研究與開發(fā)·水煤漿工業(yè)鍋爐優(yōu)勢分析及系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)文章編號(hào):10048714(2007)03-01407水煤漿工業(yè)鍋爐優(yōu)勢分析及系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)雷欽祥,郭文儒,孫善東,吳俊(江蘇雙良鍋爐有限公司,江蘇2144摘要:通過分析我國能源狀況及水煤漿燃料的特性與優(yōu)勢,結(jié)合水煤漿燃燒的機(jī)理,從爐前供漿系統(tǒng)燃燒裝置、鍋爐本體、尾部煙塵處理及自控系統(tǒng)進(jìn)行了一體化優(yōu)化設(shè)計(jì),探討和解決水煤漿快速著火、穩(wěn)定燃燒、燃盡以及尾部煙氣處理問題。關(guān)鍵詞:水煤漿;工業(yè)鍋爐;系統(tǒng);優(yōu)化設(shè)計(jì)第一作者:雷欽祥中圖分類號(hào):TK229文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A(1965-),高級(jí)工程師,1987年畢業(yè)于哈Optimized System Design and Development of爾濱工業(yè)大學(xué)動(dòng)力系Coal-water Slurry Industry boiler熱能工程專業(yè)。長期從事鍋爐設(shè)計(jì)工作,致力于高效環(huán)保鍋爐LEI Qin-xiang, GUO Wen-ru, SUN Shan-dong,WU Jun的研究開發(fā),已發(fā)表Jiangsu Shuangliang Boiler Co Ltd, Jiangsu 214444, China)論文數(shù)篇。Abstract: Current energy resource survey in china and the characteristic and predominance of Coal- water Slurry haveeen analyzed. In according with combustion principium of Coal-water Slurry, integrative optimized system design inclu-ding coal-water slurry supplement system, combustion equipment, boiler body, dust collector, auto-control system hasbeen done. Consequently the problems such as ignition of coal-water slurry, stably and completely buming, waste gastreatment have been discussed and solved.Key words: coal-water slurry; industry boiler; system; optimized design0背景采資源量(與國際接軌,不是地質(zhì)資源量)為石油能源與環(huán)境是當(dāng)今世界發(fā)展的兩大主題。從我11.4億t,天然氣93萬億m3。經(jīng)過地質(zhì)工作者的國能源狀況分析存在人均擁有量少,優(yōu)質(zhì)燃料比例努力,“十五”期間我國探明天然氣儲(chǔ)量大幅增長,低分布不均勻。其中煤炭儲(chǔ)量相對較為豐富截至累計(jì)探明天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量2.6萬億m,較“九五”期2002年底中國探明可直接利用的煤炭儲(chǔ)量1886間增加1.4萬億m3,增長117%;探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量億t人均探明煤炭儲(chǔ)量145t,按人均年消費(fèi)煤炭穩(wěn)定增長累計(jì)探明44億t,較“九五”期間增加1.45t,即全國年產(chǎn)19億t煤炭匡算,可以保證開采億t,增長13%。油氣資源勘探為油氣生產(chǎn)提供了上百年。