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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流水煤浆技术发展方向平顶山工业职业技术学院毕 业 设 计 （论文） 任 务 书姓名 高梦妍 专业 煤炭深加工与利用 任 务 下 达 日 期 2012 年 5 月 1 日设计（论文）开始日期 2012 年 5 月 1 日设计（论文）完成日期 2012 年 5 月 1 日设计（论文）题目： 水煤浆技术的发展方向 A编制设计 B设计专题（毕业论文） 指 导 教 师 罗晓强 系（部）主 任 杜卫新 2012 年 5 月 1 日平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）答辩委员会记录 化工 系 煤炭深加工与利用专业，学生 高梦妍 于 2012 年 5 月 1
2、 日进行了毕业设计（论文）答辩。设计题目： 水煤浆技术发展方向 专题（论文）题目：水煤浆技术发展方向 指导老师： 罗晓强 答辩委员会根据学生提交的毕业设计（论文）材料，根据学生答辩情况，经答辩委员会讨论评定，给予学生 毕业设计（论文）成绩为 。答辩委员会 人，出席 人答辩委员会主任（签字）： 答辩委员会副主任（签字）： 答辩委员会委员： ， ， ，平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）评语第 页共 页学生姓名： 高梦妍 专业： 煤炭深加工与利用 年级： 07级五年制煤加二班 毕业设计（论文）题目： 水煤浆技术发展方向 评 阅 人： 指导教师： （签字） 2012 年 5 月 1 日成 绩： 系
3、（科）主任： （签字） 2012 年 5 月 1 日毕业设计（论文）及答辩评语： 摘要水煤浆是一种新型煤基流体燃料，是国家的高新技术产品和重点环保推广产品。它是由一定比例的煤、水、化学添加剂混合加工而成，具有浓度高、粒度细、流变性好，燃烧效率高，负荷调节范围大，环保节能、安全高效等优点。是目前我国一项现实的洁净煤技术。水煤浆是20世纪70年代末世界石油危机以后开发出来的煤炭新产品，是一种可以代替重油和煤的新型洁净燃料。水煤浆在各种工业应用中，燃烧效率达到98%以上，是燃烧散煤的一倍，接近或达到燃油水平；一般两吨水煤浆可代替一吨重油，可在工业锅炉、电站锅炉和工业窑炉等代油或煤、气燃用。由于水煤浆
4、采用洗选加工后的精煤制备，灰分含量小于7%，硫分含量小于0.5%，因此燃用水煤浆环境质量优于燃重油。2003年2月，北京环保监测中心对水煤浆燃烧情况的监测证明：除尘以后的烟尘排放浓度为39mg/m3，SO2排放浓度为58 mg/m3，由于水煤浆燃烧时火焰中心温度比燃油和燃煤粉低150200，能有效抑制NO的生成，因此NO的排放要低于燃油和燃煤粉。水煤浆在储存、运输过程中也不污染环境，在储、运过程中不易燃、不易爆，安全可靠。关于水煤浆应用的可行性，国务院各部委多次发文给予鼓励和肯定。关键词：水煤浆，锅炉，气化，环保，节能AbstractCWM is a new coal-based liquid
5、 fuel, is a national key high-tech products and promote environmentally friendly products. It is a certain proportion of coal, water, chemical additives, processed mixture with high concentrations of fine granularity, good theology, combustion efficiency, load adjustment range, environmentally frien
