水煤漿鍋爐（Coal 液態(tài)水 slurry boiler）是指使用水煤漿為燃料的鍋爐。水煤漿是一種由70%左右的煤粉，30%左右的水和少量藥劑混合制備而成的液體，可以象油一樣泵送、霧化、儲運(yùn)，并可直接用于各種鍋爐、窯爐的燃燒。它改變了煤的傳統(tǒng)燃燒方式，顯示出了巨大的環(huán)保節(jié)能優(yōu)勢。尤其是近幾年來，采用廢物資源化的技術(shù)路線后，研制成功的環(huán)保水煤漿，可以在不增加費(fèi)用的前提下，大大提高了水煤漿的環(huán)保效益。在我國豐富煤炭資料的保障下，水煤漿也已成為替代油、氣等能源的最基礎(chǔ)、最經(jīng)濟(jì)的潔凈能源之一。
概述
水煤漿鍋爐是指以水煤漿為燃料的鍋爐，分為懸浮霧化水煤漿鍋爐和流化床水煤漿鍋爐。其中懸浮霧化水煤漿鍋爐，義可分為導(dǎo)熱油爐、蒸汽鍋爐和熱水鍋爐。流化床水煤漿鍋爐則屬于大型鍋爐，一般印染企業(yè)不采用。懸浮霧化水煤漿鍋爐主要是采用霧化燃燒方式，產(chǎn)生的蒸發(fā)量較少（通常小于10t/h），較適合于印染企業(yè)。懸浮霧化水煤漿鍋爐集中了燃油和燃煤兩者的優(yōu)勢，以液態(tài)輸送，霧化燃燒。燃燒效率可達(dá)98%~ 99%，熱效率高達(dá)82%以上。具有運(yùn)行成本低和節(jié)能環(huán)保的顯著特點(diǎn)。
燃燒方式
水煤漿鍋爐是以水煤漿作為燃料。供漿泵將水煤漿送入燃燒器，經(jīng)壓縮空氣或蒸汽霧化后，在爐膛內(nèi)進(jìn)行穩(wěn)定燃燒。燃燒后產(chǎn)生的高溫炯?xì)饨?jīng)鍋爐管束、省煤器等，對被加熱介質(zhì)進(jìn)行熱交換，然后經(jīng)鍋爐尾部除塵器凈化達(dá)到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)后，再經(jīng)引風(fēng)機(jī)送入煙囪排人大氣。其燃燒方式有以下兩種。
(1)霧化懸浮燃燒。燃燒器將水煤漿與空氣以射流方式噴入爐膛，與熾熱煙氣產(chǎn)生強(qiáng)烈混合，并使水分迅速蒸發(fā)．在這種條件下，水煤漿氣流受到爐膛四壁及高溫火焰的輻射，迅速加熱懸浮在氣流中的煤顆粒，直到獲得足夠的熱量并達(dá)到了一定的溫度即開始著火燃燒。鍋爐的運(yùn)行負(fù)荷取決于燃料的性質(zhì)和運(yùn)行工況，即鍋爐負(fù)荷低時(shí)，爐膛的平均煙溫降低，燃燒器區(qū)域的煙溫也隨之而降低。霧化燃燒式水煤漿鍋爐的最低運(yùn)行負(fù)荷在50%左右。
(2)流化懸浮燃燒。該燃燒方式是將滴狀水煤漿送入燃燒室下部的熾熱流化床（南石英砂和石灰石構(gòu)成床料，溫度為850~ 950℃）中對其加熱，水煤漿受熱后迅速完成水分析出，并著火燃燒進(jìn)行焦炭燃燒過程。，處于流化狀態(tài)下的顆粒狀水煤漿團(tuán)，可進(jìn)一步解體為細(xì)顆粒，然后被熱煙氣帶出密相區(qū)進(jìn)入懸浮室繼續(xù)燃燒。為了減少水煤漿損失，提高燃燒效率，在燃燒室出口設(shè)有分離回輸裝置，被熱煙氣帶出的較大水煤漿顆粒團(tuán)被分離器分離、捕捉，通過分離器下部設(shè)置的回輸通道返回燃燒室下部密相區(qū)，使水煤漿顆粒團(tuán)得到循環(huán)燃燒。由石英砂和石灰石構(gòu)成的媒體物料中，石灰石在高溫下煅燒可生成Ca0，而此時(shí)的燃燒溫度正好是Ca0與SO反應(yīng)生成CaSO的最佳溫度，因而減少了SO的排放。
使用常識
