水煤浆高效洁净燃烧技术
水煤浆代油洁净燃烧技术应用
广东化工 2012年第16期· 90 · 第39卷总第240期水煤浆代油洁净燃烧技术应用张志强(胜利油田石油化工总厂，山东东营 257000)[摘要]水煤浆是一种新型洁净燃料，通过对燃油锅炉改水煤浆的实践表明，该技术成熟、可靠，采用水煤浆流化悬浮高效洁净锅炉实现了低温及循环燃烧,锅炉实际运行过程中，可在锅炉炉床石英砂底料中掺杂石灰石脱硫剂，在锅炉低温燃烧过程中实现直接脱硫，保护环境，同时减少了废气排放，降低了企业的燃料油消耗，有利于节约能源，降低企业运营成本，提高企业经济效益。
文章结合胜利石化总厂燃油锅炉改烧水煤浆工程，就改造工程的技术特点、经济效益等作了较详尽的论述。
[关键词]锅炉；水煤浆；燃烧；经济效益[中图分类号]TQ [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2012)16-0090-02Coal Water Slurry Technology Application as a Clean Fuel Substitute for Oil-fuelZhang Zhiqiang(Shengli Oilfield Petrochemical Plant, Dongying 257000, China)Abstract: Coal water slurry is a new clean fuel technology. The successful practice of changing the fuel fired boiler to coal water slurry fired boiler proves that it is a mature and reliable technology. The application of high efficient and clean boiler fired by fluidization suspension combustion technology of coal water slurry can realize low temperature and circulating combustion. The injection of limestone desulfurization agent into the hearth-bottom quartz sand in the operating process of the boiler can achieve direct desulfurization during low temperature combustion, so as to protect environment and reduce the discharge of waste gas. It will reduce the fuel oil consumption and save energy, thus decreasing the operating cost and enhancing economic benefit of enterprises. The paper will introduce the technical features and economic benefits of the reformation project from oil fired boiler to coal water slurry fired boiler in details based on the reformation experience of Shengli Oilfield Petrochemical Plant.Keywords: boiler；coal water slurry；combustion；economic benefit1 装置概述胜利石油化工总厂有两个动力站，一动力站有三台35 t/h中温中压燃油锅炉，配2台3 mW的背压式汽轮发电机组。
水煤浆燃烧技术1
国内外发展
国内水煤浆发展
1、我国在20世纪80年代中期对北京造纸一厂的 20t/h和60t/h燃油锅炉进行了改烧水煤浆的工业 示范。 2、 山东华能白杨河电厂拥有3台230t/h锅炉由燃油 改燃水煤浆 3、北京燕山石化公司动力厂第三热点站一台220t/h 高温高压锅炉全部燃烧水煤浆。经测试，燃烧效 率大于99%。
