长株潭地区水煤浆产业化若干问题分析

第32卷第1期煤炭科学技术2004年1月长株潭地区水煤浆产业化若干问题分析刘建文,单忠健,张德威2,刘随芹3,张晓锋21.中国矿业大学北京校区,北京1083;2.湖南夭泰能源有限公司,湖南株洲412005;3.煤炭科学研究总院,北京100033)摘要:分析了长株潭地区的水煤浆发展历史、原料及系统集成技术优势,探讨了经济效益、潜在市场预测及市场定位与风险评估、高新适用技术研发与可行性等问题。关键词:水煤浆;产业化;高新适用技术中图分类号:X38文献标识码:B文章编号:0253-2336(2004)01-0067-03Analysis on some issues on CWM industrialization in Changzhutan DistrictLIU Jian-wen, SHAN Zhong-jian', ZHANG De-wei, LIU Sui-qin', ZHANG Xiao-feng( 1. Beijing Campus, China University of Mining and Technology Beijing 100083, China2. Hunan Tiantai Energy Company Lid. Zhuzhou 412005, China ;3. China Coal Research Institute, Beijing 100013, China世界银行将在2004年财政年度重点支持湖南是最具有开发与产业化前景的洁净煤技术。水煤浆城市发展战略项目,其中包括对长株潭经济走可持经济规模产业化是一个系统工程,本文就长株潭地续发展战略具有深远影响的洁净煤工程,并由湖南区水煤浆发展历史及原料、技术优势,对目前市场天泰能源有限公司(原株洲洗煤厂)承担项目建经济效益、潜在市场预测以及专用水煤浆锅炉制造设。洁净煤工程中的技术选择以创新、适用和技术、水煤浆市场定位与风险评估、高新适用技术具有市场竞争力为原则,综合国内洁净煤技术领域研发与可行性等方面进行探讨。中燃前加工各项技术(选煤、配煤、型煤和水煤浆)的成熟程度、区域能源现实市场与潜在可开1水煤浆发展历史及原料、技术优势发市场、项目方技术消化能力及创新能力各方面因长株潭地区水煤浆的发展历史就是湖南天泰能素,确定了洁净煤工程中的主要洁净煤产品为型ˆ源有限公司(原株洲选煤厂)的水煤浆发展历程。煤、水煤浆和动力配煤。而从技术档次、发展潜1995年建成3万υa低挥发分浮选精煤制浆生产力、环保性能、市场竞争力方面综合考虑,水煤浆线,2003年完成5万υa浮精+精煤制浆技术改探讨[J]岩土工程学报,1999(6)参考文献[7]张顶立.综放工作面煤岩稳定性研究控制[D]徐州:中[I]康天合,宋选民.煤层条件对顶煤可放性的影响研究[J]国矿业大学,1995岩土工程学报,1996(9)[8]宋振骐,陈立良,王春秋,等.关于综采放顶煤安全开采[2]靳钟铭.开天窗支架放顶煤工艺在硬煤层中的应用[J]条件的认识[J]煤炭学报,1995煤炭科学技术,1991(2)放顶煤开采顶煤运移实测与损伤特性分[3] Kang T H, Jin Z M. Laws of Coal- Rock Movement and the析[J]岩石力学与工程学报,1996(2)Technical Parameters on the Fully Mechanized Sub- Level Ca-[10]吴健,张勇.顶煤裂隙的发展趋势及其对注水防尘的Seam[J] the Ming engin煤炭学报,1999(6)中国煤化工一[4]姜福兴.采场顶板控制设计及其专家系统[M]徐州:中iHCNMHG山东科国矿业大学出版社,1995技大要研究方向为矿山压力与岩[5]张开智,姜福兴.放顶煤开采适用条件定量评价方法[J]层控制。