500℃生成ρ(NO x )的绝对量也不大.经过测量和计算,水煤浆炉内最高温度在1400～1500℃,在高温区内的停留时间为0.2～0.3s ,可见水煤浆燃烧时温度水平不高,在高温区停留时间亦不长,因此水煤浆燃烧时生成的热力型NO x 质量浓度可以忽略不计.
表1 热力型N O x 的化学动力学模型[7]
Tab.1 Chemical kinetic model of thermal NO x
序号
基元反应
A B
E /
(kJ ?mol -1)1
N 2+M =N +N +M 4.0×1021-1.6
110.52N 2+N =N +N 2 6.3×10110.533.43N 2+O =NO +N 7.6×10130317.14O 2+M =O +O +M 3.5×1025-2.5495.55O 2+N =NO +O 6.4×109 1.026.36
NO +M =N +O +M
4.0×1020-1.5
630.4
3 锅炉NO x 排放规律研究
3.1 锅炉负荷
试验用水煤浆的发热量为18892J /g ,质量分数为65.7%,黏度为1182M Pa ?s ,工业与元素分析见表2.锅炉负荷变化范围为40%～100%,试验结果见图5.
表
2 试验水煤浆的工业分析与元素分析
Tab.2 Proximate and ultimate analysis of sample 元素分析C ar
H ar O ar N ar
S ar 工业分析
A ar
W ar
V ar
50.17 3.22 5.67
0.96
0.27
5.4234.2922.56
图5 锅炉负荷对N O x 排放质量浓度的影响
Fig.5 Influence of boiler load on NO x emission
由图5可知,NO x 的排放质量浓度先随着锅炉负荷的下降而升高,当负荷达到80%时达到最大值,然后出现缓慢下降.这是因为水煤浆锅炉炉内温度水平不高,几乎没有热力型NO x 产生,随着锅炉负荷的下降,炉内氧的体积分数φ(O 2)逐渐增高,挥发份氮(主要是HCN 、N H3等)和焦炭氮容易被氧化成NO x ,所以负荷降低时会引起NO x 排放质量浓度的升高.但φ(O 2)高到一定值时会使炉内燃烧
恶化,炉温进一步降低,温度对燃料氮转化为NO x 的抑制作用加强,当温度低到一定水平时,温度对燃料氮转化为NO x 的抑制作用大于φ(O 2)增加引起的NO x 的增加,总的趋势是NO x 排放又有所降低.因此40%负荷的NO x 排放质量浓度低于80%负荷的NO x 排放质量浓度.3.2 过量空气系数
从图6可以看出,φ(O 2)的变化对水煤浆锅炉的NO x 排放质量浓度影响比较大,这有两方面原因:一方面,由前面分析可知φ(O 2)
的升高会使生成NO x 的反应加剧;另一方面,水煤浆一般是经过多级精磨制成,煤粉的粒径小于70μm [1],这有利于挥发份氮的析出[8],而挥发份氮生成的NO x 占燃料型NO x 的60%～80%[9],φ(O 2)充足时会形成大量的NO x .因此水煤浆锅炉的NO x 排放质量浓度对过量
空气系数比较敏感.
图6 过量空气系数与N O x 排放质量浓度的关系
Fig.6 Relationship of excess air and NO x emission
3.3
浆温
水煤浆进入炉膛燃烧前,为保证煤浆的均匀制
备输送和雾化,对水煤浆要进行搅拌和加热.煤浆温度升高,有利于挥发份析出,会增加挥发份氮向NO x 的转化,但由于水煤浆雾炬喷入炉膛后,首先进行的是水分蒸发,使得燃烧器出口温度偏低,经测量只有1000℃左右,燃烧初期NO x 难以大量生成,所以浆温升高NO x 排放质量浓度增加,但增加幅度不大(见图7),这也是水煤浆锅炉总体NO x 排放水平低的一个原因.
图7 水煤浆温度对N O x 排放质量浓度的影响
Fig.7 Influence of CWS temperature on NO x emission
1
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3.4 雾化蒸汽压力
水煤浆像其他液体燃料(比如重油、渣油)一样由喷嘴将其雾化后才能在炉膛内较好地燃烧.本锅炉的撞击式多级雾化水煤浆喷嘴采用水蒸气作为雾化汽,雾化蒸汽压力的大小不仅关系到燃烧的好坏,对NO x 排放质量浓度也有一定影响.当雾化蒸汽压力高时,蒸汽流量加大,会造成燃烧初期火焰温度低,氧量不足,NO x 的生成受到抑制,排放质量浓度也就偏低,见图
8.
图8 雾化蒸汽压力对N O x 排放质量浓度的影响
Fig.8 Influence of press of atomizing steam pressure on
NO x emission
3.5 吹灰
吹灰时炉内流场会被破坏,造成炉内温度不均匀、局部温度偏高、燃烧不稳定,因此吹灰时会适当增加风量.另外,吹灰时消耗大量蒸汽,引起雾化气压下降,此时的压力只有1.2M Pa 左右.根据前面的分析可知,局部高温、低雾化蒸汽压力以及高风量等都有利于NO x 的生成,而且这些因素的综合作用,使得吹灰时NO x 排放质量浓度大幅增加.图9为吹灰前后NO x 排放质量浓度
.
图9 吹灰对N O x 排放质量浓度的影响
Fig.9Influence of sootblowing on NO x emission
4 结 论
(1)当锅炉燃烧水煤浆时,几乎不会产生热力
型NO x .
(2)在不影响燃烧的情况下,低氧量运行有利于降低NO x 排放质量浓度.
(3)水煤浆温度和雾化蒸汽压力对NO x 排放
也有一定影响,低浆温和高雾化压力可以降低NO x 排放,但是水煤浆温度过低,黏度增大,不利于水煤
浆的输送和雾化,雾化压力过高会影响水煤浆的着火和稳定燃烧,同时烟气中的水蒸气多会使排烟热损失增加,因此综合考虑锅炉效率和NO x 排放,水煤浆温度在50℃左右、雾化蒸汽压力在1.6M Pa 左右比较合适.
(4)在不影响锅炉安全运行的条件下,减少吹灰次数和时间也有利于降低NO x 排放质量浓度.此外,如果选用含氮量比较低的水煤浆也有利于降低NO x 排放质量浓度.
参考文献(R eferences):
[1]岑可法,姚强,曹欣玉,等.煤浆燃烧、流动、传热和气化
的理论与应用技术[M ].杭州:浙江大学出版社,1997:804806.