技术背景
煤炭是我国主要的化石资源和能源， 对我国国民经济的发展起着极其重要 的作用。但是煤炭的开发利用也给人 们带来许多负面的影响，比如说燃煤 污染，会产生大量烟尘，CO， CO2,SO2,氮氧化物，以及灰渣。近 年来一直在发展洁净燃煤技术，减少 污染物排放。
水煤浆概述
什么是水煤浆？
水煤浆
水煤浆概述
水煤浆燃烧技术 对比煤粉炉内煤粉的燃烧，水煤浆燃烧的特点： 3、水煤浆燃烧同其他燃煤过程一样，也会产生飞 灰颗粒物、SO2、NOX等大气污染物。但由于水 煤浆中的煤粒在制备过程中经过了洗选，以及水 煤浆燃烧温度低等原因，使得水煤浆燃烧的污染 情况要好于普通煤粉燃烧。
4、即使在较低的火焰温度下，水煤浆的燃烧速度 也要比煤粉高，其燃烧效率与煤粉燃烧相当，对 于大型水煤浆锅炉可以稳定达到99%以上。
中国水煤浆生产现况
总结
总结
水煤浆十分适宜中国的国情，它是 比较理想的洁净燃料，发展水煤浆燃 烧技术，推广水煤浆应用是大势所趋， 势在必行，前景广阔。
谢谢大家！
水煤浆燃烧技术水煤浆的燃烧过程一般先通过雾化器将水煤浆雾化成细小的浆滴一个浆滴通常包括若干细小的煤粉颗粒进入炉膛后浆滴受热蒸发将煤粉颗粒暴露在炉膛内然后发生与煤粉炉内煤粒类似的燃烧过程直到燃尽
水煤浆燃烧技术
——徐芳芳
内Hale Waihona Puke 概要技术背景 水煤浆概述 水煤浆燃烧技术 国内外发展 总结
水煤浆技术简介
《水煤浆技术简介》水煤浆是一种国家大力推广的新型清洁煤基燃料，是燃料家族的新成员。
水煤浆以煤炭（60~68 % ）为主料，以水（40~32%）为辅料，经过专用设备和工艺的研磨、细化，充分均匀混和，在化学添加剂（0.2~1 % ）的作用下可以均匀、稳定的流动。
水煤浆的特点：与传统的固体燃料煤和燃油相比较，水煤浆具有许多优异的特点，直接带来社会环保效益和企业经济效益。
浓度高、流变性好、长期储存不沉淀。
因此它能类似燃油一样地泵送传输、雾化燃烧，完全能够代替燃油。
在工业锅炉、工业窑炉、电站锅炉上燃烧，而综合经济成本比燃油则大大降低。
燃尽率由固体煤燃烧的70～80 ％提高到98％以上。
炉渣中的含炭量则由烧煤的13.7％降到水煤浆的2％左右，从而直接体现出环保、节能的特点。
水煤浆与燃油类似，用储罐运输及储存，减少了固体煤炭运输过程的污染和储存的占地面积。
但因其物理化学成份特点，几乎没有储存和运行中的任何危险性。
由于燃尽率达98 ％以上，灰渣排放量明显减少，与燃煤锅炉比较，既减少了锅炉房的总占地面积，又改善了周边环境。
由于是类似油炉的系统内液体自动化燃烧，与传统燃煤锅炉对比，大大改善了工作环境和条件。
特别的水煤浆燃烧技术，也基本上杜绝了锅炉房常有的油烟气味或煤烟气味。
水煤浆是一种由65％左右的煤粉，35％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。
水煤浆的问世，源于20世纪70年代的世界石油能源危机。
当时全世界在石油能源危机的经济大衰退之后，清醒地认识到石油天然气作为清洁能源，并不是取之不尽用之不竭的，丰富的煤炭依然是长期可靠的主要能源。
水煤浆燃烧技术简介
水煤浆燃烧技术一、水煤浆概述水煤浆是一种煤基的液体燃料，一般是指由60－70%的煤粉、40－30%的水和少量的化学添加剂组成的混合物。
它是20世纪70年代世界范围内出现石油危机的时候，人们在寻找以煤代油的过程中发展起来的石油替代技术。
水煤浆既保持了煤炭原有的物理化学特性，又具有和石油类似的流动性和稳定性，而且工艺过程简单，投资少，燃烧产物污染较小，具有很强的实用性和商业推广价值。
水煤浆的用途十分广泛，它可以像油一样的管运、储存、泵送、雾化和稳定着火燃烧，其热值相当于燃料油的一半，因而可直接替代燃煤、燃油最为工业锅炉或电站的直接燃料；水煤浆还是理想的气化原料，产生的煤气化可以用于煤化工或用于联合循环发电；对于特制的精细水煤浆，还可以作为燃气轮机的燃料使用；可见，水煤浆技术是洁净煤技术的一个重要组成部分，发展水煤浆技术具有十分重要的意义。
（1）替代石油，合理利用我国能源资源由于水煤浆具有同石油一样的流动和雾化特性，因此，以水煤浆替代石油可以利用原有设备，改动工作量很小，投资小。
（2）解决煤炭运输问题我国煤炭资源丰富，但地区分布极不平均，北煤南运和西煤东运的局面将长期存在。
