水煤浆技术应用资料.docx

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水煤浆技术应用资料

水煤浆技术应用资料

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

6、《关于用高新技术和先进适用技术改造提升传统产业的实施意见》，国家经贸委，2002年

（四）水煤浆质量指标

浓度

66%-70%±1%

粘度

1±0.2%Pa·s，25℃，100s-1时

平均粒度

〈50μm，最大粒径〈300μm

灰分（Ad）

6.7%±1%

硫分（Std）

0.3-0.5%

发热量

18.8-20.1MJ/kg（4490-4800kcal/kg）

挥发份

〉33%

稳定性

1-3月

二、水煤浆锅炉的动态、特点和发展前景

（一）水煤浆锅炉的动态：

上世纪九十年代，水煤浆相关各种技术已日臻完善，并在工业锅炉和电站锅炉上进行一糸列的推广和试验，取得了很大的成功并积累了许多宝贵的经验。

新世纪开始，随着油价的上涨和环保压力的加大，水煤浆技术在中、小型工业锅炉以及电站锅炉上的推广使用迎来了极好的机遇，山东、广东、北京、山西、河北等省市新建了近十家年产量达50万吨以上的制浆厂，产生了一批从事水煤浆产业的企业和研究机构；在各地发展了许多使用水煤浆锅炉和窑炉的用户，其中以广东茂名电厂和汕头万丰热电公司的4台220t/h燃油热电机组改燃烧水煤浆规模最大；我区南海发电一厂的1台670t/h燃水煤浆锅炉经投产运行、2台670t/h燃油热电机组的水煤浆燃烧正在改造，龙光集团年产150万吨的制浆厂经正式投产。

在应用水煤浆为洁能燃料我区创造两个全国第一的纪录。

佛山市内部分水煤浆锅炉用户：

序

锅炉名称

使用单位

安装地点

1

DZS4-1.25-MJ水煤浆蒸汽锅炉

南海区金沙恒盛木业制品厂

南海区丹灶镇金沙

2

燃油垃圾焚化炉改水煤浆

南海区环保发电厂

南海区狮山

3

SZS4-1.25-MJ水煤浆蒸汽锅炉

佛塑集团双龙分公司

禅城区

4

YSW-4600MJ水煤浆热油炉三台

佛塑集团双龙分公司

禅城区

5

YSW-2900MJ水煤浆热油炉

佛塑集团双龙分公司

禅城区

6

SZS6-1.25-MJ水煤浆蒸汽锅炉

顺德美加顺建材有限公司

顺德区北教

7

YSW-4600MJ水煤浆热油炉

顺德小太阳砂磨材料厂

顺德区勒流镇

8

SZS4-1.25-MJ水煤浆蒸汽锅炉

南海兴辉陶瓷有限公司

南海区西樵

9

DZS6-1.25-J水煤浆蒸汽锅炉

南海安虹染整厂

南海区桂城

注释：

（1）、南海区金沙恒盛木业制品厂的DZS4-1.25-MJ水煤浆蒸汽锅炉是佛山市内第一台，该炉是国内第一代产品,江苏盐城东大公司在设计上未完善出渣和燃烧效率,出力只达到标定出力的60%负荷。

（2）、佛塑集团双龙公司的SZS4-1.25-MJ水煤浆蒸汽锅炉同样是国内第一代产品，设计上由于山东海众公司没有整体的规划,效率和出力都未如理想,在85%左右。

（3）、在本次调研工作中经过全面的考察，新一代全自动控制调节燃烧的水煤浆蒸汽锅炉经在江苏双良集团公司投入生产和应用，“双良”DZS6-1.25-J全自动水煤浆蒸汽锅炉经在江苏苏州东泰纱线漂染有限公司连续运行半年时间，未发现有存在的问题。

佛山市各区现有大小水煤浆生产企业大约十五家左右，分布在禅城、南海、顺德、三水等区内。

（二）水煤浆锅炉的特点：

1、水煤浆燃烧稳定、充分、炉膛充满度好，燃烧效率达96%~98%；锅炉效率大于85%；与燃油相当比燃煤高许多。

2、其粘度低于重油，负荷易于调节；在自动或手动操作最低可调至关重40%以下，且调节非常方便。

3、水煤浆的燃烧需要轻柴油（或20#燃料油）点火伴烧，但一旦着火燃烧炉膛温度达到800℃即自动停油转换水煤浆燃烧，水煤浆的燃烧非常稳定，无须人工干预，可以象烧油一样完全实现自动化燃烧运行。

大大降低司炉工的劳动强度，提高了安全性能。

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，又使整个供浆管路糸统设计较为简单。

4、水煤浆最佳的着火温度在800℃左右，必须通过压缩空气雾化后才能燃烧，在常温常态下不可燃；可见其储存、运输、比燃油要简单、安全、便于管理，适宜于各种场地和环境。

燃用水煤浆可减少用户在消防安全方面的投资。

5、水煤浆的燃烧温度一般比燃煤的温度低100℃~200℃，其独特的炉膛内钙化固硫的低污染燃烧技术有利于降低NOX的生成量和提高固硫率。

6、由于水煤浆是液体，只能罐装和原送；不需要大的堆煤场地以及铲车等设备，减少了占地面积和输送、存储过程带来的损失和污染。

7、水煤浆的燃烧特性类似于燃油，它是通过燃烧机的喷咀经压缩空气雾化与空气混合燃烧；在设计水煤浆燃烧机时考虑到了糸统的共用性。

即使当水煤浆供应由于不可抗力因素或其它原因中断后，其燃烧糸统可以马上作燃油糸统应急，不会使用户锅炉停止生产。

8、水煤浆成本比较：

现阶段优质水煤浆和20#燃料油价格比为1:

5，中浓度水煤浆和20#燃料油价格比为1:

7，平均优质水煤浆～2.2吨可代替1吨20#燃料油。

9、水煤浆含灰分低，锅炉受热面磨损低于燃煤；正常情况下燃煤锅炉需要每年大修一次，水煤浆锅炉可延长至3年左右；这就大大节约了检修费用和时间。

（三）水煤浆锅炉的发展情况：

在上世纪九十年代，水煤浆燃烧技术在大型的电站锅炉推广、制造、试验，连续运行成功后，本世纪开始进入对中、小型工业锅炉的推广应用。

经过近五年时间，水煤浆工业锅炉燃烧技术已经成熟；并进入到在全国全面推广应用的阶段。

佛山市在2003年8月份亦根据广东省经贸委的文件对在我市范围内进行使用水煤浆为燃料的企业出台扶持优惠抵扣企业所得税的政策。

所以水煤浆燃烧技术在我区的工业锅炉燃料革命迎来了极好的机遇。

亦是大佛山营造碧水蓝天美好家园的环境保护规划的春天。

2005年9月,南海区特种设备协会承担南海区安虹染整厂“双良”DZS6-1.25-J（Y）型自动燃水煤浆蒸汽锅炉技改应用相关项目配套、技术服务咨询、安装技术指导、项目整体协调等工作。

通过三个多月的连续使用及成本核算，“双良”DZS6-1.25-J（Y）自动燃水煤浆蒸汽锅炉每吨蒸汽的综合成本比燃重油蒸汽锅炉每吨蒸汽的综合成本节约40%，与燃煤蒸汽锅炉每吨蒸汽的综合成本持平。

能将生产负荷与自动燃水煤浆蒸汽锅炉运行负荷调整到相匹配，减少超压力停炉再燃运行次数；每吨蒸汽的综合成本会略低于燃煤蒸汽锅炉每吨蒸汽的综合成本。

南海区特种设备协会根据染整厂自动燃水煤浆蒸汽锅炉技改应用中所有数据进行详尽整理总结，并向相关职能部门汇报。

使用各种燃料的蒸汽锅炉每吨蒸汽耗用燃料比较表

项目

炉型

热效率%

燃尽率%

燃料名称

市场参考单价

耗量/吨蒸汽

成本/吨蒸汽

备注

水煤浆锅炉

83～84

98

水煤浆

650元/T

～156kg

101.40元

热值4500大卡

燃煤锅炉

≥67

80

Ⅱ类混合煤

600元/T

160kg

96.00元

热值4800大卡

20#燃料油锅炉

≥84

98

20#燃料油

2400元/T

75kg

180.00元

热值9600大卡

轻柴油锅炉

≥85

99

O#柴油

4200元/T

70kg

294.00元

热值10000大卡

城市煤气锅炉

≥85

99

城市煤气

2.50元/Nm3

155.5Nm3

388.75元

热值3500大卡

天燃气锅炉

≥85

99

天燃气

2.50元/Nm3

73.5Nm3

183.75元

热值8500大卡

液化石油气锅炉

≥85

99

液化石油气

10元/Nm3

80Nm3

800.00元

热值8000大卡

电热锅炉

≥85

100

电热

0.8元/度

770KW

616元

单相计算

木柴锅炉

≥67

80

木柴、木屑

230元/T

450kg

103.5元

注释：

（1）、上述吨蒸汽成本未计算运行的辅机电耗功率和人工费用及折旧用。

（2）、从表中看出：

水煤浆与燃煤锅炉的费用相当即0.96倍，燃料油是水煤浆的2倍，柴油是水煤浆的3倍，

（3）、使用水煤浆在商品竞争中能够降低成本，提高时常竞争力，又符合环保有关规定。

锅炉烟气污染物排放比较

燃料

水煤浆

重油

Ⅱ类烟煤

燃料灰份

%

7

0.2

9

除尘效率

%

99%

0%

90%

烟尘排放浓度

mg/Mm3

117.20

133.33

122

GB13271、Ⅱ时段

Ⅱ类区要求-烟尘

mg/Mm3

200

150

200

燃料含硫量

%

0.44

2.5

1

炉内脱硫率

%

50%

0%

0%

SO2排放浓度

mg/Mm3

590.6

3703.7

~845

GB13271、Ⅱ时段

Ⅱ类区要求-SO2

mg/Mm3

900

900

900

说明：

表中的数据仅供参考，实际的数据应按锅炉使用地的环境保护要求标准执行。

水煤浆锅炉的燃烧自动控制原理

锅炉的燃烧控制，是通过控制燃烧器火焰的大小和风门的大小来实现的。

燃烧控制主要分为以下几个部份：

（1）、启动附机

启动引风机启动空压机

启动搅拌器启动喷淋泵

启动在线过启动水煤浆

滤器燃烧机

启动螺杆泵

（2）、启动点火的控制：

锅炉启动给水泵给水到高水位

鼓风机吹扫启动油泵，

炉膛N秒点火

小火燃烧大火燃烧

开始喷浆浆量增大，

变频进浆

停油正常燃烧

（3）、停炉控制：

关闭进浆阀门，压缩空气吹扫

开始清洗喷枪5S，水冲洗3S

鼓风机吹扫鼓风机停，

炉膛N秒停炉

（4）、异常燃烧控制：

火焰探测装置主要有三种：

光敏电阻、离子棒、紫外线。

锅炉在启动后点火不成功：

则停炉、声光报警、出现点火失败。

在正常运行中出现锅炉突然熄火时：

则停炉、声光报警、并需要人工复位后作全面检查清洗确认无误再进行启动运行。