6、dly energy saving, safety and efficiency advantages. Is a real clean coal technology in China. CWM is the late 20th century, the world oil crisis 70 years after the development of new products out of coal, is a substitute for heavy oil and coal the new clean fuel. CWS in a variety of industrial appl
7、ications, the combustion efficiency of 98%, and the burning of coal for the double, close to or reach the oil level; general two tons of coal-water slurry can replace a ton of fuel oil in industrial boilers, power station boilers and industrial furnaces, etc. on behalf of oil or coal, gas burning. A
8、s the coal slurry by washing the coal preparation after processing, less than 7% ash content, sulfur content of less than 0.5%, the quality of the environment than burning coal-water slurry fuel with heavy oil. February 2003, Beijing Environmental Protection Monitoring Center Mine Coal Slurry Combus
9、tion monitoring to prove: dust emission concentration of dust after 39mg/M3, SO2 emission concentration to 58 mg/M3, as coal-water slurry combustion flame core temperature lower than oil and coal powder 150 -200 , can effectively inhibit the formation of NO, so NO emissions to less than oil and coal
10、 powder. CWS in the storage, transport process does not pollute the environment, in storage, transport, process non-flammable, non-explosive, safe and reliable. Application on the feasibility of coal-water slurry, wagons issued a document several times to encourage and affirm.Key words：Coal water sl
11、urry，Boiler，Gasification，Environmental protection，Energy saving.目 录第1章 国内水煤浆发展现状11.1 我国水煤浆发展现状11.2 水煤浆的发展11.3 当前发展水煤浆的迫切性2第2章 水煤浆技术42.1 什么是水煤浆42.2 水煤浆添加剂5第3章 水煤浆锅炉技术93.1 水煤浆锅炉技术93.2 水煤浆锅炉开发及改造的前景113.3 水煤浆锅炉的优越性113.4 水煤浆锅炉节能改造技术163.5 水煤浆锅炉应用的可行性17第4章 水煤浆气化技术184.1 水煤浆气化技术在中国的应用及其发展184.2 煤浆气化技术的引进与完善18