另外包括3317億t基礎(chǔ)儲(chǔ)量和6872億可靠的資源保障。我國天然氣產(chǎn)量由200年的t資源量共計(jì)1萬億多t的資源,可以留待后人勘探272億m3增加到2005年的500億m2,年均增加45開發(fā),而在油氣資源方面按美國《國際石油經(jīng)濟(jì)》億m3,年均增長13%。我國原油產(chǎn)量由2000年的1999年3月報(bào)導(dǎo),我國石油剩余探明儲(chǔ)量32.7億1.63億t增加到2005年的1.815億t年均增加370t,占全世界2.3%,天然氣剩余探明儲(chǔ)量1.37萬億萬t,年均增長2.17%,儲(chǔ)采比保持在14:1左右。m,占全世界0.95%,認(rèn)為我國為相對貧油貧氣國隨著進(jìn)一步勘探至21世紀(jì)中期我國石油可釆儲(chǔ)家。我國石油、地質(zhì)等研究專家對近年勘探數(shù)據(jù)作量可望增加1倍,天然氣可望增加3~4倍2l世紀(jì)了認(rèn)真分析和研究,認(rèn)為我國有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的油、氣可上半葉天然氣可望成為重要能源。但對我國油、氣資源的需求量及生產(chǎn)量的預(yù)測:預(yù)計(jì)2010年,石油需求量2.5-2.8億t,生產(chǎn)量1.7-1.8億t;天然氣產(chǎn)量600億工業(yè)鍋爐2007年第3期(總第103期)油需求量3.2-3.5億t,生產(chǎn)量1.9-2.0億t天然由67%左右的煤粉32%左右的水和1%左右的添氣需求量2000億m3,生產(chǎn)量1200億m3?？梢娛觿┙M成的漿體。其主要技術(shù)指標(biāo)和成分分析見表油和天然氣需求量增長很快,生產(chǎn)量增長越來越無1、表2,并具有以下特點(diǎn):法滿足需求量的增長。石油進(jìn)口依存度,由1995年(1)外觀象重油,可以象油一樣通過管道泵送的6.6%上升為2000年的25%,到2005年為運(yùn)輸、裝卸、用罐貯存;可通過閥門控制流量;通過特42.9%。預(yù)計(jì)到2010將上升為50%,2020年上升制的壓力表、流量計(jì)測量壓力和流量。鍋爐房爐前到60%左右。如此嚴(yán)重依賴國外供應(yīng),不僅耗資巨燃料系統(tǒng)設(shè)備和燃油機(jī)組十分相似。大,而且危及國家能源安全,容易受制于人。因此從(2)可以象重油一樣用壓縮空氣或蒸汽進(jìn)行霧戰(zhàn)略上看,中國煤炭豐富,要充分發(fā)揮煤的作用,中化后燃燒,著火、燃燒穩(wěn)定,保留了煤粉的燃燒特性。國的燃料在相當(dāng)長的時(shí)期要依靠煤,要把煤的潔凈但啟動(dòng)時(shí)間比煤粉爐要長,負(fù)荷變動(dòng)適應(yīng)性強(qiáng)。燃化和潔凈化燃燒作為一個(gè)戰(zhàn)略問題來考慮這是一燒效率一般為97%-99%件十分重要的工作,其中煤的潔凈化燃料——水煤(3)水煤漿約含32%水分,在常溫全封閉狀態(tài)漿在我國推廣應(yīng)用符合能源國情。下輸送不會(huì)爆炸、自燃,減少了貯存運(yùn)輸?shù)姆阑鹨?水煤漿特性與優(yōu)勢求不同的煤漿產(chǎn)品是根據(jù)煤與不同流體的混合來(4)沒有煤炭在貯運(yùn)過程中的物料損失(約命名的。3%),鍋爐現(xiàn)場沒有龐大且粉塵飛揚(yáng)的煤場、輸煤(1)油煤漿—50%煤粉和50%油的混合物。制粉及干燥系統(tǒng)。環(huán)境衛(wèi)生、噪音與燃油機(jī)組相似。(2)油水煤漿——煤粉、油和10%以上水的混5)爐后除塵除渣設(shè)備及灰場容量比燃煤機(jī)組合物。要小許多。灰場容量僅為燃煤機(jī)組的1/4?；覉鰮P(yáng)(3)水煤漿—60%-70%的煤粉和40%塵對大氣造成的二次污染較小。表1普通水煤漿主要技術(shù)指標(biāo)30%的水及少量添加劑的混合物。(4)煤-甲醇漿—60%的煤粉和40%的甲醇號(hào)項(xiàng)目指標(biāo)質(zhì)量濃度(66±2)%的混合物。粘度1200±200mpa·s根據(jù)原煤的灰分高低可分為:超低灰煤漿;低灰粒度上限300gm煤漿;中灰煤漿;髙灰煤漿。其中高灰煤漿又叫煤泥平均粒度煤漿,它是用洗煤泥與水混合而成的,可作為礦區(qū)工灰分A<10%業(yè)鍋爐替代優(yōu)質(zhì)煤的代用燃料。