山东矿业学院学报,1999(9)[6]杨淑华,姜福兴,综采放顶煤支架受力与顶板结构的关系收稿日期:2003-09-18;责任编辑:曾康生67第32卷第1期煤炭科学技术2004年1月造。并先后在退火炉、陶瓷热风炉、锻造炉等数十的2项创新技术与产品,即前面介绍的浮精制浆和个工业窑炉和锅炉上成功地进行了水煤浆技术改造DS2-1.0-S型水煤浆锅炉(开发研制单位:湘和燃烧试验,积累了丰富的燃烧经验。尤其是潭锅炉厂有限公司、华煤南方水煤浆公司)。锅炉2000年在国内率先开发的DZS2-1.0-S型水煤浆主要技术参数:蒸发量2t/h;额定蒸气压力1.0锅炉,目前已在株洲、长沙安装12台套,主要用MPa;饱和蒸气温度184℃,给水温度20℃,设计于宾馆、企事业单位取代原高成本轻柴油锅炉,用热效率不小于80%,设计燃料为水煤浆。户使用一台水煤浆锅炉,每年节省燃料费160万2.1DZs2-1.0-S型水煤浆锅炉工况元。水煤浆制浆原料选用选煤生产中的细粒浮选精该锅炉在燃用水煤浆时能达到额定出力,并有煤,这部分煤的过滤效果差、水分高、处理量低110%以上超负荷能力和70%以下低负荷适应能不易放仓,影响选煤生产的正常进行,且是理想的力。在额定负荷时,锅炉平均出力2040.32kg/h制浆原料。还可以简化制浆工艺流程,降低水煤浆时,平均热效率为83.26%。生产成本,提高精煤产品质量。2.2锅炉环保性能测试结果长株潭地区发展水煤浆在技术上的最大优势是锅炉技术性能指标水煤浆制浆、燃烧、炉窑技术改造、水煤浆锅炉及锅炉引风机噪声/dB(A)89,3其附属成套设备设计制造、炉前设备及燃烧喷嘴等锅炉鼓风机噪声/dB(A)系统工程技术,已积累了丰富的工程经验和较强的锅炉房BCA)开发、创新能力。需特别说明的是该锅炉由株洲市环境监测中心站于2001年7月5日监测的结果为:烟气经布袋2专用水煤浆锅炉制造技术除尘器处理后,烟尘浓度平均值为1955mg/m3;专用水煤浆锅炉制造项目得以顺利立项,是依NO,平均值为33.52mg/m3,其他指标相近。环保赖了项目建设单位具有自主知识产权且成熟、适用测试结果与国家相关标准指标见表1表1环保测试结果与国家相关标准指标排放浓度烟气林格项目mgm折算烟尘折算SO折算折算初始烟尘曼黑度额定负荷4874.82GWPB3-9980(一类)400(燃油锅炉)DZ2-1.0-S型水煤浆锅炉环保测试结果表馆、企事业单位的生活锅炉约有500台,在目前的明,配用布袋除尘器后,锅炉烟尘排放达到国家-市场油价情况下已不堪高燃料成本重负,难以消化类地区标准,NO排放远低于燃油锅炉排放标准。更高燃料成本的天然气。而水煤浆成本只有油、气在除尘系统运转完好条件下,水煤浆环保性能与优的1/4~1/3,但环境性能却与油、气相当,所以质燃油、天然气等清洁能源相当水煤浆代油具有很强的市场竞争力21,其潜在市3潜在市场预测及市场风险评估场很大。如果长株潭地区油、气的13或城市中心区宾馆、企事业单位生活锅炉的1/3由水煤浆替目前,长株潭地区水煤浆的主要用户是宾馆代,市场规模应在80万υa以上。因此,水煤浆企事业单位生活锅炉。这些用户通常由轻柴油锅炉市场定位在代油及必须用洁净能源代替原煤的用改成水煤浆锅炉,即使水煤浆的到达价为500~户550元/t,若与燃烧轻柴油相比,仍可节约60%中国煤化玉31:①能代油燃烧70%的燃料成本,对水煤浆的生产厂家和用户来说具有CNMHG易于装卸、储存、运都具有相当好的经济效益。据预测长株潭地区输及直接燃烧,可广泛用于工业锅炉、电站锅炉和2005年用于燃料的重油、柴油约60万t,处于城工业窑炉上代油燃烧;②与煤炭储运(损失约市中心区,且要求达到一类大气质量排放要求的宾%)相比,水煤浆的制备、储运为全封闭,不会68第32卷第1期煤炭科学技术2004年1月对环境造成污染;③当选用较低硫分(<0.5%)术具有特别重要的意义,的煤制备水煤浆时,直接燃烧或低硫煤(<1%)水煤浆加脱硫剂时,SO2可达标排放;同时NO,排5结论放量较低;④燃用水煤浆产生的烟尘虽然比燃油(1)长株潭地区的水煤浆发展历史、原料及高,但目前的除尘技术已能使其达标排放;⑤水系统集成技术优势表明,水煤浆技术产业化具有很煤浆的燃烧效率高,替代重油在锅炉中燃烧时,燃好的市场应用前景。