12、4.3 中国水煤浆技术进入产业化推广阶段204.4 中国水煤浆气化技术的研究与开发21第5章 超净煤的分选与1/2精细水煤浆的制备245.1 超净煤的分选245.2 精细水煤浆的制备255.3 精细水煤浆的燃用255.4 精细水煤浆的全方位评价265.5 研究开发近况27第6章 水煤浆的应用前景296.1 水煤浆的背景296.2 水煤浆发展现状296.3 应用水煤浆的优越性306.4 应用状况分析316.5 本章小结31第7章 结论32参考文献34致 谢35.精品文档.毕 业 设 计（论文）（说 明 书）题 目： 水煤浆技术发展方向姓 名： 高梦妍 编 号： 5070729 平顶山工业职业技术
13、学院 2012年 5月 1日第1章 国内水煤浆发展现状1.1 我国水煤浆发展现状 我国自20世纪80年代开始从事水煤浆技术的研究，自“六五”后多次进入国家攻关计划，先后有30多个单位参加研制和开发，至今已形成了一定规模的科研基地。水煤浆技术已成功地推向了市场，2001年始先后投建大同汇海、广东茂名、胜利油田等3个大型浆厂。我国已建成大型水煤浆厂10座，先后完成了动力锅炉、电力锅里、轧钢锅炉、热处理炉、干燥窑等炉窑燃用水煤浆的工程试验，至今全国已建成和在建的水煤浆厂有30多个，其中50万吨/年以上规模地有近20家。我国从1982年开始对水煤浆技术进行研究开发和工业性试验，目前已进入工业性示范应用
14、和快速商业化阶段。山东白杨河电厂230t/h燃油锅炉1999年经近千小时连续燃烧水煤浆，燃烧效率98以上，锅炉效率89以上，负何调节范围40100%(2Ew5Mw)。茂名热电厂由于国际油价不断上涨，于2000年5月对其进行改烧水煤浆改造，改造工程于2000年10月完成，并试烧水煤浆成功。经有关部门测定各项指标均达到设计要求，各项环保指标均符合国家环保法规的要求。浙江华能绍兴轧钢厂的轧钢加热炉，以水煤浆作为唯一燃料，自1992年改烧水煤浆(原烧煤)以来一直在运行，效果很好。中小型水煤浆锅炉（1-35T）和陶瓷工业中的窑炉自2001年以来，在我国也在快速发展。目前，全国约有近千台上述炉子在应用，发
15、展速度迅猛，每年以200%的速度在增长，主要分布在山东、四川、广东、云南、东北、江苏、新疆、北京等地。青岛是国家环保总局重点支持的水煤浆锅炉应用的示范区，随着青岛市环保力度不断加大，水煤浆锅炉快速增加，目前有水煤浆锅炉四十余台。1.2 水煤浆的发展国家发改委十分重视节约和替代石油工作。为促进节约和替代石油工作，国家发改委委近几年在国债支持项目中均安排了改造燃烧器节约重油项目、洁净煤替代燃油改造项目等。2005年国家发改委发布节能中长期专项规划，提出十一五期间要节约和替代石油3800万吨。2008年7月，国家发改委会同科技部、财政部等有关部门下发了十一五十大重点节能工程实施意见，将节约和替代石油
16、作为重点节能工程之一。上半年第一批节能国债项目安排了包括水煤浆代替燃料油的9个节约和替代石油项目，总投资9.25亿元，每年可节约和替代石油116万吨。1.3 当前发展水煤浆的迫切性由于国际石油市场的变化，油价上涨太快，对经济发展将起到抑制作用；我国对国外石油的依赖性太大，对国家安全会构成威胁。因此在节约与替代石油方面，要予以足够重视。不能因此影响到社会生产的正常运转，现在提倡建设节约型社会很重要，下半年将抓紧制定并启动节约与替代石油等重点工程实施方案。朱相远委员指出，要大力发展水煤浆。两吨的水煤浆就可以替代一吨重油的燃值，现在一吨重油约三千元，而一吨水煤浆才几百块钱，十分合算。他表示，水煤浆替
