水煤浆燃烧技术
水煤浆技术背景及应用介绍
水煤浆技术背景及应用介绍1.水煤浆概述水煤浆(CWM-Coal Water Mixture)代油燃烧技术,是20世纪70年代石油危机期间由煤炭洗选加工、管道输送普通浓度水煤浆和油煤浆加工技术的基础上发展起来的一项煤炭加工新技术。
水煤浆是由62-70%的煤粉、30-38%的水和少量添加剂混合的非均相液固悬浮液体，属于典型的非牛顿流体。
它是一种液态燃料，进入炉膛的燃烧方式和燃料油相似，即通过喷嘴将其雾化成液滴，液滴在高温烟气中蒸发水分，然后像煤粉燃烧那样，析出挥发分、燃烧和燃烬。
当用水煤浆作为燃料时，具有许多的优点，例如它具有很好的流动性、低污染、可以提高煤炭利用率等。
2.水煤浆的性质水煤浆和一般的煤泥水不同，它是一种燃料，必须具备下述性质：（1）为利于燃烧，水煤浆的含煤浓度要高，通常煤的质量分数为62-70%，水份为30-38%，体积质量为1.18-1.24 g/ml；（2）为便于泵送和雾化，粘度要低，通常要求在100s-1剪切率及常温下，表观粘度不高于1000-1200mPa.s，流速在40-80m/s；（3）为防止在贮运过程中产生沉淀，应有良好的稳定性，一般要求能静置存放30d不产生不可恢复的硬沉淀；（4）为提高煤炭的燃烧效率，其中煤粒应达到一定的韧度，一般要求粒度上限为300μm，其中小于μm（200网目）的质量不少于75%。
使水煤浆能满足其中单项性能并不难，但要同时满足各项要求有许多困难，因为有些性能间是相互制约的，例如，要使水煤浆中含煤浓度高，就不能多用水；水少了，又会引起粘度高，流动性差；要流动性好，粘度就应低，但粘度低又会使稳定性变差。
所以它的制备技术难度大，涉及煤化学、颗粒学、胶体学、有机化学及流变学等学科技术。
3.水煤浆制备及技术难点制浆方法有干法和湿法两种，目前主要用湿法。
湿法制浆工艺从原料上分为末精煤和浮选精煤制浆工艺两种；从制浆浓度上为高浓度湿法制浆、中浓度湿法制浆以及高中浓度两磨机级配制浆。
670t／h水煤浆锅炉低NOx燃烧技术应用
发 电 设 备 （０ ８Ｎ ． ） ２ ０ ｏ ２
经验 交滚
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２经 验交 流 ：
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６ ０ｔｈ水 煤 浆 锅 炉 低 ＮＯｘ燃 烧 技 术 应 用 ７ ／
严 心 浩
（ 州粤 能 电力科技 开发 有 限公 司 ， 东 广州 ５ ０ ０ ） 广 广 １６ ０ 水 煤浆作 为 一 种 新 型煤 基 洁 净 燃料 ， 我 国 在 的应用领 域 越来越 广泛 。南 海发 电一 厂有 限公 司 的 ＷＧ ６ ０ １ ． －５型水煤 浆锅 炉在 降低 Ｎ 排 Ｚ７ ／３７１ Ｏ 放 方面 作 出了有益 的探 索 。 的 ８ ％ 左右 ） 燃 料 在 主 燃 区 和再 燃 区 的燃 烧 条 ０ ， 件处 于缺 氧状 态 ， 燃尽 区才完 全燃烧 。 在
１ 影 响 Ｎｏ 浓 度 的 因 素
现有 的研 究 表 明 ， 粉燃 烧 后 生成 的 Ｎ ，只 煤 Ｏ
占 ５ ～１％ ， Ｎ ％ ０ 而 Ｏ则 高达 ９ ％ 以上 。Ｎ ０ Ｏ生成 的机理分 为快 速 型 、 力 型 和燃 料 型 。燃 烧 中形 热 成 Ｎ 的浓度 与 以下 几 个因素 相关 ： Ｏ
注 ： 况 Ｃ并 不 是 最 理 想 工 况 。 工
注： Ａ一 均 等 配 风 ； 一 ２ ％ 再 燃 量 ； 一 １ ． ％ 再 燃 量 。 Ｂ ５ Ｃ ５８