硫分Su此外,還有石油焦?jié){(石油焦為低灰高熱值的7揮發(fā)分V28%~35%發(fā)熱量19MJ石油殘?jiān)?,石油焦?jié){又可分為石油焦與油混合的灰熔點(diǎn)ST1300℃油焦?jié){和水與石油焦?jié){混合的水焦?jié){。穩(wěn)定期我們所說的水煤漿是一種新型煤基流體燃料,表2一種水煤漿燃料成分分析項(xiàng)目(單位)C%且,%0,%S/%N第A第M第第Q水煤漿0.9833.0335.571.1水煤漿環(huán)保性優(yōu)勢的燃燒活性,并使煤炭從傳統(tǒng)的固體燃料轉(zhuǎn)為一種常用水煤漿由于經(jīng)過浮選凈化,可除去原料煤液體燃料正是這點(diǎn)帶來了很多優(yōu)點(diǎn)使得水煤漿在中灰分的50%-70%,黃鐵礦的409%-90%,故水常溫下運(yùn)動(dòng)粘度為800-1200mpa·,可類似燃料煤漿是低灰低硫燃料。燃燒后可實(shí)現(xiàn)煙塵、SO2的油那樣泵送、霧化和燃燒;也可經(jīng)長距離管道輸送到低排放。實(shí)際應(yīng)用還證明:燃燒水煤漿時(shí)其排煙中終端直接燃用使得水煤漿從生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)到燃燒整的NOx也大大下降,這是因?yàn)槿剂闲秃蜔崃π蚇Ox個(gè)過程都是封閉的,這將比直接使用煤炭更干凈均得到控制。因此,水煤漿是比較潔凈的燃料。其(1)水煤漿鍋爐的煙塵排放計(jì)算與比較中水雖然不能提供熱量,在燃燒過程中蒸發(fā)還會(huì)造水煤漿燃燒后產(chǎn)生的煙塵來源于兩個(gè)方面:成熱損失,約占燃料熱值的4%,但水卻能提高煤炭個(gè)是煤中的灰分這占最主要的部分;另一個(gè)是煤中·研究與開發(fā)·水煤漿工業(yè)鍋爐優(yōu)勢分析及系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)沒有燃盡的炭粒子,其所占份額很少。(如表3)來計(jì)算其燃燒后煙塵排放量。以下以我國最具代表性的山東八一水煤漿成分表3八一水煤漿成分與特性濃度粘度平均粒度灰分硫分揮發(fā)分熱值穩(wěn)定期/kcal·k67±11200±200<7精煤灰0.6×68%=0.408>3精煤揮4600-500分<10精煤硫分是0.6%發(fā)分>35首先計(jì)算1kg水煤漿原始煙塵排放質(zhì)量G通常達(dá)98%以上)。因此計(jì)算得出的q值是偏高(mg):G=(105x灰分份額+105×煤粉濃度x炭份的。盡管這樣,計(jì)算得到的煙塵的排放濃度q仍遠(yuǎn)額x(1-燃盡率)〕×飛灰份額≈(10°×7%+106遠(yuǎn)低于國家對二類地區(qū)規(guī)定的200mg/Nm3(國標(biāo)68%(1-10%)×(1-33%-0.408%)×(1-GB13271-2001,下同)。97%)〕×90%≈74004mg如采用靜電或布袋除塵器,取除塵效率n=上述“飛灰份額”按國內(nèi)電力設(shè)計(jì)院現(xiàn)行計(jì)算9%,則可計(jì)算出燃燒1kg水煤漿煙塵的排放濃度q辦法,取90%。=G×(1-99%)÷11.602≈63.79mg/Nm3<80meg釆用臺(tái)式水膜脫硫除塵器取除塵效率n=Nm3?？蛇_(dá)到國家對一類地區(qū)規(guī)定的80mg/Nm3排98%;燃燒1kg水煤漿的折算煙氣量V=11.602放標(biāo)準(zhǔn)。Nm3(折算煙氣量是按a=1.8計(jì)算得到的;計(jì)算時(shí)取這說明燃燒水煤漿的煙塵排放經(jīng)過處理完全可燃料熱值為4800kl/kg、理論空氣量W=5.23以達(dá)到排放規(guī)定。Nm3/kg、a=12時(shí)實(shí)際計(jì)算煙氣量約8.465Nm3)(2)水煤漿鍋爐的SO2排放計(jì)算與比較則可計(jì)算出燃燒1kg水煤漿煙塵的排放濃度q=G燃燒水煤漿或重油時(shí),燃料中的硫分95%以上(1-98%)÷11.602≈127.57mg/Nm3<200mg/轉(zhuǎn)化成SO2,只有很少量的硫轉(zhuǎn)化成SO3,因此,這里以燃料中硫分全部轉(zhuǎn)化成SO2來計(jì)算。