17、代柴油在技术上是成熟的，国家可以实行优惠政策，鼓励民营企业发展这项技术。他还指出，水煤浆技术是我国现阶段适宜的代油、环保、节能技术，发展水煤浆技术，用煤制取清洁燃料，以煤代油，是我国能源长期稳定发展的战略选择和现实选择。1.3.1 水煤浆总体制浆技术已趋成熟我国的水煤浆制浆技术种类很多，也包括了其他国家的水煤浆技术的发展。八一浆厂、株洲浆厂采用浮选煤泥高浓度制浆工艺；胜利油田、大同汇海、广东茂名采用水洗精煤高浓度磨矿工艺；北京浆厂引进瑞典中浓度磨矿过滤捏混调浆先进工艺；兖日浆厂则采用日本水洗精煤中、高浓度混合制浆工艺。我国已具备自行设计、国产装备、自己施工的能力。这总体技术水平接近先进国家水平
18、。添加剂的制造水平已达到国际先进水平。1.3.2 水煤浆的应用技术已经成熟我国已有多种水煤浆应用技术，燃烧技术已相当成熟，水煤浆作为一种燃料，用途广泛，主要归结为代油和代煤两个方面。代油可以产生很好的经济效益，代煤则可以产生良好的环保效益。主要应用在：燃油电站锅炉改燃水煤浆。中国的燃油锅炉每年约燃油2000万吨，改烧水煤浆后，原有的储运系统可继续使用，其综合成本降低40。工业锅炉燃用水煤浆。目前中国对环境保护的要求越来越高，与燃油、天然气等比较，水煤浆的价格比较低廉，清洁高效等特点备受各城市的关注。目前国内在应用水煤浆的工业锅炉约100多台。有20t/h、10t/h、6t/h、4t/h、2t/
19、h等多种，主要分布在北京、东营、枣庄、青岛、日照等。轧钢加热锅炉。轧钢加热锅炉是中国的主要燃油用户，经过绍兴钢厂7年的运行证明，使用水煤浆作为轧钢加热锅炉的燃料，可以提高加热炉的自动化水平，便于控制和调节，改善了热炉的温度场，提高了钢板的加热质量。德士古加压气化锅炉以水煤浆为原料，生产合成氨，已在鲁南化肥厂和陕西渭河化肥厂等企业运行应用，水煤浆德气化装置已通过国家技术鉴定。根据作用不同，水煤浆添加剂可分为分散剂、稳定剂和助剂三大类，其中分散剂最为重要。水煤浆添加剂是水煤浆生产过程中必需的重要助剂，特别是对高浓度 、高稳定性水煤浆的制备，添加剂的作用尤为关键。分散剂能使煤颗粒均匀分散在水中，并在
20、颗粒表面形成水化膜，使煤浆具有流动性。按照溶于水后的解离程度，水煤浆分散剂又可分为阴离子型 、阳离子型 、两性型和非离子型。高浓度水煤浆是从七十年代末八十年代初发展起来的一种以煤代油、代煤、燃烧效率可达到99以上的低污染液态燃料。它是由大约70左右的煤，30左右的水，配以少量化学添加剂经物理加工而成的浆体。它具有与重油一样的流动性与稳定性；可以泵送、雾化与稳定着火燃烧；其热值大约相当于燃油的一半。现有的燃油工业锅炉、窑炉稍加改造即可燃用水煤浆。因此，在石油资源日益短缺及煤炭燃烧引起严重资源浪费和环境污染的今天，水煤浆作为一种代油、代煤燃料引起了国内外的广泛重视。目前，世界许多国家已进入产业化阶
21、段。 经过多年的努力，我们研究开发了可以适应不同煤种的系列水煤浆添加剂，而且可以根据制浆用煤以及浓度、粘度、稳定性等指标要求，随时进行调整。 主要性能指标： 1、高效水煤浆添加剂：用量为干基煤的0.30.5；成浆浓度6570（依据煤种而定）；制浆表观粘度1000100 MPaS，吨浆添加剂成本2428 元。 2、普通型水煤浆添加剂：用量为干基煤的0.51；成浆浓度6065（依据煤种而定）；制浆表观粘度1000100 MPaS，吨浆添加剂成本1520 元。 3、经济型水煤浆添加剂：用量为干基煤的0.51；成浆浓度5060（依据煤种而定）；制浆表观粘度1000100 MPaS，吨浆添加剂成本512
22、 元。 在国家六五、七五、八五重点攻关项目的支持下，经过许多科技工作者20多年的共同努力，我国的水煤浆技术已由研究开发进入到产业化的成熟阶段，而且被国家、地方政府和越来越多的企业所重视。根据近几年的产业化状况和目前的发展趋势看，在未来510年内，我国的水煤浆产业化要进入快速发展阶段，这将给许多企业家带来重要的商机。第2章 水煤浆技术2.1 什么是水煤浆水煤浆是由大约70%的煤、29%的水和1%的添加剂通过物理加工得到的一种低污染、高效率、可管道输送的代油煤基流体燃料。它改变了煤的传统燃烧方式，显示出了巨大的环保节能优势。尤其是近几年来，采用废物资源化的技术路线后，研制成功的环保水煤浆，可以在不