表 ３ 各 试 验 工 况 热 效 率 变 化
测 得 的 结 果 ，Ｎ 排 放 量 基 本 符 合 Ｏ
要求 ， 锅炉热 效 率也 没有 大 的变化 ， 对锅 炉 的结渣
等 。但是 这些 再 燃 燃 料都 有 一 个 不 利 因 素 ， 因 事 为 自身 的特点 ， 即具 有较 好 的再燃 脱 硝作用 ， 因此
风化煤水煤浆技术在燃烧领域的应用研究
风化煤水煤浆技术在燃烧领域的应用研究燃烧是常见的能源利用方式，广泛应用于各行各业。
然而，传统的煤炭燃烧过程中存在诸多问题，如高排放、低燃烧效率等。
为了解决这些问题，研究人员通过对煤炭进行风化处理，并将其制成煤水煤浆，以增加燃烧效率、减少排放，进一步推动了绿色环保型能源利用的发展。
风化煤是一种经过特殊处理的煤炭，在煤的微观结构上发生了变化，具有更好的可燃性和稳定性。
通过将风化煤与水混合而成的煤水煤浆，可以更好地适应不同的燃烧方式，提高燃烧效率和热功率输出。
这种技术在燃烧领域的应用涉及到燃烧设备的改进和燃烧工艺的优化。
首先，风化煤水煤浆技术可以提高煤炭的可燃性。
风化处理能够改变煤炭的结构，分解和析出一部分天然煤中的挥发分子，从而提高煤炭可燃性。
与此同时，煤水煤浆中水的加入不仅可以降低煤灰的粘度，减少结焦和结渣的倾向，还可以提供蒸汽，帮助促进煤粉颗粒的燃烧。
这些改进使得煤水煤浆在燃烧过程中能够更充分地释放热能，提高燃烧效率。
其次，风化煤水煤浆技术可以减少燃烧过程中的污染物排放。
燃烧是主要的大气污染源之一，而煤炭的燃烧排放尤为突出。
通过使用风化煤水煤浆，污染物的排放可以得到一定程度的降低。
一方面，由于风化煤的可燃性提高，燃烧过程中产生的一氧化碳和挥发性有机物等有害物质的生成量相对较少；另一方面，煤水煤浆燃烧时产生的颗粒物较细小，容易被捕集、分离和处理，进一步减少了颗粒物污染物的排放。
因此，煤水煤浆在燃烧过程中减少了对环境的不良影响，更加符合环保要求。
此外，风化煤水煤浆技术还可以实现燃烧过程的更好控制和稳定性。
在燃烧过程中，煤水煤浆可以通过调整水的加入量来控制煤粉的粒度和浓度，并根据燃烧设备的要求进行适当调整，以实现燃烧性能的最佳化。
与传统燃烧方式相比，煤水煤浆的调整范围更宽，可以适应不同规模和类型的燃烧设备。
这种优点使得风化煤水煤浆可以在工业和商业领域广泛应用，例如电厂锅炉燃烧系统、工业热处理炉和煤水煤浆气化等。
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。
新能源材料技术：水煤浆工业炉窑燃烧与应用成套技术
便于 实现燃烧 过程 和生产 工况 的 自动调节 、优化 控 制和 计
算 机 智 能 管 理 ， 从 而 不 仅 有 利 于 工 人 劳 动 条 件 的 改 善 和 劳 动 强 度 的 旧 的 降低 ，而 且 有 利 于 生产 工 况 的稳 定 和 产 品质 量 的 提 高 ；
储 存及使用安全 ，无 自燃 着火与爆炸之虞 。
与 其 他 煤 基 燃 料 （ 煤 、块 煤 ）相 比， 水 煤 浆 具 有 如 下优 越 性 ： 粉 易 于 运 输 、储 存 ，特 别 是 在 我 国 目前 铁 路 运 力 严 重 不 足 情 况 下 ， 如 果 结 合 管 道 输 煤 而 广 泛 应 用 水 煤 浆 ，将 非 常 有 利 于 缓 解
铁路 交通紧张的局面 ：
夺 由于 采用 雾化 燃烧 方式 ，燃 烧 强度 明显 高 于煤 的层 状燃 烧 ； 夺 在 燃 料 投 入 量 和 燃 烧 工 况 的 调 节 、控 制 方 面 ， 明 显 比 粉 煤
来得 容易，而且准确可靠 ；