仍按八一水由于在上述計(jì)算中,灰分、水煤漿濃度按高限值煤漿進(jìn)行計(jì)算。選取而燃盡率取下限97%(水煤漿中炭的燃盡率表4水煤漿鍋爐和重油鍋爐SO2排放濃度計(jì)算比較燃燒1kg燃料燃料硫分燃料含燃燒14燃料廣生熱值(M·kg)產(chǎn)生的煙氣量SO2排放濃度//Nm/(mg·Nm-3水煤漿0.4084080816019.9111.602(a=1.8)低硫1.01000020000重油普通2.5250005000013.5(a=1.2)注:表中過量空氣系數(shù)α按國家環(huán)境保護(hù)總局規(guī)定選取。國家對燃煤和重油的排放濃度均規(guī)定為900燃料燃燒生成NOx的影響因素很多,機(jī)理復(fù)mg/Mm3。這說明燃燒水煤漿鍋爐的SO2排放濃度雜。但各類鍋爐燃燒產(chǎn)生的Nox主要有熱力型可以達(dá)到國家環(huán)保要求,而燃燒重油鍋爐的SO2排NOx和燃料型NOx。這兩種都隨著爐膛溫度升高放濃度已大大超標(biāo)。而增加。溫度在影響NOx生成的各因素中起重要由于水煤漿是一種煤基流體燃料,可很方便進(jìn)作用。對于水煤漿鍋爐,因燃料中含有30%以上的行爐前日用漿罐中加入脫硫劑,如CaCO3、Ca水分(比煤粉含的水分高很多倍,比重油含的水分(OH)2、CaO等,當(dāng)CaS比達(dá)到1時(shí)脫硫率可達(dá)到要高出幾十倍),其在爐內(nèi)蒸發(fā)需要大量的汽化熱75%,則s02排放濃度僅為184mg/Nm3。遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于爐內(nèi)溫度水平比煤粉爐低比重油鍋爐更低,因此水國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,且在水煤漿燃燒中脫硫工藝簡單,煤漿鍋爐產(chǎn)生的Nox相對是比較低的。無需增加額外設(shè)備,并且不產(chǎn)生二次污染。國家對燃油鍋爐NOx的排放濃度規(guī)定為400水煤漿鍋爐的NOx排放計(jì)算與比較Nm3,但國內(nèi)現(xiàn)有燃油鍋爐很難達(dá)到這個(gè)規(guī)定,工2007年第3期(總第103期)對燃煤鍋爐,目前還沒有規(guī)定Nox的排放標(biāo)準(zhǔn),從料油那樣泵送霧化和燃燒,約2t水煤漿可代替lt已運(yùn)行的水煤漿鍋爐測定,NOx的排放都大大低于油。但在燃料價(jià)格與運(yùn)行費(fèi)用與除煤外的其它燃料00 mg/Nm相比具有明顯的優(yōu)勢,在滿足環(huán)保要求情況下,為企1.2水煤漿經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。具體對比見表5表6。水煤漿由于是一種煤基流體燃料,可以類似燃表5幾種燃料單位價(jià)格序號(hào)項(xiàng)目上海市場價(jià)單位發(fā)熱量1000keal發(fā)熱量折合液化氣4.9元/kg10 000 kcal/kg0.490元天然氣2.3元/m38 000 kcal0.288元城市煤氣1.2元/m33800kcl/m30.316元輕柴油5.7元/kg10 000 kcal/kg0.570元重油元/kg10 000 keal/kg0.350元水煤漿0.7元/kg4 500 kcal/kg0.15元70.56元/k6 200 keal/kg0.08元表6水煤漿與煤油、氣運(yùn)行成本比較表(以6th蒸汽鍋爐為例)項(xiàng)目天然氣城市煤氣輕柴油重油原煤水煤漿燃料單價(jià)/元·kg1、元·m-32.325.703.500.70燃料耗量/kgh1、Nm3hi1.020912燃料成本/元·h11449638總功率/kW47.1耗電成本/元14.82年運(yùn)行費(fèi)用/萬元,按24h/d78586616121070300d/a計(jì)算與水煤漿相比增運(yùn)行費(fèi)用萬元+302+383+11432水煤漿燃燒機(jī)理及存在問題燒要復(fù)雜和困難得多,因此,水煤漿作為燃料燃燒我們所說的水煤漿是由67%左右的煤粉、32必須解決快速著火、穩(wěn)定燃燒、完全燃盡問題左右的水和1%左右的添加劑組成的漿體,因此其21水媒漿快速著火問題最終燃燒本質(zhì)上是和煤粉燃燒類似的懸浮燃燒,全著火困難是水煤漿的一個(gè)難點(diǎn)因?yàn)樗簼{是部燃燒過程在爐膛空間內(nèi)完成水煤漿以霧炬形式由煤粉水少量添加劑混合而成,在著火過程中水噴人爐膛,受到高溫?zé)煔獾膶α骷拜椛渥饔?