23、增加费用的前提下，大大提高了水煤浆的环保效益。在我国丰富煤炭资料的保障下，水煤浆也已成为替代油、气等能源的基础、最经济的洁净能源。水煤浆的问世，源于20世纪70年代的世界石油能源危机。当时全世界在石油能源危机的经济大衰退之后，清醒地认识到石油天然气作为清洁能源，并不是取之不尽用之不竭的，丰富的煤炭依然是长期可靠的主要能源。然而，传统的燃煤方式造成严重大气污染的历史教训是不容重现的。于是煤炭液化、汽化和浆化成为先进工业国家普遍重视的研究课题。水煤浆则是煤炭液化的最佳成果，也是煤炭洁净利用最廉价的实用技术。水煤浆由70%左右的煤，30%的水及少量化学添加剂制成，是一种浆体燃料，可以像油一样泵送、雾
24、化、贮存和稳定燃烧，其热值相当于燃料油的一半，可代替燃料油用于锅炉、电站、工业炉和窑炉，用于代替煤炭燃用，具有燃烧效益高、负荷调整便利、减少环境污染、改善劳动条件和节省用煤等优点。桂林钢厂以水煤浆代煤粉燃烧，折合标准煤约为90公斤/吨材，节煤33%，烟尘排放由732降至240毫克/m3致癌的NOx含量由280.8降至44毫克/m3，使环境和劳动条件得到明显改善。此外，由于燃烧水煤浆工艺性能好，使钢材的烧损率由1.8%下降至1.5%，企业获得较好的经济效益。所以水煤浆技术不仅可用于代油，用于代煤也有节能和环保效益。 我国煤炭资源分布集中在“三西”，即山西、陕西及内蒙西部。目前有63%的煤炭要从“
25、三西”调出，我国长期存在北煤南运、西煤东调的格局。煤炭的管道运输投资少、建设周期短、营运费低、为全密闭输送，不污染环境。水煤浆经管道输送到终端即可供用户燃用，而且可长期密闭储存。美国的水煤浆进料气化工艺(Texaco和Destec)和欧洲的干法进料气化工艺(Shell和Prenflo)的单炉出力都达到了20002500 t/d等级，并都进行了250300 MW等级的IGCC示范，4种气化炉都采用氧气喷流床气化工艺。这对于我国选择气化工艺提供了较为全面的选择范围。 Texaco气化炉的运行经验和已商业化的台数最多，用于IGCC发电，气化炉的可用率也可达到80%以上。但它的喷嘴和耐火衬里的寿命较短
26、，冷煤气效率和组成IGCC的效率目前还较低。若IGCC效率设计为43%(LHV)，采用Texaco气化炉，必须使其废热锅炉和全热回收系统有较大的改进，才有可能达到。 Destec气化炉虽然也是水煤浆进料，但它是2段气化，冷煤气效率比Texaco高，而且可省去辐射废热锅炉，加之火管式的对流冷却器使造价大幅度降低。若组成IGCC，许多专家认为是能够达到43%(LHV)的效率，且造价较低。但与干法进料相比，其喷嘴和耐火砖寿命较短。 Shell气化炉的可用率已达到了95%，可以说已经进入商业化运行，其喷嘴和水冷壁的寿命都较长。冷煤气效率和组成IGCC效率与湿法进料气化工艺相比较高，对43%(LHV)的
27、IGCC效率，采用Shell工艺容易达到。但它的造价与Texaco和Destec相比较高。 Prenflo气化炉与Shell气化炉基本相似，只是冷却器结构有所不同，由于西班牙Puertollano示范电站的运行时间很短，Prenflo气化炉的性能尚待时间检验。2.2 水煤浆添加剂水煤浆添加剂，按其功能不同，有分散剂、稳定剂及其他一些辅助化学药剂，如消泡剂、pH调整剂、防酶剂、表面改性剂及促进剂等多种。其中不可缺少的是分散剂与稳定剂。添加剂与原煤和水的性质密切相关。合理的添加剂配方必须根据制浆用煤的性质和用户对水煤浆产品质量的要求，经过试验后方可确定。2.2.1 水煤浆分散剂1. 分散剂的作用机