夺 使用安全性好 ； 对 大气环境的污染较轻 ； 投 资 和 运 行 成 本 低 于 煤 的气 化 和 液 化 。
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二、 新能源材料技术
１ ． 水煤 浆工 业炉 窑燃 烧 与应 用成 套 技术
水 煤 浆 是 一 种 采 用 物 理 方 法 制 各 而 成 的 全 煤 基 、 流 体 化 的 洁 净 煤 燃 料 。所 以采 用 本 项 目的 主 要 目 的 在 于 ：代 油 应 用 以 提 高 经
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新材料技术转
新能源材料技术
成果水平 ： 本项 目系 六五和 七 五期 间的 国家重 点科技 攻关研 究项 目，总
水煤浆锅炉工艺技术
水煤浆锅炉工艺技术水煤浆锅炉工艺技术是一种将煤炭转化成水煤浆，再以水煤浆作为燃料进行燃烧的先进锅炉技术。
该技术可以有效利用煤炭资源，减少环境污染，提高燃烧效率。
下面我将为大家介绍水煤浆锅炉工艺技术。
水煤浆是将煤炭粉碎成细小的煤粉，然后与水以特定比例混合而成。
水煤浆锅炉的基本原理是将水煤浆先通过煤粉喷射系统喷入锅炉内，然后与空气进行充分混合，并经过点火燃烧后，释放出的热量用于产生蒸汽或热水。
水煤浆锅炉的主要组成部分包括锅炉本体、燃烧系统、送煤系统、循环水系统等。
水煤浆锅炉的燃烧系统采用了先进的喷射燃烧技术。
煤粉经过喷射器喷入锅炉内，与空气混合后形成高速喷射流。
通过喷射流的扰动效应，使煤粉均匀分布在锅炉炉膛内，从而实现了高效的燃烧。
燃烧系统还配备了先进的燃烧控制系统，可以实现煤粉的精确控制和燃烧过程的自动化控制。
水煤浆锅炉的送煤系统是实现煤粉输送和喷射的关键部分。
一般采用离心喷射式送煤系统，通过离心力将煤浆从储煤罐中抽出，经过管道输送到锅炉喷射系统。
该系统具有输送稳定、煤粉均匀、能耗低等优点。
水煤浆锅炉的循环水系统是保证锅炉安全运行的重要部分。
循环水系统通过水泵将水煤浆锅炉产生的蒸汽或热水循环供应到所需的热源或热负荷，同时将冷却后的水返回锅炉进行再次加热。
循环水系统一般由水泵、水箱、冷却器等组成，具有稳定可靠、能耗低等特点。
与传统的燃煤锅炉相比，水煤浆锅炉具有以下优势。
首先，水煤浆锅炉可以有效利用煤炭资源，因为水煤浆生产工艺可以利用更多的低质煤炭。
其次，水煤浆锅炉的燃烧过程较为充分，燃烧效率高，可以减少煤炭的燃烧损失。
再次，水煤浆锅炉的燃烧全程处于氧供应充分的状态下，燃烧中产生的氮氧化物和二氧化硫等有害气体排放量较低，对环境污染较小。
总的来说，水煤浆锅炉工艺技术是一种具有较高效率和环保性的燃煤锅炉技术。
它可以通过煤炭粉磨、煤炭输送、煤炭燃烧等环节的优化，实现煤炭资源的高效利用和燃烧过程的净化，对于能源的可持续利用和环境保护具有重要意义。
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
水煤浆燃烧技
水煤浆燃烧技术水煤浆是一种煤基流态燃料，通过雾化后可高效燃烧。
在组织水煤浆燃烧时，喷嘴的雾化技术和燃烧器的配风技术是保证水煤浆着火和稳定燃烧的两项关键技术。
1.喷嘴雾化技术：良好的喷嘴雾化可以减少水煤浆液滴的细度，从而缩短水煤浆的着火距离，为水煤浆着火、燃烧提供了一个良好的基础。
由于水煤浆的特殊性质，水煤浆喷嘴必须具备良好的雾化特性，能稳定着火，并有较好的燃烧特性和较高的燃烧效率；具有良好的防堵性能，能长期连续运行；具有较长的使用寿命；具有较低的气耗率；合适的雾化角和射程；负荷调节性能好，在一定的负荷变化范围内，喷嘴仍然维持较好的雾化性能。