以極高分蒸發(fā)需要吸收大量著火熱。對不同水煤漿著火熱的速度被加熱霧炬經(jīng)歷了加熱、水分蒸發(fā)析出、軟進(jìn)行計(jì)算,其蒸發(fā)熱及其著火熱與煤粉著火熱的比化結(jié)團(tuán)、霧炬擴(kuò)散揮發(fā)分析出、著火燃燒、焦炭燃燒值見表7。及燃盡等并存重疊的過程。水煤漿燃燒組織與煤粉表7水煤漿蒸發(fā)熱及其著火熱與煤粉著火熱的比值燃燒組織的一個(gè)顯著不同,就是水煤漿未經(jīng)過一個(gè)水分/%水分蒸發(fā)占水煤漿與煤粉總著火熱比例著火熱之比干燥過程就直接霧化噴射到爐內(nèi)進(jìn)行燃燒,這將大00l.0大增加水煤漿預(yù)熱著火所需要的時(shí)間,增加燃燒段0.34距離和著火熱。水煤漿所含的水分在水煤漿滴著火0.47前必須蒸發(fā)蒸發(fā)吸熱量將大大延遲著火。因此對400水煤漿燃燒機(jī)理的研究表明,影響水煤漿燃燒的因素十分復(fù)雜,除影響煤粉燃燒的因素如:煤的特性、根據(jù)水煤漿燃燒機(jī)理的研究結(jié)果,水分蒸發(fā)占煤顆粒度大小、過量空氣、溫度、配風(fēng)方式、爐膛結(jié)構(gòu)煤漿燃盡總時(shí)間的6%~8%,濃度越低,所占的時(shí)等外,影響水煤漿燃燒的因素還有水煤漿濃度、霧化間百分比就越高。因此水煤漿不可能靠自身燃燒實(shí)燃現(xiàn)點(diǎn)火和燃燒,必須有輔助燃料來幫助其著火。水研究與開發(fā)水煤漿工業(yè)鍋爐優(yōu)勢分析及系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)分對燃燒過程的影響還表現(xiàn)在燃燒溫度方面,水煤煙溫度升高,最后被迫停爐清渣。漿的水分增加使得部分熱量將消耗在加熱水中并3水煤漿工業(yè)鍋爐研制及系統(tǒng)優(yōu)化使其汽化和過熱上,使燃燒溫度下降。當(dāng)水分過高我國一次能源消耗以煤為主,在相當(dāng)長時(shí)間內(nèi)時(shí),由于理論燃燒溫度過低,將直接影響媒漿著火和無法改變。據(jù)中國電器工業(yè)協(xié)會(huì)工業(yè)鍋爐分會(huì)統(tǒng)燃燒的穩(wěn)定性。計(jì),2004年僅對燃煤和燃油(氣)鍋爐進(jìn)行對比,按2.2水煤漿穩(wěn)定燃燒和燃盡的問題蒸噸數(shù)燃煤鍋爐占77.61%(其中鏈條爐排占水煤漿燃燒本質(zhì)上是和煤粉燃燒類似的懸浮燃80%);據(jù)中國工程院按適度發(fā)展模式預(yù)測,主要能燒全部燃燒過程在爐膛空間內(nèi)完成所以應(yīng)充分源所占比例中,到2020年煤將占60%左右,2050年考慮煤顆粒在懸浮過程中燃盡所需的燃燒時(shí)間。而煤仍占50%左右。因此作為國內(nèi)燃油燃?xì)忮仩t的這個(gè)時(shí)間與爐膛容積大小、燃燒火炬在爐膛中的充專業(yè)生產(chǎn)廠家我公司為順應(yīng)國家產(chǎn)業(yè)政策和能源滿度或均勻性有關(guān)。基于這一點(diǎn)認(rèn)識(shí)在進(jìn)行水煤政策,202年正式開始水煤漿工業(yè)鍋爐研制開發(fā),漿爐膛設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)合理確定爐膛容積熱負(fù)荷,一般以從爐前供漿系統(tǒng)、燃燒裝置、鍋爐本體尾部煙塵處550-900MJ/m3為宜。其次為保證水煤漿穩(wěn)定著理及自控系統(tǒng)進(jìn)行了一體化設(shè)計(jì)已開發(fā)完成46、火、燃燒和滿足爐膛容積熱負(fù)荷的需要,在爐前均需10、15、20h燃水煤漿工業(yè)鍋爐,其鍋爐系統(tǒng)(詳見增設(shè)穩(wěn)燃室。穩(wěn)燃室的容積設(shè)計(jì)有一定要求,存在圖1)除了具有和燃油、燃?xì)忮仩t系統(tǒng)相同的系統(tǒng)LD的合理關(guān)系,也不能無限增大穩(wěn)燃室。