28、理(1) 提高煤表面的亲水性 分散剂是一种可促进分散相（水煤浆中的煤粒）在分散介质（水煤浆中的水）中均匀分散的化学药剂。煤炭主体是非极性的碳氢化合物，属疏水性物质。煤炭的润湿性可按水在其表面的接触角大小分成四等。按触角为零者，称强亲水性煤炭；小于 40者称弱水性煤炭；4090者，称疏水性煤炭；超过90者称强疏水性煤炭。各种煤炭的表面均显疏水性。另外，水的表面张力大，煤炭表面张力小，只有降低水的表面张力，增大煤炭表面张力，减少固液间的界面张力，才能达到充分湿润；煤粒表面即使湿润，其巨大的比表面积也会促使它们聚集到一块，无法分散均匀。制浆用分散剂都是一些两亲的表面活性剂，一端是由碳氢化合物构成的非
29、极性的亲油基，另一端是亲水的极性基，非极性的疏水端极易与碳氢化合物的煤炭表面结合，吸附在煤粒表面上，将另一端亲水基朝外引入水中。极性基的强亲水性使煤粒的表面由疏水转化为亲水，可形成一层水化膜。有效降低水的表面张力和提高煤粒表面的表面张力，使润湿接触角降至50度以下。借水化膜将煤粒隔离开，减少煤粒间的阻力，从而达到降低黏度的作用。试验表明，分散剂应有很好的水溶性，但并非对煤的润湿性越好，降黏效果越佳。润湿剂、渗透剂能使煤粒变得极为亲水（接触角等于零），但不能作水煤浆分散剂使用。(2) 增强煤粒间的静电斥力 著名的DLVO理论认为，胶体颗粒稳定分散的先决条件是颗粒间的静电斥力超过颗粒间的范氏引力。
30、离子型分散剂除能改善煤表面的亲水性外，还能增强其静电斥力，进一步促使煤粒分散于水介质中。尽管人们十分重视静电斥力对煤粒分散悬浮的稳定作用，有些人甚至认为分散剂的主要作用在于改变煤粒的表面电性，认为滑动面与溶液内部间的电位差，即电动电位达到-50mV 时，水煤浆就有所希望的流动性和稳定性，但大量的研究表明，提高电位差电位值有利于改善水煤浆的流动性，反之则有益于提高其稳定性，但都起不了决定作用。空间隔离位阻效应更有实际意义。(3) 空间隔离位阻效应 水化膜中的水与体系中的“自由水”不同，它因受到表面电场的吸引而呈定向排列。当颗粒相互靠近时，水化膜受挤压变形，引力则力图恢复原来的定向，这样就使水化膜
31、表现出一定的弹性，使煤粒均匀分散且颗粒表面的分散剂且有一定的厚度，当两个带吸附层的颗粒相互重叠时，由于吸附层分散剂分子运动的自由度受到阻碍，吸附分子的熵减少，因为体系的熵总是自发地向增加方向发展，所以颗粒有再次分开的倾向，避免颗粒聚集。当分散剂为大分子时，被吸附分子有长的亲水链，在煤表面形成三维水化膜，当颗粒相互接近时，产生较强的排斥力，导致煤粒分散悬浮。该斥力即为空间隔离位阻或立体障碍。总之，高效水煤浆分散剂的特点是有效地吸附在煤表面，提高煤的亲水性，并能在煤表面形成双电层和立体障碍。2. 常用分散剂分散剂按离解与否可分为离子型与非离子型两大类。离子型又可按电荷的属性分为阴离子型、阳离子型和
32、两性型三类。两性型是指当溶液呈碱性时显示阴离子特性，呈酸性时显示阳离子特性。阴离子、非离子、阳离子、及两性分散剂的国际价格比为 1:2:3:4。制浆分散剂多选择阴离子型。阴离子型分散剂主要有萘磺酸盐、木质素磺酸盐、磺化腐值酸盐等。2.2.2 水煤浆稳定剂水煤浆的稳定性是指煤浆在储存与运输期间保持性态均匀的特性。水煤浆稳定性的破坏来源于固体颗粒的沉淀。由于水煤浆为粗粒悬浮体，属动力不稳定体系，使其稳定的主要方法是使它成为触变体。即煤浆静置时产生结构化，具有高的剪切应力，应用时，一经外力作用，黏度能迅速降低，有良好的流动性，再静止时又能恢复原来的结构状态，流变学上称这种流体为触变体或与时间有关的流
33、体。稳定剂应具有使煤浆中已分散的煤粒能与周围其他煤粒及水结合成一种较弱但又有一定强度的三维空间结构的作用。稳定剂的加入，能使已分散的固体颗粒相互交联，形成空间结构，从而有效地阻止颗粒沉淀，防止固液间的分离。能起这种作用的稳定剂有无机盐、高分子有机化合物，如常见的聚丙烯酰胺絮凝剂、羧甲基纤维素以及一些微细胶体粒子（如有机膨润土）等。2.2.3 其他辅助添加剂1. 消泡剂消泡剂常见于两种情况下使用，一是分散剂为非离子型时，因它常常同时有很好的起泡性能，水煤浆中含过多气泡，特别是微泡时，流动性大受影响。二是制浆用煤为浮选精煤，当其表面残留起泡剂较多时，经搅拌充气也会产生大量气泡。许多阴离子型分散剂，