[2]MCAR T H Y K ,L AU X J.Advanced f urnace air staging
and burner modifications for ultra 2Low NO x firing sys 2tems [J ].Fuels and Combustion T echnology ,1999,23(1):179184.
[3]KIMO TO M ,TSUJ I H ,MA KINO H ,et al.Scale 2up
of advanced low NO x and high turndown pulverized coal burner [J ].Journal of Japan I nstitute of energy ,1999,78(6):404415.
[4]毛健雄,毛健全,赵树民,等.煤的洁净燃烧[M ].北京:
科学出版社,1998:209210.[5]刘建忠,曹欣玉,周俊虎,等.煤粉锅炉NO x 排放特性及
控制的研究[J ].燃料化学学报,2002,30(1):610.L IU Jian 2zhong ,CAO Xin 2yu ,ZHOU J un 2hu ,et al.Characteristics of NO x emission and removal for coal
fired utility boiler [J ].Journal of Fuel Chemistry and T echnology ,2002,30(1):610.
[6]
L I L T ,CHUN Z L.Formation of NO x and SO x precur 2sors during the pyrolysis of coal and biomass.Part I.Effects of reactor configuration on the determined yields of HCN and N H 3during pyrolysis [J ].Fuel ,2000,79:18831889.
[7]罗孝良,戴元声.化学反应速度常数手册[M ].成都:四川科学技术出版社,1999.
[8]
冯志华,常丽萍,任军,等.煤热解过程中氮的分配及存在形态的研究进展[J ].煤炭转化,2000,23(3):611.FEN G Zhi 2hua ,CHAN G Li 2ping ,REN J un ,et al.Study of nitrogen distribution and functional forms during coal py 2rolysis [J ].Co al C onversion ,2000,23(3):611.
[9]
王智化,周俊虎,周昊,等.炉内高温喷射氨水脱除NO x
机理及其影响因素的研究[J ].浙江大学学报:工学版,2004,38(4):495500.
WAN G Zhi 2hua ,ZHOU J un 2hu ,ZHOU Hao ,et al.Ex 2perimental and modeling study on the mechanism and sensitive parameters of the thermal deNO x process [J ].Journal of Zhejiang U niversity :E ngineering Science ,2004,38(4):495500.
2
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(冶金行业)水煤浆技术应用资料
（冶金行业）水煤浆技术应 用资料
水煤浆技术应用资料 佛山市南海区特种设备协会 水煤浆和水煤浆锅炉 壹、水煤浆简介 （壹）水煤浆及中小型水煤浆锅炉的研制背景： 世界能源界自上世纪七十年代就开始了对水煤浆的研究，我国是世界上较早开发这壹项目的国家，“水煤浆制备和燃烧技术”从“六五”到“八五”都列为国家重点科技攻关项目。八十年代初，我国在这壹技术上就取得了成功，走在世界的前列，多次获得国家科技进步奖和国家专利。但自水煤浆问世以来，主要是进行大规模制浆和电站锅炉燃用水煤浆的工业示范。水煤浆作为中国洁净煤技术的重要组成部分，经过近二十年的技术开发，工业性实验和商业性示范应用，已显示出它所具有的代油、节能、高效率燃烧和低污染等许多优势，已被愈来愈多的企业所认识。其中小型水煤浆工业锅炉在我国乃至世界壹直是空白，主要原因是在燃烧和结构技术上的“瓶颈”误区问题未能完善解决，另壹方面由于能源政策和环保政策的原因，中小型水煤浆工业锅炉缺乏推广应用和应用的环境空问；因此壹直受到国家领导人的关怀和重视。 （二）水煤浆简介： 水煤浆是壹种新型、高效、清洁的煤基燃料，是燃料家族的新成员，
它是由66%~69%不同分布的煤，30%左右的水和约1%的化学添加剂制成的混合物，经过多道严密工序，层层筛选煤炭中燃烧不充分成份及产生污染的S.A等杂质，仅将碳本质保留下来，成为水煤浆的精华，它具有石油壹样的流动性，热值相当于石油的壹半，被称为液态煤炭产品。水煤浆技术包括水煤浆制备、储运、燃烧、添加剂等关健技术，是壹项涉及多门学科的糸统技术，水煤浆具有燃烧效率高、污染物排放低等特点；可用于电站锅炉、工业锅炉和工业窑炉代油代气、代煤燃烧，是当今洁净煤技术的重要组成部分。 （三）国家政策 水煤浆技术是调和我国能源安全和环保治理这壹对矛盾的良方，引起国家的高度重视，江泽民总书记曾亲临制浆现场视察且作重要批示。国家也相继出台了壹系列相关文件，为水煤浆事业的发展奠定了坚实的基础。 在2001年出台的《节约和替代燃料油“十五”规划》中，明确提出了到2005年全国节约和替代燃料油1600万吨的目标，且将采用水煤浆技术替代燃料油作为主要技术途径。 在以下的壹些文件中明确提出要发展水煤浆： 1、《煤炭工业“十五”发展规划》，国家经贸委，2001年6月25日 2、《当前国家重点鼓励和发展的产业、产品和技术目录》，国家计委、经贸委，2000年7月27日 3、《能源节约和资源综合利用“十五”规划》，国家经贸委，2001年10月12日