(供油系統(tǒng)或供氣系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)、水處理系統(tǒng)、蒸2.3水煤漿燃燒爐膛結(jié)渣的問題汽或熱水系統(tǒng)、排煙系統(tǒng))外,還增加了供漿系統(tǒng)為了使水煤漿快速著火和穩(wěn)定燃燒需設(shè)置穩(wěn)燃(包括儲(chǔ)漿罐、輸漿泵、日用漿罐、供漿泵、在線過濾室雖然有利于水媒漿的快速著火穩(wěn)定燃燒和燃器流量計(jì)等)、霧化介質(zhì)系統(tǒng)(空氣壓縮機(jī)、儲(chǔ)氣罐盡,但也會(huì)帶來結(jié)渣危險(xiǎn),尤其是在燃料灰熔點(diǎn)低而或蒸汽)、清洗水系統(tǒng)、除灰系統(tǒng)(出渣機(jī)、沉淀池燃燒熱負(fù)荷偏高的情況下。爐墻的耐火磚一旦結(jié)渣煙氣處理系統(tǒng)(省煤器、除塵器、引風(fēng)機(jī)),并對國內(nèi)很難自行脫落而且越積越厚甚至把水冷壁管埋在水煤漿工業(yè)鍋爐狀況進(jìn)行了調(diào)研和分析對水煤漿焦渣中,使?fàn)t膛冷卻進(jìn)一步惡化,爐膛溫度隨之升工業(yè)鍋爐系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。高,進(jìn)而又加劇結(jié)渣。積渣還會(huì)破壞煙氣流場,更加劇了結(jié)渣,運(yùn)行工況惡性發(fā)展的結(jié)果使負(fù)荷下降,排點(diǎn)火油箱蒸汽出口「點(diǎn)火供油泵燃水煤漿鍋爐主機(jī)十}會(huì)供漿水煤漿供漿泵過濾器煤器除塵器引風(fēng)機(jī)煙囪攪拌器水煤漿供應(yīng)卸漿泵空氣壓縮機(jī)空氣罐鼓風(fēng)機(jī)給水泵圖1水煤漿工業(yè)鍋爐系統(tǒng)流程3.1水煤漿工業(yè)鍋爐爐前供漿系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)器、流量計(jì)等組成。由于水煤漿中煤粉顆?？赡艽娴裙I(yè)鍋爐2007年第3期(總第103期)應(yīng)盡量簡化系統(tǒng)流程,縮短水煤漿管路,保證管路順3暢,對此進(jìn)行了模塊化設(shè)計(jì)(如圖2所示),使得爐前供漿系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn):(1)模塊化設(shè)計(jì):日用漿罐、螺桿泵、過濾器、水路、管路、氣路、閥門,集中優(yōu)化的裝在一個(gè)工作臺(tái)上,便于安裝、管理操作(2)全流量循環(huán)回路設(shè)計(jì):防止水煤漿靜態(tài)沉圖3撞擊式多級(jí)霧化煤漿噴嘴示意圖淀、管道堵塞;級(jí)混合室2-二級(jí)混合室3-噴嘴頭部(3)水沖洗、氣吹掃:具有停爐保護(hù)功能4撞擊件5—級(jí)霧化氣6-二級(jí)霧化氣7-三級(jí)霧化氣備用口過濾器電機(jī)同時(shí),結(jié)合我公司專業(yè)的燃油(氣)燃燒器控制和調(diào)試技術(shù),進(jìn)行了專用水煤漿燃燒裝置的研發(fā),并引入燃油(氣)燃燒器控制技術(shù),使之具有輕油、水進(jìn)氣口煤漿兩用功能。在運(yùn)行時(shí)輕油點(diǎn)火、助燃、水煤漿燃總回漿口進(jìn)水口日用漿罐且馨是燒在水煤漿系統(tǒng)不正?；蜻M(jìn)行檢修時(shí),可以燃用輕油。該燃燒裝置主要控制部件均采用進(jìn)口件,運(yùn)行漿泵安全可靠、穩(wěn)定,故障率低。過濾器其主要功能有點(diǎn)火前預(yù)吹掃,消除爐膛內(nèi)可能積存的可燃物,防止點(diǎn)火時(shí)爆燃引發(fā)事故;自動(dòng)順序點(diǎn)火裝置防止誤操作;火焰自動(dòng)檢測,點(diǎn)火失敗保圖2爐前供漿系統(tǒng)護(hù),防止未燃噴油;自動(dòng)小火油點(diǎn)火,二段大火引燃32水煤漿工業(yè)鍋爐燃燒系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)煤漿;達(dá)到設(shè)定溫度煤漿著火停大火小火;送風(fēng)量通過對水煤漿燃燒機(jī)理的研究表明,影響水煤可調(diào)節(jié);在出現(xiàn)故障或達(dá)到設(shè)定溫度及正常停爐時(shí)漿燃燒的因素十分復(fù)雜其燃燒顯然比純粹的煤粉能夠利用壓縮空氣和水反復(fù)沖洗、吹掃燃燒器部分和油燃燒要復(fù)雜和困難得多,目前還沒有很成熟的的水煤漿管路系統(tǒng)無需取出水煤漿噴槍清洗保證水煤漿燃燒器系列規(guī)格存在燃燒器與鍋爐設(shè)計(jì)相下次噴漿的正常進(jìn)行;該燃燒裝置已申報(bào)了多項(xiàng)國互脫節(jié)往往造成相互匹配性差燃燒裝置結(jié)構(gòu)簡家專利。