靠铁路运输既增加了铁路的负担，又对沿途环境造成了污染。
发展水煤浆进行管道运输将在很大程度上缓解能源运输的压力和污染问题。
（3）降低煤利用过程中的污染制备水煤浆的原料煤是经过洗选的，含灰量和含硫量都大为降低，燃烧后产生的飞灰和SO2都比一般的燃煤锅炉低。
同时由于水煤浆中的水分在燃烧时具有还原作用，理论燃烧温度也比相同煤质的煤粉燃烧低200℃左右，因此可以在一定程度上降低NOX的排放量。
二、水煤浆的特性水煤浆作为一种替代燃料，除了具有原有煤的特性，如发热量、灰熔性、各组分含量外，还具有一些特殊的性质要求。
（1）水煤浆的浓度水煤浆的浓度是指固体煤的质量浓度，它直接影响到水煤浆的着火性能和热值。
浓度越大，含水量越少，就越容易点燃且发热量高。
应用水煤浆洁净燃烧技术控制燃煤
我国水煤浆专家研究分析了３ 种不同制浆工艺 过程的优缺点后 ， 认为以下制浆原则较为有利。 （ １ ） 选用高浓度磨矿工艺过程； （ ２ ） 添加剂分段 加人， 以提高制浆效果 ， 降低添加剂用量； （ ３ ） 对水煤 浆进行高剪切处理， 提高水煤浆的屈服应力， 增强触 变性， 加速熟化， 改善稳定性； （ ４ ） 减小磨矿产品平均
１ ． ３ 水煤浆的管道输送和贮存 （ １ ） 输送管道内的水煤浆应连续运行， 不可长时 间存放； 系统开启过程应缓慢， 开始以小流量， 再逐 渐增大流量至稳定输送值； 输送泵的额定压力应为
稳定计算值的 ３ 倍左右； 应对泵前贮罐内水煤浆适 当搅拌， 以减少泵的磨损及管道输送阻力； 水煤浆管 道应采用热水伴热或电伴热； 长距离输送时应采用
低位发热量 ／ ｋ Ｊ － ｋ ｇ － ＇
挥发分／ ％ 灰分／ ％ 硫分／ ％
指标｝ 项 目
３ ２ ５ １ ０ ４ ３ ３ ０ 落１ ０ 落１
指标
５ ０￣ １ ０ ０
可磨指数 灰熔点／ ℃
动力型李１ ３ ０ ０ 气化型〕１ １ ８ ０
粒度（ ４ ０ ｕ ｍ左右） ， 提高水煤浆的稳定性。
１ ． ２ ． ３ 制备水煤浆的主要设备 制备水煤浆的主要设备有破碎机、 水煤浆专用 球磨机、 搅拌器和调浆桶、 强化泵和机泵、 贮浆罐及 供应设备。其中强化泵为对水煤浆进行高剪切处理 的设备， 而机泵是在制备过程中用来输送水煤浆的。
项目
多年来的实践表明， 应用传统的大气污染控制 技术， 燃煤工业锅炉大气污染很难控制， 其可持续发 展受到质疑。２ ０ 世纪 ７ ０年代初， 西方发达国家研 究开发的水煤浆技术， 即以煤炭为基础， 将其加工成 水煤浆再用作锅炉燃料， 达到工业锅炉洁净燃烧的 要求， 大气环境污染问题得到控制， 同时可获得良好 的经济效益和环境效益。 大力研究开发水煤浆技术 ， 积极推广其在工业 锅炉上的应用 ， 对控制我 国大气环境污染 ， 节约能
水煤浆技术介绍
水煤浆技术介绍核心提示：水煤浆技术是煤炭清洁高效利用的关键技术之一。
关键词：水煤浆一、水煤浆技术介绍(一)推广水煤浆技术的现实意义习近平总书记在今年6月中央财经领导小组第六次会议上强调，推动能源供给革命，大力推进煤炭清洁高效利用。
国务院《2014-2015年节能减排低碳发展行动方案》提出严控煤炭消费总量，降低煤炭消费比重，加快推进煤炭清洁高效利用，在大气污染防治重点区域地级以上城市大力推广使用型煤、清洁优质煤及清洁能源，限制销售灰分高于16%、硫分高于1%的散煤。
水煤浆技术是煤炭清洁高效利用的关键技术之一。
重庆市是以煤为主要能源的城市，煤炭消费占总能耗的65%以上，其中4t/h及以上工业和中小电(热电)站燃煤锅炉耗煤量占全市煤炭消费总量的16.2%，年总耗煤量约940万吨标煤，年排放烟尘约1.4万吨、二氧化硫约2.6万吨、氮氧化物约3.8万吨，是我市煤炭消耗产生的主要大气污染源之一。
利用水煤浆技术在我市实施燃煤锅炉的高效洁净燃烧技术改造并辅以相匹配的烟气治理设施，可实现年节约标煤约84.4万吨，减排二氧化硫219.4万吨，减排烟尘约7521吨，减排二氧化硫、氮氧化物的排放总量分别为17156吨和16810吨，分别占“十二五”减排目标总量的43.8%、41.3%。
水煤浆锅炉运行成本略高于燃煤、是燃油的40%、是燃气的60%和电锅炉的27%。
重庆市能源生产和供应及消费情况表明：煤炭在我国及我市国民经济中是既排拆又依赖的基础能源，煤炭使用将长期占据主体地位。
因此，实现煤炭的清洁高效利用是满足我市当前节能减排形势和实现空气质量防治目标的迫切需求，对于促进我市能源与环境协调发展，满足我市经济快速稳定发展需要，具有重要的战略意义。
