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水煤浆锅炉的推广和应用前景

分类:
技术支持
2017/06/09 17:45
一、水煤浆及水煤浆锅炉研发背景:
  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,并被越来越多的企业所认识。直至前几年,小型水煤浆工业锅炉在我国乃至世界仍然是空白,主要原因在于未能完善解决燃烧和结构技术上的“水煤浆如何从炉膛中把水份蒸发进行燃烧”这一问题,另一方面由于国家能源和环保政策的原因,中小型水煤浆工业锅炉也缺乏推广应用动力。但即使如此,中小型水煤浆工业锅炉的推广应用仍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,筛去煤炭中无法燃烧的成份及产生污染的硫等杂质,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、添加剂等关键技术,是一项涉及多门学科的系统技术,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、水煤浆锅炉运行成本分析

 

热  值

(千大卡)

单价

(元)

成本/吨蒸汽(元)

锅炉平均

效率

综合运营

成本比值

煤/吨

5000

600

105

72%

87

水煤浆/吨

4900

800

120

83%

100

重油/吨

9500

3600

225

84%

210

天然气/千立方米

8000

2600

195

85%

186

轻油/吨

10000

4900

350

85%

298

  实际上水煤浆锅炉不用推动炉排或链条炉排,其电耗比一般燃煤锅炉低,且水煤浆锅炉自动化程度较高,燃料灰份较少,炉渣也不多,可减少操作人员配备,水煤浆锅炉烟气排放达到了环保要求,能减少因超标排污而受罚费用。在考虑到这些因素后,水煤浆锅炉综合运行成本将更低。
四、水煤浆锅炉的现状、特点和发展前景
1、水煤浆锅炉应用现状
  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系列的推广和试验,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上迎来了极好的机遇,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燃油热电机组改造为燃烧水煤浆的规模最大,南海发电厂670t/h燃油热电机组水煤浆燃烧改造等。
2、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%;锅炉热效率大于85%,与燃油锅炉相当,比燃煤锅炉高许多。
  2、其粘度低于重油,负荷易于调节;在自动或手动操作下最低可调至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,但一旦着火燃烧炉膛温度达到800℃即自动停油转换为水煤浆燃烧,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需要预热,这样既节约了能源,又使整个供浆管路系统设计较为简单。
  4、水煤浆最佳着火温度在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。由此可见其储存、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、水煤浆燃烧温度一般比燃煤的温度低100℃-200℃,其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,只能罐装和管道输送;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,在设计时已考虑到了系统的共用性,即当水煤浆供应由于不可抗力因素或其它原因中断后,其燃烧系统可以马上作为燃油系统应急,不会让用户的锅炉停止生产。
  8、水煤浆成本比较:现阶段优质水煤浆和20#燃料油的价格比为1:3,中浓度水煤浆和20#燃料油价格比为1:4。而平均来说,2吨优质水煤浆可代替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。
3、水煤浆锅炉的发展前景
  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。目前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阶段。
  发展水煤浆工业应用,不仅符合早期国家制定的“以煤代油、压缩烧油”的能源政策和环保 政策,还被列为1989年《国务院关于当前产业政策要点的决定》中重点支持的产业、产品; 1997年修订的《外商投资产业指导目录》、《中国高新技术产品出口目录》(序号07201070),1999年国家经贸委发布的《近期行业技术发展重点》,2001年国家经贸委发布的《当前国家重点鼓励的产品技术和产业目录》中也将发展水煤浆技术列为重点发展技术;2001年国家计划发展委员会发布的《国民经济和社会发展第十个五年计划能源发展重点专项规划》和《当前优先发展的高新技术产业化重点领域指南》中也把水煤浆作为加快开发和推广应用的洁净煤技术之一,逐步提高清洁利用水平和利用效率,从而更好地保护环境,走可持续发展之路。2001年原国家经贸委发布的《节约和替代燃料油“十五”规划》中把水煤浆技术作为替代燃料油的重要技术之一。全国人大代表朱相远等提出的“关于在我国发展新型替代能源——水煤浆”的建议,得到了全国人大副委员长盛华仁的充分肯定,全国人大常委会并以(常办联字【2006】148号)文将朱相远等代表的建议作为全国人大闭会期间重点建议处理。国家水煤浆中心根据全国人大常委会常办联【2006】148号文精神,即刻向全国主要从事水煤浆技术研发、生产、应用的高校,科研,设计及生产企业等50余家发出了调研通知,进一步了解当前水煤浆生产与应用情况,并征求发展意见;同时,国家中心还派人员参加由国家发改委组织的赴广东,山东,北京等地的实地调研考察。
  目前我国水煤浆技术,包括制浆设备、燃烧锅炉等已出口印尼、马来西亚、越南、哥伦比亚等国家,水煤浆燃料真正得到了国内外众多企业肯定和认可。