浅议水煤浆锅炉的技术特点及其应用

芹能技术 Energy Conservation Technology浅议水煤浆锅炉的技术特点及其应用张丽娜,李柯2,贾静梅2,高友德,尉建中2(1.中国建筑北京设计研究院有限公司辽宁分院,沈阳1100152.建设部沈阳煤气热力研究设计院,沈阳1100263.西安市天然气工程有限公司,西安710075)摘要:本文从节约能源、减少污染物排放的角度出发,阐述说明水煤浆锅炉在节能环保方面的优越性。文章详细介绍了水煤浆燃料的特点;结合工程实例着重说明水煤浆锅炉燃烧系统、除尘、除硫、烟气排放的工艺流程;水煤浆锅炉在燃料消耗、污染物排放2方面与燃煤锅炉的技术经济比较分析,以及水煤浆锅炉的环保效益关键词:水煤浆锅炉;除尘;除渣;节能;环保中图分类号:TK05文献标识码:A文章编号:1003-2355(2009)05-0040-02doi:10.3969/ J.Issn.1003-2355.2009.05.010Abstract: The paper elaborates and explains the advantages of coal-water slurry boiler for energy savingnd environment protection in terms of energy conservation and pollutant emissions reduction. It introducesthe characteristics of coal-water slurry fuel in detail. Based on the engineering case study, it emphaticallyxplains technical process of coal-water slurry boiler such as combustion system, dust removal, sulphur remove,smoke emissions. The paper also makes economic and technical comparable analysis between coal-water slurryboiler and coal-based boiler in aspects of fuel consumption and pollutant emission, and environmental protec-tion benefits of coal-water slurry boiler.Key words: Coal-water slurry boiler; de-dust, slag removal; energy conservation; environmental protec-1前言或手动操作下最低可调至40%,且调节非常方便。水煤浆是一种新型煤基流体燃料,可代油燃(3)水煤浆的燃烧需要轻柴油(或20#燃料烧,具有低污染、高效、节能、运行成本低的突出|油)点火,一旦着火燃烧炉膛温度达到800℃即优点。采用这项新洁净煤技术,既提高锅炉的热效「动停油转换为水煤浆燃烧,水煤浆的燃烧非常稳率,又能减少环境污染,对于燃油用户能够大幅度「定,无须人工干预,可以象烧油一样完全实现自动降低燃料费用、减轻企业负担,经济效益和环境效「化燃烧运行,大大降低司炉工的劳动强度,提高了益显著,适合企业推广使用。安全性能。并且在常温下水煤浆无需像重油那样2水煤浆的特点需要预热,这样既节约了能源,又使整个供浆管路(1)水煤浆燃烧稳定、充分、炉膛充满度好,系统设计较为简单。燃烧效率达%6%-98%;锅炉热效率大于85%,与(4)水煤浆最佳着火温度在800℃左右,必须燃油锅炉相当,比燃煤锅炉高许多。通过压缩空气雾化后才能燃烧,在常温常态下不(2)其粘度低于重油,负荷易于调节;在自动「可燃。由此可见其储存、运输比燃油简单、安全、收稿日期:2009-05-04作者简介:张丽娜,女,毕业于沈阳建筑大学给排水专业,一直从事于给排水专业设计工作Energy Conservation Techi"y能技术表1水煤浆锅炉与燃煤锅炉技术经济对比表对比科目水煤浆技术经济解析燃料燃尽率(%)水煤浆基本燃尽,避免碳污染锅妒热效率(%)85-8,平均8670-80,平均15节能15%,大幅度提幽备能源利用的有效性,生产每吨蒸汽消耗折标准煤数量(kg)27.3145.5直接节约燃料随时可以启动使用对于生产的频繁热量变化甚至间歇,水煤浆锅炉可以简单适应,而煤炉则即时燃烧响应快速升温升滥很慢只能保持浪费性质的燃烧自动控制程度水煤浆锅炉可以采用计算机远程监控系统技术,实现高效率生产安全保障与齒速运行反应烟尘75烟尘100污染物排放(生产每吨NO 55蒸汽,同质标准煤,以燃水煤浆可以制造中脱硫,在燃烧中也有一定的固硫效应,同时灰烬含水更加容易被除尘。燃煤总量的减少,也直接大量减少了CO2的产生与排放煤为100)固体灰渣8固体灰渣100热量综合成本103-105以煤为基数便于管理,适宜于各种场地和环境。燃用水煤浆可空气乐缩机}空结罐减少用户在消防安全方面的投资。