鍋爐是具有高溫、高壓的熱能設(shè)備，是特種設(shè)備之一，在機(jī)關(guān)、事業(yè)企業(yè)及各行各業(yè)廣泛 使用，是危險(xiǎn)而又特殊的設(shè)備。一旦發(fā)生事故，涉及公共安全，將會給國家和人民生命財(cái)產(chǎn)造成巨大損失。為了公共安全、人民生命和財(cái)產(chǎn)安全，依據(jù)國務(wù)院《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》，使用鍋爐應(yīng)注意以下全事項(xiàng)：
1、鍋爐出廠時(shí)應(yīng)當(dāng)附有“安全技術(shù)規(guī)范要求的設(shè)計(jì)文件、產(chǎn)品質(zhì)量合格證明、安全及使用維修說明、監(jiān)督檢驗(yàn)證明（安全性能監(jiān)督檢驗(yàn)證書）”。
2、鍋爐的安裝、維修、改造。從事鍋爐的安裝、維修、改造的單位應(yīng)當(dāng)取得省級質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局頒發(fā)的特種設(shè)備安裝維修資格證書，方可從事鍋爐的安裝、維修、改造。施工單位在施工前將擬進(jìn)行安裝、維修、改造情況書面告知直轄市或者轄區(qū)的特種設(shè)備安全監(jiān)督管理部門，并將開工告知送當(dāng)?shù)乜h級質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局備案，告知后即可施工。
3、鍋爐安裝、維修、改造的驗(yàn)收。施工完畢后施工單位要向州質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局特種設(shè)備檢驗(yàn)所申報(bào)鍋爐的水壓試驗(yàn)和安裝監(jiān)檢。合格后由州質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局、州特種設(shè)備檢驗(yàn)所、縣質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局參與整體驗(yàn)收。
4、鍋爐的注冊登記。鍋爐驗(yàn)收后，使用單位必須按照《特種設(shè)備注冊登記與使用管理規(guī)則》的規(guī)定，填寫《鍋爐（普查）注冊登記表》，到州質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局注冊，并申領(lǐng)《特種設(shè)備安全使用登記證》。
5、鍋爐的運(yùn)行。鍋爐運(yùn)行必須由經(jīng)培訓(xùn)合格，取得《特種設(shè)備作業(yè)人員證》的持證人員操作，使用中必須嚴(yán)格遵守操作規(guī)程和八項(xiàng)制度、六項(xiàng)記錄。
6、鍋爐的檢驗(yàn)。鍋爐每年進(jìn)行一次定期檢驗(yàn)，未經(jīng)安全定期檢驗(yàn)的鍋爐不得使用。鍋爐的安全附件安全閥每年定期檢驗(yàn)一次，壓力表每半年檢定一次，未經(jīng)定期檢驗(yàn)的安全附件不得使用。
7、嚴(yán)禁將常壓鍋爐安裝為承壓鍋爐使用。嚴(yán)禁使用水位計(jì)、安全閥、壓力表三大安全附件不全的鍋爐。
改造技術(shù)
1 安裝冷凝型燃?xì)忮仩t節(jié)能器；
燃?xì)忮仩t排煙中含有高達(dá)18%的水蒸氣，其蘊(yùn)含大量的潛熱未被利用，排煙溫度高，顯熱損失大。天然氣燃燒后仍排放氮氧化物、少量二氧化硫等污染物。減少燃料消耗是降低成本的最佳途徑，冷凝型燃?xì)忮仩t節(jié)能器可直接安裝在現(xiàn)有鍋爐煙道中，回收高溫?zé)煔庵械哪芰浚瑴p少燃料消耗，經(jīng)濟(jì)效益十分明顯，同時(shí)水蒸氣的凝結(jié)吸收煙氣中的氮氧化物，二氧化硫等污染物，降低污染物排放，具有重要的環(huán)境保護(hù)意義。