水煤浆及水煤浆锅炉的研究_吕丽华
电工文摘／技术交流 渡动对，发电机输出功率和运行转速都较为平稳，机组稳定性较好，达到了预期的效果。 5 结论 变速变桨距协调控制可以优化输出功率曲线，并且提高系统的暂态响应速度。在欠负荷区引入变桨加速度控制器，仿真结果表明：在不影响发电量的同时，通过提前变桨有效地改善了机组的超速现象。在满负荷区引入了转矩—功率混合控制方式，仿真结果表明：机组在额定风速、额定风速以上和远高于额定风速运行时，转速和功率波动比较平滑，稳定性良好。最后，通过对控制算法的现场验证，取得了较为理想的效果。 参考文献： [1]Pao L Y,Kathryn E,Johnson A,Tutorial On the Dynamics and Contml of Wind Turbines and Wind Farms[C] Pfoc,Amer.,Ctrl.,Conf.,2009:2076-2089. [2]叶杭冶.风力发电机组的控制技术[M].第2版.北京:机械工业出版杜,2002. [3]马蕊.鄂春良,付勋渡,等.兆瓦级变速恒频风电机组变速变粱距控制技术研究[J].电气传动,2010.40(4):7-l0. [4]刑作霞.大型变速变距风力发电机组的柔性协调控制技术研究[D].北京:北京交通大学,2008. [5]vanderHooft E L.Schaak P,van Engelen T G.Wind Tnrbine Control Algorithms[R].Holland:Dutch Ministry of Economic Affairs.2003. [6]Bianchi F D,Manta R J,Christiansen C F.Power Regulation in Pitch-controlled Variable-speed WECS above Rated Wind Speed[J].Renewable Energy,2004(29):1911-1922. [7]Bossanyi E A.The Design of Closed Loop Controllers for Wind Turbines[J].Wind Energy,2000.3(3): 149-153. [8]俞斌,屈虎,杜煜,等.一种兆瓦级风力发电机组联合控制策略:中国,101660489A[P].2010-03-03. [9]林志明,潘东浩,王贵子,等.双馈式变速变桨风力发电机组的转矩控制[J].中国电机工程学报,2009,29(32):118-124. [10]Jelavi’c M,Peri’c N.Wind Turbine Controlfor Highly Turbulent Winds[J].Auwmatika:Journal for C ontrol,Measurement,Electronics,Computing and Communications,2009,5O(3-4):135-151. [11]Bossanyi EA,GH Bladed User Manual[R].Bnstol:Getred Hassan and Partners Limited.2009. [12]Bossanyi E A.GH Bladed Theory Manual[R]. Bristol:Gaerrad Hassan and Partners Limited,2008. 选自《电气传动》2012年42卷6期 1 前言 从工业化利用的角度看，我国的能源结构不甚合理，在已探明的储量中，煤炭占92.94%，石油占5.35%，天然气占1.71%，是典型的富煤、贫油、少气的国家。水煤浆作为一种代油燃料便深得国家有关部门的支持并强调：“对水煤浆的重要性，要提高到战略高度来认识”。水煤浆技术开发和产业被明确列入国家重点鼓励发展的技术和产业。因而，水煤浆锅炉应运而生。 二十世纪九十年代我公司开展了水煤浆锅炉的研发工作，由我公司设计制造的北京燕山石化三电站的220t/h高压锅炉，于2000年成功投入运行，该锅炉采用前墙布置旋流式燃烧器燃烧水煤浆，在系统运行、严格的环保要求等方面积累了丰富的设计及制造方面的经验，为之后的产品起到了宝贵的示范作用。 2 水煤浆的特性 标准水煤浆是通过制浆技术，在制浆厂把精洗过的固态煤燃料和一定比例的水（33%~35%），在特制的研磨机中研磨成浆，搅拌均匀后加工成可用泵输送的流态的煤燃料。表1为水煤浆的技术指标及对使用的影响。 3 水煤浆锅炉的燃烧特性 水煤浆锅炉燃烧方式和煤粉锅炉一样，采用空间燃烧或室式燃烧。空间燃烧中按锅炉容量的大小不同采用的燃烧器型式也不一样。炉膛内有四角切向布置直流式燃烧器和单面炉墙布置或双面炉墙对冲布置燃烧器两大类。对冲布置可以克服后期混合差的缺点。 水煤浆雾化的难度比油大，需采用多级混合式蒸汽机械雾化喷嘴。雾化蒸汽温度不小于300℃，第一级雾化用多层蒸汽流冲击煤浆流，；第二级雾化是混合物在混合室及喷头内强烈扰动 水煤浆 及水煤浆锅炉的研究 摘要：随着节能减排形势的紧迫，水煤浆已成为一种很好的代油燃料，水煤浆锅炉也得到人们的广泛重视。开发水煤浆锅炉也成为大势所趋。本文简单介绍水煤浆的一些特性及水煤浆锅炉的设计。 关键词：水煤浆 水煤浆锅炉 杭州锅炉集团股份有限公司 吕丽华 68/2012.05/DGWZ/
水煤浆锅炉介绍