其主要性能指標(biāo)見表8單、只能燒水煤漿不能燒油、從點(diǎn)火到停爐全過程均表8水煤漿燃燒器主要性能指標(biāo)為手動(dòng)式用棉紗火把蘸油點(diǎn)燃輕油簡易式輕油噴序號(hào)性能指標(biāo)管用手工閥門開關(guān);配風(fēng)亦用手工開關(guān),風(fēng)量大將火1燃漿量150~4000kg/h吹滅,風(fēng)量不足將冒黑煙將火吹滅后噴油管不能迅2負(fù)荷調(diào)節(jié)≥1:2速關(guān)閉,噴到爐膛內(nèi)的輕油立即揮發(fā)成油氣,再次點(diǎn)3控制方式自動(dòng)控制火時(shí),往往發(fā)生爆燃;燃燒裝置無熄火保護(hù)裝置、無4噴嘴使用壽命3000h自動(dòng)前、后吹掃;噴嘴磨損快、壽命短等問題。5過量空氣系數(shù)1.15-1.2≤100℃我公司針對目前燃燒裝置存在的系統(tǒng)性問題進(jìn)6預(yù)熱空氣溫度行了認(rèn)真分析,先對燃燒裝置中噴嘴結(jié)構(gòu)進(jìn)行了確7燃燒器阻力0定經(jīng)過比較研究確認(rèn)多級(jí)撞擊式結(jié)構(gòu)(如圖3)在水8霧化粒徑100%≤300μm煤漿噴嘴使用中是較好的一種噴嘴型式在其氣力霧9霧化介質(zhì)壓縮空氣或蒸汽10霧化氣耗率噴嘴中煤漿的霧化分兩個(gè)階段第一階段是將煤I1碳轉(zhuǎn)化率≥95%漿流或煤漿膜在髙速氣流作用下破碎成煤漿滴,一般12燃料兼容水煤漿/油把煤漿的這一霧化階段稱初次霧化。第二階段是煤漿滴在高速氣流作用下被破碎成更小的霧滴,一般稱3.3水煤漿工業(yè)鍋爐本體優(yōu)化設(shè)計(jì)這一階段為煤漿的二次霧化。并對水煤漿噴嘴進(jìn)行針對水煤漿燃燒特性而設(shè)計(jì)鍋爐本體(如圖4了多次試驗(yàn)最終采用種特殊的陶瓷材料進(jìn)行鑲嵌所示),具有合理的懸浮燃燒空間和停留時(shí)間。制作,保證了其使用壽命在300h以上。研究與開發(fā)·水煤漿工業(yè)鍋爐優(yōu)勢分析及系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)上鋼博3.5水煤漿工業(yè)鍋爐自控系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)我公司在開發(fā)水煤漿工業(yè)鍋爐前期就引入燃油(氣)鍋爐的控制理念,從爐前供漿系統(tǒng)、燃燒裝置鍋爐本體、尾部煙塵處理等進(jìn)行了一體化控制策劃和設(shè)計(jì),結(jié)合我公司專業(yè)燃油(氣)鍋爐的控制技術(shù),采用先進(jìn)可編程控制器和觸摸屏作為人機(jī)界面及變頻控制技術(shù),具有多項(xiàng)自動(dòng)保護(hù)技術(shù)措施并具預(yù)燃室擋火墻/爐膛下鍋籬有變頻自動(dòng)控制和調(diào)節(jié)功能替代了傳統(tǒng)的繼電器圖4鍋爐本體結(jié)構(gòu)示意圖控制。這種采用人機(jī)界面的操作控制方式,既增加為了保證水煤漿快速著火設(shè)計(jì)了預(yù)燃室。該預(yù)了控制的安全性和可靠性,又給操作維護(hù)帶來了極燃室與鍋爐本體一體化設(shè)計(jì),內(nèi)置于鍋爐爐膛前部,大的方便性,真正實(shí)現(xiàn)了智能化,使水煤漿工業(yè)鍋爐在水冷壁上合理布置銷釘采用耐高溫抗?jié)B透的耐具有了良好負(fù)荷調(diào)節(jié)功能負(fù)荷在50%-100%之火材料整體澆筑而成,防止預(yù)燃室結(jié)渣融合,延長預(yù)間可任意調(diào)節(jié)并通過變頻調(diào)節(jié)使水煤漿、空氣配比燃室的使用壽命,預(yù)燃室出口兩側(cè)設(shè)置一定寬度和達(dá)到理