2采用冷凝式余熱回收鍋爐技術(shù)；
傳統(tǒng)鍋爐中，排煙溫度一般在160～250℃，煙氣中的水蒸汽仍處于過熱狀態(tài)，不可能凝結(jié)成液態(tài)的水而放出汽化潛熱。眾所周知，鍋爐熱效率是以燃料低位發(fā)熱值計(jì)算所得，未考慮燃料高位發(fā)熱值中汽化潛熱的熱損失。因此傳統(tǒng)鍋爐熱效率一般只能達(dá)到87%～91%。而冷凝式余熱回收鍋爐，它把排煙溫度降低到50～70℃，充分回收了煙氣中的顯熱和水蒸汽的凝結(jié)潛熱，提升了熱效率；冷凝水還可以回收利用。
3 鍋爐尾部采用熱管余熱回收技術(shù)；
余熱是在一定經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件下，在能源利用設(shè)備中沒有被利用的能源，也就是多余、廢棄的能源。它包括高溫廢氣余熱、冷卻介質(zhì)余熱、廢汽廢水余熱、高溫產(chǎn)品和爐渣余熱、化學(xué)反應(yīng)余熱、可燃廢氣廢液和廢料余熱以及高壓流體余壓等七種。根據(jù)調(diào)查，各行業(yè)的余熱總資源約占其燃料消耗總量的17%~67%，可回收利用的余熱資源約為余熱總資源的60%。
鍋爐特點(diǎn)
1、水煤漿鍋爐的優(yōu)勢在于環(huán)保、節(jié)能、高效，其有效的利用煤炭資源使鍋爐燃盡率達(dá)到98%以上。
2、調(diào)整負(fù)荷方便。水煤漿鍋爐的負(fù)荷可在35%—100%的范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)，可達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的效果。
3、節(jié)約土地。燃料及粉煤灰采用罐裝密閉運(yùn)輸方式，無揚(yáng)塵污染，無需儲煤場和渣場，有效地提高了土地利用率，節(jié)約用地50%以上。
4、運(yùn)行成本低，自動(dòng)化程度高。節(jié)約人力資源，原煤鍋爐每班6-7人，而水煤漿鍋爐每班只需2名運(yùn)行人員。節(jié)約燃料20%以上。職工勞動(dòng)及工業(yè)衛(wèi)生條件得到大幅度改善。
5、經(jīng)測試水煤漿鍋爐煙塵排放濃度為100mg/Nm3左右。國家《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 13271-2001)規(guī)定煙塵排放濃度為200 mg/Nm3，僅為國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定燃煤鍋爐的1/2。燃燒后的灰可采用密閉的干法氣體出灰系統(tǒng)收集后，可用作加氣塊和水泥的生產(chǎn)原料。
缺點(diǎn)
1、對操作員各方面能力要求高；
2、對維修工技能要求高，且工作量大；
3、易耗件多，備件成本高。
工藝系統(tǒng)
水煤漿作為替代重油的新型燃料已經(jīng)在鍋爐和工業(yè)爐窯上得到一定程度的推廣應(yīng)用。在電站鍋爐方面，已從蒸發(fā)量220 th鍋爐成功運(yùn)行發(fā)展到670 th鍋爐的試運(yùn)行；在工業(yè)鍋爐方面，全同有數(shù)十家鍋爐廠在設(shè)計(jì)制造不同容量的水煤漿鍋爐并成功運(yùn)行。水煤漿應(yīng)用于鋼鐵、陶瓷、玻璃等行業(yè)的T業(yè)爐窯也在推進(jìn)之中其中不乏成功的經(jīng)驗(yàn)。