一、水煤浆锅炉介绍 水煤浆锅炉是指使用水煤浆为燃料的锅炉。水煤浆是一种由70％左右的煤粉，30％左右的水和少量药剂混合制备而成的液体，可以象油一样泵送、雾化、储运，并可直接用于各种锅炉、窑炉的燃烧。它改变了煤的传统燃烧方式，显示出了巨大的环保节能优势。尤其是近几年来，采用废物资源化的技术路线后，研制成功的环保水煤浆，可以在不增加费用的前提下，大大提高了水煤浆的环保效益。在我国丰富煤炭资料的保障下，水煤浆也已成为替代油、气等能源的最基础、最经济的洁净能源。 二、水煤浆锅炉的简要工业概念 传统燃煤锅炉中，煤炭燃料是固态燃烧方式，而水煤浆锅炉革命性的将之改变为高压流态雾化喷燃方式。这种类似燃油燃烧的方式，充分整合了液态燃料、空气、水等种种燃烧因素的化学物理特点，实际效果上促进了燃料燃尽率的大幅提高（相对燃煤锅炉）。依据液态煤基燃料燃烧机理，锅炉整个系统进行优化重置设计，既大大提高了锅炉最终的热效率，又减少了主要污染物的气体排放量，从而水煤浆锅炉充分实现了环保又节能的社会效应和工业效益。 三、海众水煤浆环保锅炉共分为六个系列： ● DZS水火管锅炉系列； ● SZS水管蒸汽锅炉系列； ● SZS水管热水锅炉系列； ● SHS立式蒸汽锅炉系列； ● 水煤浆导热油锅炉系列； ● 水煤浆垃圾焚烧炉系列； ● 污泥水煤浆锅炉系列。 四、水煤浆环保锅炉基本工作原理 符合水煤浆锅炉要求的燃料（水煤浆）从储浆罐，经供浆泵、过滤器，混合高压风经特制喷枪送入燃烧器，在油点火系统辅助等前提条件下，水煤浆在炉膛内独立燃烧。烟气经锅炉燃尽室、对流管束、省煤器等，从锅
炉尾部排出，通过专用除尘器脱硫除尘，达到环保标准后，经引风机进烟囱排入大气。炉膛内燃烧后的极少灰渣，通过除渣系统排出炉体外。 五、水煤浆环保锅炉的特点 最大限度地吸取了燃煤和燃油锅炉的优势，即类似燃煤的锅炉运行成本，类似燃油设备的方便工作方式，解决了传统燃煤锅炉容易污染环境的问题和燃油锅炉运行成本昂贵的问题； 高效环保特点：水煤浆锅炉可以迅速达到900 ℃一1200 ℃连续稳定自动燃烧，避免了燃煤锅炉加煤时低温燃烧不充分的污染过程，也避免了燃油锅炉高温（1300 ℃以上）燃烧产生的大量的氮化物污染（如汽车尾气）。烟气含硫量、含尘量、CO 、氮氧化物等环保指标均优于国家标准，接近或超过欧盟绿色标准；尾部尘渣可以用作建材原料。 高效节能特点：燃尽率高，可高达98 ％以上，热效率高达83 ％以上（比传统中小型煤炉平均高出10 一20 % ) ；同样热值的煤炭制浆燃烧比固体直接燃烧可节约煤炭15％以上。 锅炉运行全过程中，水煤浆液态管道输送和雾化燃烧，自动点火，实现大部分锅炉运行的自动化控制，操作简单； 综合实际经济运行、企业投资成本和环保政策因素，水煤浆锅炉以很高的综合性价比，可以理想地替代传统燃煤、燃油锅炉。 六、水煤浆锅炉应用领域 水煤浆锅炉具有热效率高、适应性强、应用范围广的特点，可以广泛应用于企事业单位、住宅小区供暖以及各种类型的工业生产等方面。燃油，资源贫缺，国情不允许；燃煤，污染环境，国策不允许。随着国家环保政策执行力度加大，加快了燃煤锅炉的淘汰，以及燃油价格飞涨导致的燃油锅炉成本居高不下，水煤浆锅炉是各种锅炉用户的理想选择。
水煤浆技术的应用现状及发展趋势
水煤浆技术的应用现状及发展趋势 摘要本文概述水煤浆技术在国内外的发展应用现状和趋势，分析水煤浆代油代气燃烧技术的主要优缺点、市场前景和趋势，通过对水煤浆的技术经济、环境评价．指出目前我国水煤浆技术发展存在的主要障中国是能源生产和消费大国，也是目前世界上少数几个一次能源以煤为主的国家之一。从能源资源条件看，我国煤炭资源丰富，占化石能源资源的94．3％以上，石油、天然气相对短缺。随着能源科技和中国经济的快速发展，优质能源需求不断增加，石油、天然气消费呈现加速增长态势。2001年中国净进口石油约7000万t，据有关部门预测，“十五”期间及未来的10～20年，我国石油需求仍将呈现强劲增长趋势。而国内原油产量将维持在I．6～1．9亿吨水平，供需缺口将进一步加大。如果完全依靠进口，到2020年我国石油对国际市场的依赖程度将高达50％以上，超过40％的警戒线，对国家能源安全造成很大威胁。面对日趋严峻的石油供求形势和国际油价变动的不确定性，亟需从我国经济发展全局出发，结合我国资源、技术和经济条件，寻求行之有效的替代技术，以缓解我困石油进口压力，保持国民经济的持续发展，保障能源与经济安全。持了煤炭原有的物理特性，又具有石油一样的流动性和稳定性，被称为液态煤炭产品。水煤浆技术包括水煤浆制各、储运、燃烧等关键技术，是一项涉及多门学科的系统技术。水煤浆具有燃烧效率高，污染物排放低等特点，可用于电站锅炉、工业锅炉和工业窑炉代油、代气、代煤燃烧，亦可作为气化原料，用于生产合成氨、合成甲醇等。水煤浆技术是我国现行阶段适
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，20世纪七十年代世界石油危机后，西方发达国家如美国、加拿大、日本、英国、法国、
水煤浆高效洁净燃烧技术
水煤浆高效洁净燃烧技术 1．技术所属领域及适用范围 适用于煤炭高效清洁利用改造。 2．技术原理及工艺 基于流态重构的悬浮流化水煤浆高效洁净燃烧技术，涵盖了气固两相流、燃烧、炉内传热和污染控制等方面内容，在保证高热效率、高燃烬率前提下从热源的锅炉侧解决氮氧化物、二氧化硫污染物排放问题，使锅炉氮氧化物、二氧化硫原始排放符合超低排放标准。通过绝热高效旋风分离器和返料装置，提高了煤体物料的利用率，减少了煤体物料的补充量，提高了燃烧效率；通过煤体物料的循环降低床温，进一步提高水煤浆燃烬率。新型水煤浆锅炉供热系统示意图如下： 3．技术指标 （1）热效率：≥ 91%； （2）初始排放：NO x＜50mg/m3； （3）脱硫效率：≥95%。 4．技术功能特性 （1）低温低氮燃烧，提高炉膛下部的还原性气氛的高