34、如萘磺酸盐类，同时有很好的消泡作用。和非离子型分散剂联合使用，不仅能消泡，而且可降低价格昂贵的非离子型分散剂的用量。泡剂用量大约是分散剂的十分之一。两者可同时加入。制浆时常用的起泡剂有醇类及磷酸酯类。2. 调整剂添加剂的作用还与溶液的酸碱度有关。制浆时以弱碱性的溶液环境较好，所以在制浆时往往要加入pH调整剂以调整煤浆的pH值。3. 防霉剂添加剂都是一些有机物质，有的在长期储存中易受细菌的分解而失效，要使用防霉剂进行杀菌。不过这种情况很少见。4. 表面处理剂表面处理剂是改变煤粒表面特性以增强其成浆性，特别是对难成浆煤种。表面处理剂对提高难制浆煤种的成浆性作用明显，而对易制浆煤种作用不大或没有作用
35、。5. 促进剂促进剂在改善水煤浆性能方面具有降低黏度、提高稳定性、改善流变特性、增强抗剪切能力等作用。促进剂对水煤浆，特别是对难制浆煤种的成浆性具有显著效果。第3章 水煤浆锅炉技术3.1 水煤浆锅炉技术水煤浆锅炉是指使用水煤浆为燃料的锅炉。水煤浆是一种由70左右的煤粉，30左右的水和少量药剂混合制备而成的液体，可以像油一样泵送、雾化、储运，并可直接用于各种锅炉、窑炉的燃烧。它改变了煤的传统燃烧方式，显示出了巨大的环保节能优势。尤其是近几年来，采用废物资源化的技术路线后，研制成功的环保水煤浆，可以在不增加费用的前提下，大大提高了水煤浆的环保效益。在我国丰富煤炭资料的保障下，水煤浆也已成为替代油、
36、气等能源的基础、最经济的洁净能源。3.1.1 水煤浆锅炉基本原理水煤浆锅炉要求的燃料（水煤浆）从储浆罐，经供浆泵、过滤器，混合高压风经特制喷枪送入燃烧器，在油点火系统辅助等前提条件下，水煤浆在炉膛内独立燃烧。烟气经锅炉燃尽室、对流管束、省煤器等，从锅炉尾部排出，通过专用除尘器脱硫除尘，达到环保标准后，经引风机进烟囱排入大气。炉膛内燃烧后的极少灰渣，通过除渣系统排出炉体外。3.1.2 水煤浆环保锅炉的优势1、最大限度地吸取了燃煤和燃油锅炉的优势，即类似燃煤的锅炉运行成本，类似燃油设备的方便工作方式，解决了传统燃煤锅炉容易污染环境的问题和燃油锅炉运行成本昂贵的问题；2、高效环保特点：水煤浆锅炉可以
37、迅速达到9001200连续稳定自动燃烧，避免了燃煤锅炉加煤时低温燃烧不充分的污染过程，也避免了燃油锅炉高温（1300以上）燃烧产生的大量的氮化物污染（如汽车尾气）。烟气含硫量、含尘量、CO、氮氧化物等环保指标均优于国家标准，接近或超过欧盟绿色标准；尾部尘渣可以用作建材原料。3、高效节能特点：燃尽率高，可高达98以上，热效率高达83以上（比传统中小型煤炉平均高出1020）；同样热值的煤炭制浆燃烧比固体直接燃烧可节约煤炭15以上。 4、锅炉运行全过程中，水煤浆液态管道输送和雾化燃烧，自动点火，实现大部分锅炉运行的自动化控制，操作简单；综合实际经济运行、企业投资成本和环保政策因素，水煤浆锅炉以很高的
38、综合性价比，可以理想地替代传统燃煤、燃油锅炉。图3-1 水煤浆锅炉燃烧系统图图3-2 水煤浆锅炉系统图1-水煤浆储罐 2-卸浆泵 3-搅拌器 4-供浆泵 5-过滤器 6-水煤浆燃烧器 7-水煤浆锅炉主机 8-省煤器 9-空预器 10-分气缸 11-空压机 12-储气罐 13-油箱 14-鼓风机 15-除尘器 16-引风机 17-烟囱 18-给水泵 19-水箱 20-水处理器 21-储盐罐3.2 水煤浆锅炉开发及改造的前景水煤浆是一种新型、高效，清洁的煤基燃料，是燃料家族的新成员。是当今洁净煤技术的重要组成部分。在我国石油资源相对比较短缺的情况下，以煤代油适合我国的国情，而水煤浆是以煤代油最理想