水煤漿鍋爐全部采用管道流態(tài)輸送和霧化實(shí)現(xiàn)短時(shí)間油自動(dòng)點(diǎn)火操作簡單方便勞動(dòng)強(qiáng)度遠(yuǎn)低于燃煤鍋爐安全性高。鍋爐爐膛升溫迅速短時(shí)間內(nèi)可達(dá)到900—1200~C實(shí)現(xiàn)水煤漿的連續(xù)穩(wěn)定燃燒避免了燃煤鍋爐加煤時(shí)低溫燃燒不充分的重污染過程也避免了燃油鍋爐高溫(1300~C)燃燒產(chǎn)生的大量氮氧化物污染。在煙氣含塵量、含二氧化硫量等環(huán)保排放指標(biāo)上均優(yōu)于國家標(biāo)準(zhǔn)。
水煤漿鍋爐系統(tǒng)的基本流程水煤漿由供漿泵送入燃燒器經(jīng)壓縮空氣(或蒸汽)霧化在一定條件下水煤漿在爐膛內(nèi)穩(wěn)定燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔饨?jīng)鍋爐管束、省煤器等從鍋爐尾部排出通過除塵器達(dá)到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)后經(jīng)引風(fēng)機(jī)進(jìn)入煙囪排入大氣。燃燒后的極少灰渣通過排渣系統(tǒng)排出爐外。水煤漿鍋爐系統(tǒng)除了具有和燃油、燃?xì)忮仩t系統(tǒng)相同的系統(tǒng)(供油系統(tǒng)或供氣系統(tǒng)、水處理系統(tǒng)、蒸汽或熱水系統(tǒng)、排煙系統(tǒng))外還增加了供漿系統(tǒng)(包括儲漿罐、輸漿泵、日用漿罐、供漿泵、在線過濾器、流量計(jì)等)、霧化介質(zhì)系統(tǒng)(空氣壓縮機(jī)、儲氣罐或蒸汽)、清洗水系統(tǒng)、除灰系統(tǒng)(出渣機(jī)、沉淀池)、煙氣處理系統(tǒng)(省煤器、帶文丘里管的濕式脫硫除塵器、引風(fēng)機(jī))。
燃燒方法
及工藝流程
1.空氣壓力霧化懸浮燃燒原理
水煤漿與空氣經(jīng)燃燒器以射流方式進(jìn)入爐膛，促使煤漿氣流與熾熱煙氣產(chǎn)生強(qiáng)烈混合，水分迅速蒸發(fā)；同時(shí)水煤漿氣流又受到爐膛四壁和高溫火焰的輻射。而將懸浮在氣流中的煤顆粒迅速加熱，水煤漿顆粒獲得了足夠的熱量并達(dá)到了一定的溫度就開始著火燃燒。其著火熱隨燃料的性質(zhì)和運(yùn)行工況的變化而變化，鍋爐負(fù)荷低時(shí)，爐膛平均煙溫降低，燃燒器區(qū)域的煙溫也將降低。所以霧化燃燒固態(tài)排渣水煤漿鍋爐最低運(yùn)行負(fù)荷在50%左右。
2.流化懸浮高效潔凈燃燒技術(shù)原理
將滴狀水煤漿投入燃燒室下部由石英砂和石灰石構(gòu)成床料的熾熱流化床中，其溫度在850-950℃左右。水煤漿在熾熱的流化床料的加熱下迅速完成水分析出，揮發(fā)分析出并著火燃燒及焦碳燃燒過程。在流化狀態(tài)下顆粒狀水煤漿團(tuán)進(jìn)一步解體為細(xì)顆粒被熱煙氣帶出密相區(qū)進(jìn)入懸浮室繼續(xù)燃燒。在燃燒室出口設(shè)有分離回輸裝置。被熱煙氣帶出的媒體物料和較大的水煤漿顆粒團(tuán)被分離器分離、捕捉，通過分離器下部設(shè)置的回輸通道返回燃燒室下部密相區(qū)，既減少了煤體物料的損失，又實(shí)現(xiàn)了水煤漿顆粒團(tuán)的循環(huán)燃燒，從而獲得高的燃燒效率。此外，低溫燃燒過程，有效的控制了熱力型NOx的形成。且由于媒體物料由石英砂與石灰石構(gòu)成，石灰石在高溫下煅燒生成CaO，CaO與二氧化硫反應(yīng)進(jìn)一步生成CaSO4，抑制了SO2的排放，而燃燒裝置的運(yùn)行溫度是CaO脫硫的最佳運(yùn)行溫度，可有效的減少SO2的排放
成本對比
參考資料 >