度，大大降低了NO x 原始排放浓度（＜50mg/m3）； （2）炉内高效脱硫，实现了燃烧过程中直接脱硫，脱硫效率可达 95%以上； （3）高效燃烧，锅炉效率高达90%以上。 5．应用案例 济南市领秀城热源厂新型水煤浆锅炉清洁供暖项目。技术提供单位为青岛特利尔环保股份有限公司。 （1）用户情况说明 原有 2 台58MW燃煤链条热水锅炉，2015-2016 年采暖季消耗燃煤约61747 吨（5000kcal/kg），消耗电能491 万kW·h。 （2）实施内容与周期 新建 2 台 70MW水煤浆锅炉，包括：水煤浆喷嘴（粒化器4 台）、天然气点火装置（2 台），新建引风机 2 台（800kW）、一次风机 2 台（355kW）、二次风机2 台（280kW）、返料风机 4 台（15kW），新建 4 座 3000 立储罐、卸浆泵及供浆泵供浆。实施周期 24 个月。 （3）节能减排效果及投资回收期改造后，相比原系统节省标煤7107tce/a，节能率为 15.5%。 投资回收期 48 个月。 6．未来五年推广前景及节能减排潜力 预计未来 5 年，推广应用比例可达到5.8%，可形成节能182 万 tce/a，减排 CO2 491.4 万 t/a。
水煤浆锅炉技术
水煤浆 本项目属于能源科学技术领域，学科分类为锅炉、燃烧及节能减排。研制成功具有完全自主知识产权的水煤浆代油洁净燃烧技术以及配套关键设备工艺，适用于各种大中小型的电站锅炉、工业锅炉和窑炉，并进行了产业化推广应用，实现了替代燃油和节能减排目的。开发成功煤泥水煤浆、造纸黑液水煤浆、石油焦浆等的高效低污染燃烧技术，为工业废弃物资源化利用以及环境污染治理提供了一条新的途径。是适合我国国情的一种高效亷价清洁的代油燃料技术。 面对日益严重的世界能源危机和环境污染问题，尤其是石油急剧短缺和国际油价波动的巨大风险，如何结合我国能源资源和技术经济的现实条件，开发出适合我国国情的一种高效亷价清洁的代油燃料技术成为燃眉之急，对于保障我国能源安全稳定和国民经济可持续发展具有重大意义。 日前获得2009年度国家科学技术进步奖二等奖的由浙江大学和浙江百能科技有限公司共同承担并联合申报的“水煤浆代油洁净燃烧技术及产业化应用”项目，就是在此背景下的一项积极尝试。 寻求有效的燃油替代技术必须要结合我国的实际情况，包括资源、技术和经济等条件。如今，低碳经济是社会的关键词，但煤炭资源的特性和储量，决定了煤炭工业在国民经济和社会发展中的基础地位和作用。煤炭在我国一次能源生产和消费结构中一直占2／3以上，这个局面在相当长时期内难以改变。无疑，以煤炭为基础的水煤浆是一种很好的清洁代油燃料。 什么是水煤浆？水煤浆是一种新型低污染代油燃料，是上世纪七十年代石油危机中发展起来的一种新型代油环保燃料。水煤浆由符合要求的煤研磨成微细煤粉，按煤水合理的比例，加入分散剂和稳定剂配制而成，大致的构成为60%—70%的煤粉、30%—40%的水以及不到1%的化学添加剂。 水煤浆可像燃料油一样运输贮存和燃烧，既保持了煤炭原有的物理特性，又有了石油的流动性和稳定性，所以被称为液态煤炭产品。 我国已进行了二十多年的水煤浆技术研究，取得了煤浆燃烧、流动、传热和气化的理论研究，并在一些工业锅炉、电站锅炉、窑炉上应用。以中国工程院院士岑可法教授为带头人的浙江大学热能工程研究所致力于水煤浆技术研究，拥有国家水煤浆工程中心燃烧技术研究所，为我国水煤浆技术应用提供了技术支持和工程支持。 ——特性—— 流动的液体煤炭
水煤浆锅炉
水煤浆是一种新型、高效、清洁的煤基燃料，它是由65%-70%不同粒度分布的煤，29-34%左右的水和约1%的化学添加剂制成的混合物。经过多道严密工序，筛去煤炭中无法燃烧的成分等杂质，仅将碳本质保留下来，成为水煤浆的精华。 它具有石油一样的流动性，热值相当于油的一半，被称为液态煤炭产品。水煤浆具有燃烧效率高、污染物排放低等特点，可用于电站锅炉、工业锅炉和工业窑炉代油、代气、代煤燃烧，是当今洁净煤技术的重要组成部分。 优点 经济性:水煤浆属于煤基清洁燃料，我国的能源结构决定煤炭的价格涨幅低于燃油、燃气。 安全性:水煤浆属于非易燃流体，相对于油、气、煤粉的易燃、易爆来说，其安全性大大提高。 广泛性:水煤浆适用于各种锅炉。 高效性:水煤浆燃尽率高，节省燃料。 环保性:水煤浆是一种深度洁净煤技术，环保达标。 使用范围 可广泛用于电站锅炉、工业锅炉和工业窑炉代替油、气、煤燃烧以及宾馆、住宅、酒店、办公楼等各种建筑物供暖和生活热水。 水煤浆锅炉是指使用水煤浆为燃料的锅炉。 锅炉特点 1、水煤浆锅炉的优势在于环保、节能、高效，其有效的利用煤炭资源使锅 炉燃尽率达到98%以上。 2、调整负荷方便。水煤浆锅炉的负荷可在35%-100%的范围内任意调节，可 达到经济运行的效果。 3、节约土地。燃料及粉煤灰采用罐装密闭运输方式，无扬尘污染，无需储 煤场和渣场，有效地提高了土地利用率，节约用地50%以上。 4、运行成本低，自动化程度高。节约人力资源，原煤锅炉每班6-7人，而 水煤浆锅炉每班只需2名运行人员。节约燃料20%以上。职工劳动及工业卫生条件得到大幅度改善。 5、经测试水煤浆锅炉烟尘排放浓度为100mg/Nm3左右。国家《锅炉大气污 染物排放标准》(GB 13271-2001)规定烟尘排放浓度为200 mg/Nm3，仅为国家标准规定燃煤锅炉的1/2。燃烧后的灰可采用密闭的干法气体出灰系统收集后，可用作加气块和水泥的生产原料。 缺点 1、对操作员各方面能力要求高; 2、对维修工技能要求高，且工作量大; 3、易耗件多，备件成本高。 成本对比 热值(千大卡) 单价(元) 成本/吨蒸汽(元) 锅炉效率综合运营成本比值煤/吨5000 600 105 72% 87 水煤浆/吨4900 800 120 83% 100 重油/吨9500 3600 225 84% 210 天然气/千立方米8000 2600 195 85% 186 轻油/吨10000 4900 350 85% 298
水煤浆技术应用资料.doc
水煤浆技术应用资料佛山市南海区特种设备协会