(二)国家推广水煤浆技术的相关政策国务院《节能减排“十二五”规划》第三部分第(二)条推动能效水平提高中提出，发展煤炭地下气化、脱硫、水煤浆、型煤等洁净煤技术。
国家发改委《产业结构调整指导目录(2011)》(修正)将型煤及水煤浆技术开发与应用列入煤炭行业鼓励类目录。
水煤浆燃烧技术
１ 水煤 浆 的雾化
１１ 水煤 浆 的雾 化 要求 ． 水煤浆雾化质量 的好坏主要取于雾化喷嘴
的质量。由于水煤浆本身的特殊性 ， 因而对于喷 嘴的雾化提出如下几方面的质量要求。 １ １ １ 具 有 良好 的雾 化 特 性 ，能 够 稳 定 着 ．． 火 ，并 有较 好 的燃烧 特性 和较 高 的燃 烧 效率
运行
定贮 存条 件下 不 沉淀 、易雾 化 、燃烧 效率 高 的燃 烧性 能 及 减 少 大气 污染 物 排 放 的 特 点 ，
可 替代 油 、气用作 工 业锅 炉 、电站锅 炉 、工
由于水煤 浆是 固液两 相流体 ，在 制备 过
程 中不可 避免地 会有 一些 粗粒子 混入 ，而 且 在运输 过 程 中也 会 有 一 些 杂 质 掉 进 水 煤 浆
粒所 占的 比重 大 ，着 火就 容易 ，但是 粒径 分
布很 广时将 影 响颗粒 的燃 尽程 度 。
１２ Ｙ型雾 化喷 嘴 ．
根 据 以上要 求 ，在集 合 国内外各 种水煤
浆 喷 嘴的优 点 的基 础 上 ，我们设 计 了一种单 孔 Ｙ型雾 化喷 嘴 ，如 图 １ 示 。 所
颗粒 粒径 分 布 影 响雾 炬 的 着 火 和燃 烧 。 在 相 同平均直 径 下 ，粒 径分 布广 ，说 明细颗
烧特 性 。
浆 ，一部 分煤 浆在 气流 的 冲击 下形 成雾 滴直 接 喷人炉 膛 燃 烧 ；另一 部 分 煤 浆 被 气 流 冲
向壁 面 ，形成 一 流动 的薄膜在 气 流高速 作用 下 产生 表面 波 ，形 成初 次雾 化 ，煤浆亦 被加 速 ，使 煤浆膜 变 薄 ，之后 混合 液经 过喉 口得 以再 次混合 、加速 ，离 开喷 嘴后 ，失去 了煤
水煤浆技术
水煤浆技术水煤浆技术是一种将煤转化为可燃气体的技术。
这种技术将煤粉和水混合，形成一种叫做水煤浆的混合物。
水煤浆技术有很多优点，比如燃烧效率高、燃烧过程中的排放物少、煤的利用率高等等。
在这篇文章中，我们将会探讨水煤浆技术的原理、应用、前景以及可能存在的问题。
一、水煤浆技术的原理水煤浆技术的原理很简单。
首先，需要将煤破碎成粉末。
然后，将煤粉和水混合，形成一种叫做水煤浆的混合物。
这种混合物可以被输送到燃烧设备中，并被燃烧成可燃气体。
在燃烧过程中，水煤浆中的水会蒸发，释放出热量，同时煤粉也会被燃烧，释放出更多的热量。
最终，水煤浆会被完全燃烧，产生出可燃气体。
二、水煤浆技术的应用水煤浆技术可以被广泛应用于各种燃烧设备中，比如锅炉、炉子、发电机等等。
这种技术可以用于煤的直接燃烧，也可以用于煤的气化。
水煤浆技术可以被应用于各种规模的燃烧设备中，从小型炉子到大型发电站都可以使用这种技术。
水煤浆技术的应用可以带来很多优点。
首先，水煤浆可以被方便地输送到燃烧设备中，这样可以避免煤粉在输送过程中的飞扬和损失。
其次，水煤浆的燃烧效率高，可以将煤的利用率提高到90%以上。
最后，水煤浆的燃烧过程中排放的污染物更少，对环境的影响也更小。
三、水煤浆技术的前景水煤浆技术在未来的能源产业中将会扮演重要的角色。
随着能源需求的增加，煤仍然是世界上最主要的能源之一。
但是，传统的煤燃烧技术存在着很多问题，比如燃烧效率低、排放污染物多等等。
水煤浆技术可以解决这些问题，提高煤的利用率，同时减少对环境的影响。
水煤浆技术的发展还面临着一些挑战。
比如，水煤浆的生产成本较高，需要大量的能源和水资源。
同时，水煤浆的燃烧过程中还会产生一些副产品，需要进行处理和处置。
这些问题需要被解决才能进一步推广水煤浆技术的应用。
四、水煤浆技术的可能存在的问题水煤浆技术的应用还存在着一些问题。
首先，水煤浆的生产成本较高，需要大量的能源和水资源。
其次，水煤浆的燃烧过程中会产生一些副产品，比如灰渣和废气等等。
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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。