39、的煤炭产品。水煤浆具有浓度高，粒度细、流变好、 长期储存不沉淀等特点，完全能够代替燃油在工业锅炉、窑炉、电站锅炉等制热设备上充分发挥潜能。水煤浆并能够像燃油一样 泵送，雾化。它成功地将原煤炭60的燃烧率提升到97以上，而炉渣中的含炭量则由烧煤炭的13.7降到烧水煤浆的0.59。从而充分体现了环保，节能的主题。同时水煤浆的开发及推广应用，使广大用户走出燃油的价格昂贵，烧不起的阴影，降低锅炉的运行成本，保障用户的经济效益、社会效益和环保效益。 目前，在国内的燃煤锅炉中，中小型锅炉(35吨以下)占90以上，中小型燃煤锅炉又是国家环保政策中首先要淘汰的产品，而燃油锅炉由于油的价格昂贵，从而使得广大锅炉
40、用户就为中小型锅炉改造成燃烧水煤浆的锅炉的研制、开发、推广、应用提供了广阔的市场前景。3.3 水煤浆锅炉的优越性3.3.1 水煤浆锅炉的优势1、燃烧水煤浆锅炉热效率高可达85以上。与燃油锅炉热效率接近。在同等热值下，大大节约了燃料的费用。 2、水煤浆的锅炉的燃烧耗量是烧油锅炉的2倍左右，热值总数1/2(5000kcalkg)左右，但其价格，为轻油的1/6以下，重油的1/4以下，在同等热值的情况下，大大减少了然料的费用。 3、烧水煤浆与燃煤锅炉相比，由于其燃烧效率和锅炉设备热效率的提高，出渣量大幅喊少，可以减少除渣周期及灰渣存储面积，从而减少灰渣的二次污染。 4、水煤浆锅炉与燃煤锅炉相比，减小了
41、燃料的占地面积和输送环节。水煤浆密封运输，减小了散煤运输过程中的损失与污染，与城市环保相符，节约了人力、物力及财力。3.3.2 水煤浆的可代油性表3-1 水煤浆可代油性的主要技术指标序号项目单位指标1重量浓度66土22粘度MPas(100S)1200土2003粒度上限微米3004平均粒度微米38-455灰分Ad10.O6硫分Std0.57挥发分Vdaf28.02-34.538发热量Qnet,ar千卡/kg4800-52009灰熔点ST1270-130010稳定期天60以上通过上表可以看出：水煤浆的发热量在48005200千卡/公斤，约两吨水煤浆可代替一吨重油。 3.3.3 水煤浆锅炉运行费用优
42、越性1、以4万吨锅炉为例水煤浆锅炉与燃油锅炉运行费用对照如下：表3-2 水煤浆锅炉与燃油锅炉运行费用对照表项目名称柴油锅炉重油锅炉水煤浆锅炉单 价9500元吨3900元/吨520元吨lTh蒸汽的燃料耗量75公斤90公斤15O公斤4Th蒸汽的燃料耗量300公斤360公斤600公斤24小时天，300天/年计算300x24x300=2160吨360x24x300=2592吨600x24x300=4320吨年燃料耗费2160x9500=2052万元2592x3900=1010万元4320x520=225万元通过上表可以看出： 采用烧水煤浆比烧柴油每年可节省1827万元， 采用烧水煤浆比烧重油每年可节省
43、785万元 。2、几种燃料价格对比表：表3-3 几种燃料价格对比表序号项目北京市场价单位发热量1千大卡发热量折合价备注1液化气8元/公斤1万大卡0.8元2天然气2.8元/立方米8000大卡0.35元工业用3城市煤气1.5元/立方米3800大卡0.39元4重油3.9元/公斤10000大卡0.39元5水煤浆0.52元/公斤4500大卡0.16元6煤0.55元/公斤6200大卡0.09元3、燃油锅炉改造成水煤浆锅炉的基本费用（1）水煤浆锅炉相关的技术参数：表3-4 水煤浆锅炉相关技术参数表 项目名称锅炉型号蒸发量额定蒸汽压蒸汽温度给水温度本体受热面积省煤气受热面积热效率燃料种类燃料耗量单位T/H(MW)MPa平方米平方米%CWMKg/hDZS1-0.69-T1(0.7)0.691692032.486.9585CWM150DZS2-0.69-TDZS2-0.98-T2(1.4)0.690.981691832055.5620.8585CWM300DZS4-0.69-TDZS4-0.98-T4(2.8)0.690.9818320108.0034.7586CWM600SZS2-1.27-T2(1.4)1.27194