水煤浆和水煤浆锅炉 一、水煤浆简介 （一）水煤浆及中小型水煤浆锅炉的研制背景： 世界能源界自上世纪七十年代就开始了对水煤浆的研究，我国是世界上较早开发这一项目的国家，“水煤浆制备与燃烧技术”从“六五”到“八五”都列为国家重点科技攻关项目。八十年代初，我国在这一技术上就取得了成功，走在世界的前列，多次获得国家科技进步奖和国家专利。但自水煤浆问世以来，主要是进行大规模制浆与电站锅炉燃用水煤浆的工业示范。水煤浆作为中国洁净煤技术的重要组成部分，经过近二十年的技术开发，工业性实验和商业性示范应用，已显示出它所具有的代油、节能、高效率燃烧和低污染等许多优势，已被愈来愈多的企业所认识。其中小型水煤浆工业锅炉在我国乃至世界一直是空白，主要原因是在燃烧和结构技术上的“瓶颈”误区问题未能完善解决，另一方面由于能源政策和环保政策的原因，中小型水煤浆工业锅炉缺乏推广应用和应用的环境空问；因此一直受到国家领导人的关怀和重视。 （二）水煤浆简介： 水煤浆是一种新型、高效、清洁的煤基燃料，是燃料家族的新成员，它是由66%~69%不同分布的煤，30%左右的水和约1%的化学添加剂制成的混合物，经过多道严密工序，层层筛选煤炭中燃烧不充分成份及产生污染的S.A等杂质，仅将碳本质保留下来，成为水煤浆的精华，它具有石油一样的流动性，热值相当于石油的一半，被称
为液态煤炭产品。水煤浆技术包括水煤浆制备、储运、燃烧、添加剂等关健技术，是一项涉及多门学科的糸统技术，水煤浆具有燃烧效率高、污染物排放低等特点；可用于电站锅炉、工业锅炉和工业窑炉代油代气、代煤燃烧，是当今洁净煤技术的重要组成部分。 （三）国家政策 水煤浆技术是调和我国能源安全和环保治理这一对矛盾的良方，引起国家的高度重视，江泽民总书记曾亲临制浆现场视察并作重要批示。国家也相继出台了一系列相关文件，为水煤浆事业的发展奠定了坚实的基础。 在2001年出台的《节约和替代燃料油“十五”规划》中，明确提出了到2005年全国节约和替代燃料油1600万吨的目标，并将采用水煤浆技术替代燃料油作为主要技术途径。 在以下的一些文件中明确提出要发展水煤浆： 1、《煤炭工业“十五”发展规划》，国家经贸委，2001年6月25日 2、《当前国家重点鼓励和发展的产业、产品和技术目录》，国家计委、经贸委，2000年7月27日 3、《能源节约与资源综合利用“十五”规划》，国家经贸委，2001年10月12日 4、《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南》，国家计委、科技部，2001年11月 5、《外商投资产业指导目录》国家计委、经贸委、外经贸部，2002年3月4日
水煤浆锅炉的注意事项和优缺点
河北艺能锅炉有限责任公司
水煤浆锅炉(Coal water slurry boiler)是指使用水煤浆为燃料的锅炉。水煤浆是一种由70%左右的煤粉，30%左右的水和少量药剂混合制备而成的液体，可以象油一样泵送、雾化、储运，并可直接用于各种锅炉、窑炉的燃烧。它改变了煤的传统燃烧方式，显示出了巨大的环保节能优势。尤其是近几年来，采用废物资源化的技术路线后，研制成功的环保水煤浆，可以在不增加费用的前提下，大大提高了水煤浆的环保效益。在我国丰富煤炭资料的保障下，水煤浆也已成为替代油、气等能源的最基础、最经济的洁净能源之一。 锅炉是具有高温、高压的热能设备，是特种设备之一，在机关、事业企业及各行各业广泛使用，是危险而又特殊的设备。一旦发生事故，涉及公共安全，将会给国家和人民生命财产造成巨大损失。为了公共安全、人民生命和财产安全，依据国务院《特种设备安全监察条例》，使用锅炉应注意以下全事项: 1、锅炉出厂时应当附有"安全技术规范要求的设计文件、产品质量合格证明、安全及使用维修说明、监督检验证明(安全性能监督检验证书)"。 2、锅炉的安装、维修、改造。从事锅炉的安装、维修、改造的单位应当取得省级质量技术监督局颁发的特种设备安装维修资格证书，方可从事锅炉的安装、维修、改造。施工单位在施工前将拟进行安装、维修、改造情况书面告知直辖市或者辖区的特种设备安全监督管理部门，并将开工告知送当地县级质量技术监督局备案，告知后即可施工。 3、锅炉安装、维修、改造的验收。施工完毕后施工单位要向州质量技术监督局特种设备检验所申报锅炉的水压试验和安装监检。合格后由州质量技术监督局、州特种设备检验所、县质量技术监督局参与整体验收。 4、锅炉的注册登记。锅炉验收后，使用单位必须按照《特种设备注册登记与使用管理规则》的规定，
6T水煤浆锅炉技术方案详解
6T水煤浆锅炉技术方案
盐城市东大热能机械制造有限公司 二OO四年六月二十二日 一、工程概况 某单位拟上一台6T燃水煤浆锅炉，以实现高效节能环保的目的，特制定本技术方案。 二、燃用水煤浆的优点 1、水煤浆是一种新型煤基浆体燃料，可代油燃烧，具有低污染、高效、节能、运行成本低的突出优点。已被列为《当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录》。国家经贸委在《节约和替代燃料油“十五”规划》明确要求“采用水煤浆替代燃料油”，国家环保总局《国家环境保护十五规划》中提出“大力开发水煤浆技术”。采用这项新洁净煤技术，既提高锅炉的热效率，又能减少环境污染，对于燃油用户能够大幅度降低燃料费用，减轻企业负担，经济效益和环境效益显著，适合企业推广使用。 2、水煤浆成分和特点 水煤浆是由70%左右的煤，30%左右的水以及约1%的化学添加剂制成的浆体燃料，能够泵送、雾化和着火燃烧。热值相当于燃料油的一半。 3、水煤浆的环保特性： （1）选用洗精煤做原料煤，具有“两高两低”的特点，即挥发份高、热值高；灰分低、硫份低，热值≥6800kcal/kg，挥发份≥30%，灰分≤6%，硫份≤0.5%。从燃料的源头上减少了污染物含量。 （2）水煤浆燃烬率高，在燃烧过程中灰分形成多孔烧结物，平均粒径大于0.20㎜，大大减少了飞灰的形成，同时由于排烟温度较燃油低1500C～2000C，降低随烟气排出的NO X的数量，有利于环境保护。 （3）水煤浆用储罐存放，无需煤场、渣场，为清洁生产创造了条件。 4、水煤浆的技术参数：