2.水煤浆燃烧器：水煤浆燃烧器又称为配风器，是水煤浆燃烧的又一个关键设备。
水煤浆着火热的主要来源是依靠高温烟气的回流，这就需要对燃烧配风的进行合理的组织，以使煤浆雾炬得到有效地加热，能够及时着火。
同时，合理的配风是加强燃烧室内湍动，提高水煤浆燃烧速度和燃烬度的关键。
合理的配风还将影响到污染物的排放，分段送风可控制NOx的生成和排放。
另外，一二次风混合适时适量，可保证燃烧的稳定性和经济性。
总之，炉膛中的燃烧工况主要是通过燃烧器的结构及其布置来决定的。
燃烧器按其空气动力学特性可分为旋流式和直流式。
旋流型燃烧器是利用旋转气流产生合适的回流区，用回流的高温烟气来加热燃料，保证其稳定地着火和燃烧。
水煤浆锅炉1、水煤浆锅炉基本原理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。
2、水煤浆环保锅炉的特点①、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；②、高效环保特点：水煤浆锅炉可以迅速达到900℃〜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）。
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技术背景 水煤浆概述 水煤浆燃烧技术 国内外发展 总结
技术背景
“缺油少气富煤”
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
图 水煤浆雾炬形燃烧
水煤浆燃烧技术
雾化喷嘴是水煤浆燃烧的关键。
国内雾化喷嘴主要有三种形式 1、旋流内混型 2、Y型 3、冲击式多级雾化型
国内外发展
水煤浆应用现状
国际上70年代开发水煤浆，我国82 年开发水煤浆，目前我国水煤浆厂数 量和使用用户数量是世界上最多的， 水煤浆已进入商业化推广应用阶段。
国内外发展
国外水煤浆发展
1、1961年美国在旋风炉上试烧了70%浓度的水 煤浆。 2、1965~1970年美国原西德在一台90t/h锅炉上 进行了60% 浓度水煤浆燃烧试验。 3、1962年起前苏联对水煤浆的湿磨和燃烧进行 了理论和实践的研究。其结果都获得了满意的稳 定燃烧。 4、1995年8月日本在对其勿来电厂4号75MW机 组的锅炉上进行了全烧水煤浆试验。
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。
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。
水煤浆概述
什么是水煤浆？
水煤浆
水煤浆概述
水煤浆是由大约65%的煤、34%的 水和1%的添加剂通过物理加工得到 的一种低污染、高效率、可管道输送 的代油煤基流体燃料。 分为造气用水煤浆和替代重油水煤 浆两种。
水煤浆燃烧技术
水煤浆的燃烧 燃烧过程为水分蒸发，挥发分析出， 焦炭燃烧三个阶段。
水煤浆的燃烧
水煤浆燃烧技术
旋流型喷嘴结
对比煤粉炉内煤粉的燃烧，水煤浆燃烧的特点： 1、由于水煤浆中含有30%－35%的水分，水煤 浆着火前需要多余的热量蒸发水分。使得其火焰 温度平均比煤粉火焰低100－200℃。 2、虽然水分蒸发会浪费部分热值（3－4%）,但 从其后的挥发分析出容纳少及焦炭燃烧来看，水 煤浆的燃烧特性要优于普通煤粉燃烧。
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%。