烧效率达96%~99%,锅炉效率在90%左右,有(2)DS2-1.0-S型水煤浆锅炉,有110%明显的节能效果。以上超负荷能力和70%以下低负荷适应能力,锅水煤浆在工业锅炉上代油燃烧的经济效益明炉平均热效率为83.26%,配用布袋除尘器后,锅显,1t水煤浆可以代替0.743t煤粉、0.422t重炉烟尘排放达到国家一类地区标准,NO,排放远低油、0.407t柴油、494m3天然气,其供热成本为于燃油锅炉排放标准。环保性能与优质燃油等清洁29.05元/GJ。锅炉燃用水煤浆的供热成本比煤粉能源相当。适宜于城市中心区推广应用炉稍高,但远低于采用油和天然气的成本,燃用油3)水煤浆代油燃烧具有很好的经济效益和气的成本是燃水煤浆的1.5~2.5倍。因此,水抗风险能力强,在目前的价格水平,若是价格在煤浆在城市供热和工业供热代油代气方面具有发展±30%内波动,无论是电站锅炉还是工业锅炉,水潜力3。煤浆代油都具有较好的经济效益。水煤浆市场风险主要是因为水煤浆代油存在着4)水煤浆在大城市代替天然气,对水煤浆多种不确定因素,精煤价格和油价格旳波动对水煤质量尤其是硫分含量有严格要求,一般来说水煤浆浆代油将产生很重要影响。世界石油市场波动很硫分应控制在小于0.35%,当采用高效的除尘装大,石油的价格直接影响水煤浆代油旳经济性,若置时,能达到燃用天然气、轻柴油等淸洁能源的环石油价格降到一定程度,水煤浆代油将没有经济效保性能。水煤浆代替夭然气、轻柴油等淸洁能源具益。在目前价格水平下,油价下降40%或是水煤有非常好的经济效益浆价格上涨67%,燃用水煤浆和燃用油,其运行5)煤浆超细磨、高剪力错流分离、高浓度成本相当;若是价格在±30%波动,无论是电站锅超细煤浆浓缩、膜法富氧助燃、SiCw晶须增韧陶炉还是工业锅炉,水煤浆代油都具有较好的经济效瓷喷嘴、纳米热喷涂等高新适用技术的开发应用,对促进水煤浆技术产业化具有重要的意义。水煤浆在大城市代替天然气,对水煤浆质量尤参考文献其硫分含量有严格要求,一般来说水煤浆硫分应控制在小于0.35%,当采用高效的除尘装置(如布[I]刘建文,单忠键,张德威.洁浄煤技木是长株潭可持续城市袋除尘器或静电除尘器)时,水煤浆能达到燃用发展战略的现实选择[J]洁净煤技术,2003(2)天然气、轻柴油等清洁能源的环保性能。煤浆技术经济政策研究报告[R]北京:煤炭科学研究总院,20024高新适用技术研发与应用意义[3]刘建文,单忠健,张德威净煤技术产业化面临的问题及对策[J]能源环境保护,2003(6水煤浆技术产业化将随着水煤浆燃烧技术及装[4]王祖讷,付晓恒,王新文,等.煤炭深度物理加工与精细水备可靠性研究的加强,而使水煤浆的使用量提高。煤浆[J]煤炭加工与综合利用,2002(12)水煤浆是液、固两相流体,而喷雾燃烧时变成气、[5]时钧,袁权,高从谐.膜技术手册[M]北京:化学工业出版社,2001液、固三相流体,固体颗粒的尺寸对整个系统的流[6]堆焊与表面工程专业委员会.表面工程领域的最新进展和体性能与曆损具有很大的影响,其他学科与技术进1北京:堆焊与表面工程专业委员会,2001步会大大促进水煤浆产业化的发展。这些技术进步中国煤化工在水煤浆产业化的具体实施包括:煤浆超细磨技CNMH啁,湖南衡山人,高级工程术4、高浓度超细煤浆浓缩技术、富氧助燃技师,从事洁净煤技术、膜分离技术开发与应用研究工作。术5、siw晶须增韧陶瓷喷嘴技术和纳米热喷涂耐磨涂层技术6]。因此,开发这几种高新适用技稿日期:2003-10-30;责任编辑:刘军娥