三、水煤浆锅炉技术介绍 （一）设备选型 1、拟选用盐城市东大热能机械制造公司SZS6-1.25-J（Y）型锅炉。（设备清单见附表）技术参数： 蒸发量 6t/h 额定蒸气压力 1.25Mpa 蒸气温度 194℃ 本体受热面积 21.8m2 (辐射) 165.5m2 (对流) 省煤器受热面积 130.8m2 燃料耗量 882kg/h 2、工作流程 东大SZS系列锅炉为双炉筒纵置D型布置，采用全水管结构，炉膛后部配以旋风燃烬室，烟气从燃烬室进入上下炉筒组成的对流管束，经三个回程热量交换后至尾部，经省煤器排入滤泡脱硫除尘装置。
水煤浆锅炉
水煤浆锅炉的简要概念 传统燃煤锅炉中，煤炭燃料是固态燃烧方式，而水煤浆锅炉革命性的将之改变为高压液态雾化喷燃的燃烧方式。这种类似燃油燃烧的方式，充分整合了液态燃料、空气、水各种燃烧因素的化学物理特点，实际效果上促进了燃料燃尽率的大幅度提高（相对燃煤锅炉）。依据液态煤基燃料燃烧机理，锅炉整个系统进行优化重置设计，既大大提高了锅炉最终的热利用效率，又减少了主要污染物的气体排放量，从而，水煤浆锅炉充分实现了环保又节能的工业效应效益。 水煤浆锅炉系列 水煤浆环保锅炉共分为六个系列： SHFS流化悬浮燃烧系列； DZS水火管锅炉系列； SZS水管蒸汽锅炉系列； SZS水管热水锅炉系列； 水煤浆导热油锅炉系列； 水煤浆垃圾焚烧炉系统。 水煤浆技术的优越性 1、具有良好的代油燃烧效果 煤代油是我国的基本国策，水煤浆可以象油一样输送、储存和燃烧，油炉改造可利用原有设施，工作量少、灰渣处理简单，投资少、改造周期短，是煤代油的理想代用燃料。原有油炉只需经过简单改造即可燃用水煤浆。燃烧效率达96-99%或更高, 锅炉效率在90%左右, 达到燃油等同水平。燃烧调节方便, 运行稳定可*，一般40%负荷均可稳定燃烧。 2、是一种很好的清洁燃料
水煤浆的原料是经过洗选的，含灰和硫都大为降低，如加石灰石脱硫，在相同条件下比原煤脱硫率高20%。大量水份的存在降低了炉内温度，并使炉内呈还原性气氛，NOx排放也很低。 茂名热电厂#1炉改烧水煤浆后，SO2排放浓度为560 mg/m3，烟尘浓度为38mg/m3。 3、油炉改烧水煤浆投资低于改烧粉煤 水煤浆代油可充分利用原有设备, 如储油罐等。生产流程简化，投资省。与改燃粉煤相比, 改造费用仅为改粉煤的1/3-1/2, 改造时间为1/3。 4、解决能源的运输问题 我国煤炭资源呈北煤南运和西煤东运的格局，管道输浆具有运量大，投资少（总投资为铁路的1/3，为输电线路的2/5），沿途煤炭损耗少、不占地、不受地形限制等优点。 另外，改烧水煤浆后，由于锅炉热效率提高和灰渣综合利用均可提高经济效益。 水煤浆锅炉雾化燃烧原理 煤浆与空气通过燃烧器以射流方式进入炉膛，促使煤浆气流与炽热烟气产生强烈混合，水分迅速蒸发，同时水煤浆气流又收到炉膛和高温火焰的辐射，而将悬浮在气流中的煤颗粒迅速加热，水煤浆颗粒获得了足够的热量并达到了一定的温度就开始着火燃烧。其着火随燃烧的性质和运行工况的变化而变化，锅炉负荷低时，炉膛平均烟温度低，燃烧器区域的烟温湿也降低，所以雾化燃烧固态排渣水煤浆锅炉最低运行负荷在50%左右。 水煤浆良好的雾化特性实施其稳定着火和燃烧并保证高的燃烧效率的首要因素。雾化不好不仅会造成燃烧不稳定和燃烧损失增加，而且还会造成炉膛结渣。因此水煤浆雾化喷嘴是关键的燃烧设备，由于水煤浆在常温下的工作粘度一般为0.3~1pa·s，比燃烧油在运行的工作粘度大得多，所以，水煤浆多用空气或蒸汽雾化喷嘴。 水煤浆流化悬浮高效洁净燃烧技术
水煤浆锅炉的燃烧方法及工艺流程
（1）空气压力雾化悬浮燃烧原理 水煤浆与空气经燃烧器以射流方式进入炉膛，促使煤浆气流与炽热烟气产生强烈混合，水分迅速蒸发；同时水煤浆气流又受到炉膛四壁和高温火焰的辐射。而 将悬浮在气流中的煤颗粒迅速加热，水煤浆颗粒获得了足够的热量并达到了一定的 温度就开始着火燃烧。其着火热随燃料的性质和运行工况的变化而变化，锅炉负荷 低时，炉膛平均烟温降低，燃烧器区域的烟温也将降低。所以雾化燃烧固态排渣水 煤浆锅炉最低运行负荷在50%左右。 （2）流化悬浮高效洁净燃烧技术原理 将滴状水煤浆投入燃烧室下部由石英砂和石灰石构成床料的炽热流化床中，其温度在850-950℃左右。水煤浆在炽热的流化床料的加热下迅速完成水分析出， 挥发分析出并着火燃烧及焦碳燃烧过程。在流化状态下颗粒状水煤浆团进一步解体 为细颗粒被热烟气带出密相区进入悬浮室继续燃烧。在燃烧室出口设有分离回输装 置。被热烟气带出的媒体物料和较大的水煤浆颗粒团被分离器分离、捕捉，通过分 离器下部设置的回输通道返回燃烧室下部密相区，既减少了媒体物料的损失，又实 现了水煤浆颗粒团的循环燃烧，从而获得高的燃烧效率。此外，低温燃烧过程，有 效的控制了热力型NOx的形成。且由于媒体物料由石英砂与石灰石构成，石灰石在高温下煅烧生成CaO，CaO与SO2反应进一步生成CaSO4，抑制了SO2的排放，而燃烧装置的运行温度是CaO脱硫的最佳运行温度，可有效的减少SO2的排放。编辑本段特点 ●解决了燃煤锅炉污染环境及燃油锅炉运行成本昂贵的问题； ●环保节能：烟气含硫量、含尘量等环保指标均优于国家标准； ●燃尽率高，可高达98%以上，热效率高达85%以上； ●水煤浆液态输送和悬浮流化燃烧，自动点火，易于实现自动化控制，操作简 单；是燃煤、燃油锅炉理想的环保和节能的替代产品； ●实现水煤浆低负荷稳定燃烧。 ●对水煤浆质量要求低。 ●可实现炉内脱S，利于环保锅炉安全使用常识 ● 实现了水煤浆的低温燃烧，解决了水煤浆雾化悬浮燃烧带来的易于结焦、运 行不稳定、安全性差的问题，同时抑制了热力型NOx的生成与排放。 ● 实现了着火燃烧后的水煤浆颗粒团的循环燃烧，具有高的燃烧效率。 ● 利用石灰石与石英砂构成的媒体物料，辅之于低温燃烧技术实现了水煤浆燃烧过 程中直接脱硫、脱硫系统简单、成本低。 ● 采用分离回输燃尽装置提高了石灰石的利用率，减少了媒体物料的补充量，提高 了燃烧效率。