想燃燒比例保證了水煤漿的正常穩(wěn)定燃燒,高度的擋火墻,使預(yù)燃室形成一個(gè)半開放空間,使預(yù)實(shí)現(xiàn)了排煙溫度上限報(bào)警保護(hù)、失電自鎖保護(hù)點(diǎn)火燃室溫度能夠快速升到水煤漿著火要求的溫度,保失敗聯(lián)鎖保護(hù)、異常熄火聯(lián)鎖保護(hù)、電機(jī)過載聯(lián)鎖保證了水煤漿快速著火同時(shí)正常燃燒時(shí),也能使預(yù)護(hù)、霧化空氣欠壓聯(lián)鎖保護(hù)高限水位報(bào)警,超低水燃室溫度控制在合適的范圍內(nèi)保證水煤漿穩(wěn)定燃位聯(lián)鎖保護(hù)、汽壓超高聯(lián)鎖保護(hù)、漿壓超高報(bào)警保燒顆粒燃盡,并使燃盡的煤灰不產(chǎn)生熔化結(jié)渣,預(yù)護(hù)給水故障報(bào)警保護(hù)等多項(xiàng)保護(hù)功能,確保了水煤燃室落灰由底部落灰斗排走。漿工業(yè)鍋爐運(yùn)行的可靠性和安全性。34水煤漿工業(yè)鍋爐煙氣處理優(yōu)化設(shè)計(jì)水煤漿作為一種低灰低硫新型煤基流體燃料,4結(jié)論燃燒后仍然會(huì)產(chǎn)生煙塵、SO2、NOx排放,必須進(jìn)行(1)水煤漿作為一種煤基潔凈化燃料,可類似尾部煙氣處理,我公司為此設(shè)計(jì)了兩種方案:燃料油那樣泵送、霧化和燃燒也可經(jīng)長距離管道輸(1)采用帶文丘里管的濕式脫硫除塵器:煙氣送到終端直接燃用使水煤漿從生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)到燃燒,切向進(jìn)人筒體內(nèi),經(jīng)過文丘里喉部的縮放,煙氣流速整個(gè)過程都是封閉的,具有良好的環(huán)保性和經(jīng)濟(jì)性,從慢到快再到慢煙氣中的細(xì)小塵粒被氣霧濕潤而其推廣應(yīng)用符合我國國情。凝聚使其比重加大,沿除塵器內(nèi)壁螺旋向上運(yùn)動(dòng),(2)通過以上整體系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和用戶實(shí)際在離心力的作用下,粒徑較大的煙塵及濕潤凝聚的使用情況,水煤漿工業(yè)鍋爐能夠做到快速著火高效煙塵從煙氣中被分離出來較凈化的煙氣在引風(fēng)機(jī)燃燒和燃盡、安全連鎖、自動(dòng)控制;尾部煙氣處理不的引力作用下,繼續(xù)向上運(yùn)行,與水膜接觸被強(qiáng)制捕僅能達(dá)到國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的要求,甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于環(huán)保捉流入沉淀池,因而達(dá)到除塵凈化的目的。指標(biāo)。(2)采用布袋除塵器系統(tǒng):通過爐前日用漿罐(3)通過對整個(gè)系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì),水煤中加入脫硫劑,如CaCO3、Ca(OH)2、Ca0等進(jìn)行爐漿工業(yè)鍋爐將會(huì)有很好發(fā)展前景。盟內(nèi)燃燒脫硫尾部煙氣采用布袋除塵器僅對煙塵進(jìn)參考文獻(xiàn)行處理由于布袋除塵效率可達(dá)99%,爐內(nèi)脫硫效1岑可法等煤漿燃燒流動(dòng)傳熱和氣化的理論與應(yīng)用率可達(dá)75%左右,使煙氣最終排放遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國家標(biāo)技術(shù)[M].杭州:浙江大學(xué)出版社,1997準(zhǔn)的規(guī)定,且在水煤漿燃燒中脫硫工藝簡單,無需增2]邢飛熊中國工業(yè)鍋爐產(chǎn)品現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J工業(yè)鍋爐,2006,(1)加額外設(shè)備,并且不產(chǎn)生二次污染,我們認(rèn)為應(yīng)優(yōu)先(3]霍永春兩種脫硫劑在水煤漿鍋爐燃燒脫硫中實(shí)驗(yàn)比較采用。[刀].工業(yè)鍋爐,2006,(2)