(5)水煤浆燃烧温度一般比燃煤的温度低|杰100℃-200℃,其低污染燃烧技术有利于降低NO,紫□拌过燃烧器}「锅炉1的生成量和提高固硫率。(6)由于水煤浆是液体,只能罐装和管道输送;不需要大的推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凵用油箱点火油箱(7)水煤浆的燃烧特性类似于燃油,它是通过图1燃烧系统框图燃烧机的喷咀经压缩空气雾化与空气混合燃烧,在而沉降,细粒及飘尘则随烟气上升进入装置壳体。设计时已考虑到了系统的共用性,即当水煤浆供应壳体内充满了大量的碱性微小泡沫,这些泡沫具有由于不可抗力因素或其他原因中断后,其燃烧系统|很大的比表面积和很强的吸附性及沾性。当烟气从可以马上作为燃油系统应急,不会让用户的锅炉停泡涑中通过时,细小颗粒粉尘和飘尘被泡沫沾附而止生产捕集下来。同时大量的碱性细小泡沫提供了充足的(8)水煤浆成本比较:现阶段水煤浆和轻油的传质面积,烟气通过时所含的SO2与泡沫中的碱性价格比约1:3,而平均来说,2t优质水煤浆可代」介质发生反应被吸收脱除。DLP漶泡脱砘險尘装置替1t燃料油,底部设有沉淀池和药剂池,两池底部相通形成连通3水煤浆锅炉的工艺流程简述装置,灰水系统闭路循环。落下的灰尘在沉淀池里以笔者参与设计的10t锅炉房为例,水煤浆|经搅拌悬浮起来,由污水泵抽至滤清调质器,当达锅炉的燃烧、除尘、除灰渣系统流程说明如下,到一定压力时,则打开阀门,灰渣自动排出,从而(1)燃烧系统实现了灰、水自动分离。污水经微孔过滤成清水经水煤浆锅炉的燃烧系统主要由水煤浆压送设清水池循环使用,无二次污荣。排出的灰、渣约占备(管路)、辅助点火油路(设备)、鼓风系统3部投烧水煤業的7%。流程框图如图2所示分组成,流程框图如图1所示。3)烟气排放装置(2)除尘、除硫系统烟囱的高度高出锅炉房屋面2.0m即可(参除尘系统主要包括沉降室、滤泡脱硫除尘装「照燃气锅炉烟囱高度),烟囱装置采取汽水分离技置、加药装置,烟气首先进入滤泡脱硫除尘器底部术处理,确保烟气达标排放。的蜗壳旋风段,其中的粗颗粒、大颗粒因离心作用(下转第8页)16·专家论坛 Expert Forum拟的。此外,陆地的河道上也可以安装潮汐发电所经过数十年的研究、实验和花费了巨额经费使用的水轮机,特别是在水库大坝发电站的下游河「之后,美国科学界和工程界在种类繁多的潮汐发道中,实现水库蓄水的二次利用。电技术中,筛选出“海底基座”式潮汐发电的技术。(3)电站发电规模的可伸缩性,潮汐发电站的「目前和可见的将来,只有采用这种技术才能进行发电是来自安装在水下的每一座水轮机。我们可以工业规模的生产,才能有其商业投资价值;并且对根据觋有资金的大小和经济发展的规模和前景来决「环境、生态影响最小。这个结论,也已被各沿海的定建造轮机数的多少,并视今后资金或市场需求的「工业化国家所证实。所以,中国完全也可以按照这增长而往水轮机网络添加新的发电机。一思路,将有限的资金集中在改进“海底”发电技(4)占地面积小。使用风能、太阳能进行工业术的研究中和新建水底发电站的项目上。规模的发电生产,势必霱要占用较大面积的陆表。在中国投资建设潮汐发电站,也要按照国外的与其相反,除了建立变电站外,潮汐发电无须占据模式:政府与民间的力量相结合。在供电紧张或需陆地地块。这就使投资变得简单、容易和有效率。要作供电的电网调配的沿海沿河地区,主要使用民(5)维护费用低廉。当电站建成投产之后,因|间的资金建设潮汐发电站,政府则尽可能地从资金水轮机处在海面以下,气候因素不会对设备运行造|税务等政策方面协助。在建设电站的早期阶段,不成影响除了必需的设备保养外,无须进行顿外的妨直接引进西方的技术,在完成工程项目中,学习维护、检修。而在极端的气候情况下,凤能、太阳|领会、贯通该技术要领,在此基础上,再“发扬光能发电设备都会受到不同程度的影响,所以平常的大,形成符合中国国情的自主技术。之后,就可以维护和事后的检修必不可免。在所有合适的地点,大规模地兴建潮汐发电站,以潮汐发电项目的经济效益主要受到以下因素|使潮汐发电成为国家电网中不可或献的供电主力的影响4结论(1)各级政府对项目在资金上和政策上的扶持中国应该加快使用可再生清洁能源的步伐程度增加投资新能源工业的力度,以追赶工业化发达(2)埋设水轮机海域内的潮流水文、海底地质|国家,从而提高国家在国际上的地位。国家应该重的条件视应用新能源具有的商业价值,还有无价的社会(3)投资与设立发电站的规模。价值,这样,就会作出扶持新兴工业的经济政策。(4)发电站设计和建造的技术水平。目前,还应该允许民间企业投资可再生清洁能源3潮汐发电在中国发展的模式并大胆果断地引进国外的先进技术和设备。(上接第41页)水煤浆锅炉的环保效益如表2所示。表2环保减排效益对比表单位:kg对比标准:标准煤成分:S=0.8%,灰份=6%,热值=5500kca1/kg滤泡发生器对比科月燃煤/蒸吨燃水煤浆/蒸吨漩少量/熱吨应用标准煤量145.5127,3碱性起泡器灰水分离补水装置其他(co\SoC)2图2除硫、除灰系统框图6结语4水煤浆锅炉与燃煤锅炉的技术经济比较水煤浆锅炉在经济、节能、环保方面均体现出水煤浆锅炉与燃烧锅炉的技术经济比较如表「较大的社会效益,随着水煤浆生产加工以及水渫1所示。浆锅炉技术的日臻成熟、完善,相信其应用的前景5水煤浆锅炉的环保效益将会更加广阔1A6;·