220t_h水煤浆锅炉水煤浆系统工艺与设备
?经验总结? 220t /h 水煤浆锅炉水煤浆系统工艺与设备 System and Equipment of CWM Fired 200t /h Boiler 燕山石油化工(集团)有限公司(北京102500) 胡锦华 摘 要:通过介绍燕山石油化工(集团)有限公司220t /h 脱硫型水煤浆锅炉示范工程中水煤浆系统的工艺、设备及其试运行情况,对工艺系统和设备的选型、运行后的改进提出了建设性意见,以供燃用脱硫型水煤浆的锅炉参考。关键词:锅炉;水煤浆;工艺;设备中图分类号:TK 224.1+ 1文献标识码:B 文章编号:1003-9171(2001)04-0050-05 水煤浆(CWM ),是70年代石油危机中迅速发展起来的一种新型、低污染、以煤代油的洁净煤燃料,它是将固体煤磨成一定细度的煤粉,再按一定比例与水混合,加入一定量的添加剂而得到的。在电站锅炉中应用,具有远距离大容量管道输送、节省贮煤场用地、不需安装上煤系统和制粉设备、易贮存、安全可靠性高等优点。又由于它具有油的流动性和雾化性,因此可代替重油燃烧。由于水煤浆燃烧温度低,NO X 的排放量少;水煤浆制浆过程中,除去部分硫,并加入熟石灰Ca(OH)2或石灰石CaCO 3进行炉内燃烧脱硫,大大减少了烟尘中的SO X 含量,这些对保护人类赖以生存的大气环境具有一定的积极意义。 燕山石油化工(集团)有限公司(下称燕化)动力事业部第三热电站220t/h 脱硫型水煤浆锅炉是世界上首台设计燃用脱硫型水煤浆的锅炉(本锅炉既能单独烧油,又能单独烧浆,也能油浆混烧)。水煤浆炉内燃烧脱硫,即:将熟石灰或石灰石粉末加到水煤浆中搅匀,制成脱硫型水煤浆,通过供浆泵打至炉前,再通过水煤浆燃烧器喷入炉内燃烧。在燃烧过程中,将燃烧产生的SO X 与石灰石进行脱硫反应,达到脱硫的目的。水煤浆脱硫反应过程如下: (1)水煤浆初期阶段产生的硫化钙反应 CaCO 3+S →CaS+CO+O 2; (2)随着水煤浆的燃烧,石灰石发生热分解, 硫发生氧化 CaCO 3→CaO +CO 2,S +O 2→SO 2;(3)脱硫反应 SO 2+CaO +O 2→CaSO 4; 生成的CaSO 4通过电除尘器、捞渣机排出炉外。 理论上认为,水煤浆燃烧脱硫率受火焰温度的影响很大。实验室试验,燃烧温度在1200～1250℃范围内脱硫率最大,可达50%。 1 水煤浆工艺系统 1.1 原料水煤浆的输送(水煤浆厂至3个电站) 水煤浆的长距离输送一般采用管道输送,这在俄罗斯、日本等一些国家的水煤浆应用中得到实践,效果良好。我站因管道一次性投资大,且目前水煤浆的燃用量较少,初步采用了汽车运输和火车运输相结合的运输方式。锅炉现燃用水煤浆为邢台浆、大同浆、京西浆(以产地命名)3种。1.1.1 汽车运输 汽车运输的水煤浆主要是京西浆和大同浆,工艺流程见图1。 由水煤浆厂集中加工的原料水煤浆通过汽车运至我站生产现场,利用卸浆站台的高度差,让水煤浆自流卸至汽车卸浆罐1,再由3台卸浆泵2加压送至贮浆罐(3或4),以备锅炉燃用。 图1 汽车运输水煤浆的流程图 1——汽车卸浆罐;2——卸浆泵;3——300m 3贮浆罐;4——3000m 3贮浆罐 1.1.2 火车运输 火车运输的水煤浆主要是邢台浆,工艺流程见图2。
水煤浆技术
水煤浆技术 水煤浆气化技术在中国的应用及其发展 1 Texaco水煤浆气化技术的引进与完善（1） 我国矿物能源以煤为主，到2010年，一次能源消费结构中煤占60％左右。大力发展洁煤技术，高效清洁地利用我国煤炭资源，对于促进能源与环境协调发展，满足国民经济快速稳定发展需要，具有极其重要的战略意义。 煤气化作为洁净煤技术的重要组成部分，具有龙头地位。它将廉价的煤炭转化成为清洁煤气，既可用于生产化工产品，如合成氨、甲醇、二甲醚等，还可用于煤的直接与间接液化、联合循环发电(IGCC)和以煤气化为基础的多联产等领域。 迄今为止，世界上已经商业化的IGCC大型电站，均采用气流床技术，最具有代表性的是以干煤粉为原料的Shell气化技术和以水煤浆为原料的Texaco气化技术。Shell气化技术即将被引进中国建于洞庭，显现其碳转化率高，冷煤气效率高的优势。相比之下，水煤浆气化技术在中国引进得早，实践时间长，研究开发工作也做得更深入。 经过十多年的实践探索，中国在水煤浆气化技术方面，积累了丰富的操作、运行、管理与制造经验，气化技术日趋成熟与完善。经过长期科技攻关，在水煤浆气化领域，形成完整的气化理论体系，研究开发出拥有自主知识产权，达到国际领先水平的水煤浆气化技术。 1 Texaco水煤浆气化技术的引进与完善 为了充分利用我国丰富的煤炭资源发展煤化工，自80年代至今，我国相继引进了4套Texaco 水煤浆气化装置，用于生产甲醇与合成氨。该技术具有气化炉结构简单、煤种适应较广、水煤浆进料易控制安全、单炉生产能力大等特点。引进装置情况表： 地点气化炉 (台) 处理煤量(吨/ 天)font> 气化压力 (Mpa) 产品投产时间技术来源 鲁南 2 350 ～3.0氨1987.7Texaco专利许可证、工艺软件包;原化工部第一设计院设计 吴泾 4 1500 4.0甲醇1995.5Texaco专利许可证、工艺软件包;原化工部第一设计院设计 渭河 3 1500 6.5氨1996.2Texaco专利许可证日本宇部承包 淮南 3 1500 4.0氨2000.7Texaco专利许可证日本宇部承包 针对引进装置运行中出现的各类问题，国内有关专家和技术人员在实践中积极探索，完成了多项技术改造。 1.1煤种试烧 西北化工研究院、原鲁南化肥厂分别建立了日处理24-35吨煤和15吨煤、8．5MPa的Texaco 水煤浆气化中试装置，并在中试装置上进行了多样煤种的试烧研究，为水煤浆气化技术在国内的成功应用打下了基础。