水煤漿制備及在電站鍋爐上的應(yīng)用

　K電站鍋爐燃用水煤漿與燃油、燃煤相比具有的優(yōu)越性1.1燃用水煤漿的環(huán)保優(yōu)勢(shì)燃用水煤可不設(shè)煤場(chǎng)、灰場(chǎng)，占地小。水煤槳屬于潔凈燃料范疇，含灰分、硫分均比較低。一般電站煤粉鍋爐燃用的煤，灰分大約在30%左右，有的超過35%，需要占用較大的灰場(chǎng)，占用大量土地，征地、筑壩等也占用大量資金。且由于粉煤灰綜合利用受技術(shù)方面的限制，致使灰場(chǎng)二次揚(yáng)灰，對(duì)大氣造成二次污染。而燃用水煤漿一般灰分在10%以下，是烯用煤粉灰分額的1/4左右，灰場(chǎng)占地小。相同容量的機(jī)組灰場(chǎng)容量?jī)H為燃煤機(jī)組的25%.水煤具有低硫的特點(diǎn)，容易實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)脫硫和低NOx燃燒。隨著國(guó)家環(huán)保政策的逐步深化，對(duì)煙囪排放的S02、NOx將加大限制力度，目前華北地區(qū)燃煤電廠已經(jīng)從環(huán)保角度進(jìn)行控制，限期整改，加裝脫硫裝置。而一般的煙氣脫硫裝置價(jià)格比較貴，大約與同容量的煤粉爐價(jià)格相當(dāng)，且占地面積也差不多，運(yùn)行也很不穩(wěn)定。在老廠改造，受到資金投人大及鍋爐尾聲部預(yù)留空間的限制；在建新廠同樣也存在投人資金大、場(chǎng)地占用大的問題。而燃用水煤漿可以不必投人大的資金，不占用土地，只在水煤漿中加人3%5%的石灰乳即可，通過燃燒實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)脫硫，其直接脫硫效果可達(dá)50%左右，其脫硫效果比原煤高20%.一般燃水煤的火焰溫度比煤粉低150%左右，可實(shí)現(xiàn)低NOx燃燒。另外，蒸汽在燃燒過程中有還原作用，會(huì)使NOx還原為N2.燃用水煤漿比燃用煤粉其環(huán)境粉塵、噪音污染有很大的下降。

　　附爐燃用水煤漿系統(tǒng)示意。2燃用水煤漿提篼了燃料使用過程中的安全性±1%煤炭加30%的水份和不大于2°/.的添加劑經(jīng)物理加工而制成，在常溫下運(yùn)輸、儲(chǔ)存和栗送，這些過程基本在全密封的狀態(tài)下進(jìn)行（3號(hào)爐燃用水煤漿系統(tǒng)見附圖），最后在40°C―60*C的溫度下送人爐膛燃燒，而在燃燒前的所有過程均因其含有30%水份而為非易燃流體。為此，相對(duì)于燃油和煤粉的易燃、易爆特性來說，其使用過程中的安全性大大提高了。

　　1.3燃用水煤漿具有與燃油基本相同而優(yōu)于燃煤的低負(fù)荷穩(wěn)燃性能和調(diào)峰能力我廠已經(jīng)做過的無助油滑參數(shù)至40%負(fù)荷時(shí)的停機(jī)和50%負(fù)荷的低負(fù)荷穩(wěn)燃試驗(yàn)，且負(fù)荷調(diào)整具有簡(jiǎn)便快捷的特點(diǎn)，均證明水煤性謖夥矯嫻撓旁叫裕⑽蠡燃用水煤漿進(jìn)行調(diào)頻調(diào)峰運(yùn)行提供經(jīng)驗(yàn)。

　　1.4燃用水煤漿具有生產(chǎn)流程簡(jiǎn)化、人力和資金投人較少的特點(diǎn)相對(duì)燃煤電廠來說，由于取消了制粉、上煤、儲(chǔ)煤系統(tǒng)，使電廠運(yùn)行、檢修管理方面節(jié)省了很大的工作量和繁重的體力勞動(dòng)，從而減少了人員和資金的投人。在水煤漿接卸、儲(chǔ)存方面，我廠體會(huì)比燃煤來說簡(jiǎn)單、安全可靠、便于管理，當(dāng)然更大大優(yōu)于燃煤。

　　1.5水煤漿的低灰特性帶來經(jīng)濟(jì)效益顯著在運(yùn)輸過程中其運(yùn)費(fèi)將下降約30%，灰場(chǎng)的容量、除塵、出灰和排灰量均將下降75%.灰份的下降對(duì)鍋爐受熱面的磨損同樣將大大下降。目前燃煤電廠約有40%左右的生產(chǎn)費(fèi)用用于燃煤環(huán)節(jié)的檢修維護(hù)，這筆費(fèi)用將大大被節(jié)省。經(jīng)調(diào)，以南定電廠240t/h爐為例，因磨損每年消耗費(fèi)用70萬元左右。

　　2、水煤漿的制備及粘度2.1水煤架的制備水煤漿的制備主要是解決降低水煤漿的粘度，提高濃度和流動(dòng)性以及儲(chǔ)存的穩(wěn)定性，而這些物理特性的變化，與煤質(zhì)特性、粒度級(jí)配（分布）及添加劑的種類有關(guān)。目前我省兩個(gè)水煤漿廠生產(chǎn)的水煤漿其質(zhì)量指標(biāo)如下表：序號(hào)項(xiàng)目濃度％粘度（厘泊）1000以下800以下比重粒度平均30um以下?lián)]發(fā)份％灰份％10以下9以下全硫％高位熱值（kMg）低位熱值（kJ/kg）2.2水煤漿的粘度國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)界對(duì)水煤漿的研究總結(jié)出水煤漿是一種賓漢型流體，粘度是表示其流變特性的參數(shù)。在水煤漿的儲(chǔ)存、輸送、霧化過程中均對(duì)粘度有所要求，特別是霧化的要求，粘度的高低直接影響到水煤的霧化質(zhì)量，一般要求水煤漿在霧化時(shí)的粘度控制在800厘泊以下，經(jīng)研究和實(shí)踐，影響粘度的因素主要有以下幾方面：濃度對(duì)表觀粘度的影響。濃度的上升隨之粘度也上升，反之則下降。當(dāng)水煤漿濃度超過70%時(shí)，其粘度亦迅速提高，所以目前國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)的水煤漿濃度一般在60%粒度對(duì)黏度的影響。在相同濃度的條件下，煤漿粘度隨粒度的增加而增加。

　　煤種對(duì)粘度的影響。煤化程度是決定最佳濃度的主要因素。

　　溫度對(duì)粘度的影響。水煤漿溫度變化對(duì)粘度大體有兩種變化規(guī)律，一種為水煤漿隨其溫度上升而粘度下降，第二種為隨溫度的上升粘度歷經(jīng)先下降后上升的過程，水煤漿溫度在40°C60*C范圍一般是最佳區(qū)域。

　　添加劑對(duì)粘度的影響。良好的添加劑可以大大提高水煤漿的流動(dòng)性和穩(wěn)定性。

　　剪切速度對(duì)粘度的影響。

　　現(xiàn)場(chǎng)取的降粘度措施：加溫：由于水煤性詮苣諏髦С什懔髯刺思尤缺冉俠眩頁(yè)Р捎枚組管式加熱器，使水煤裝溫度在4（TC6（TC范圍調(diào)整。

　　剪切：A.貯罐攪拌：B.攪拌罐攪拌，均為螺旋槳式攪拌器。

　　3、水煤漿的燃燒水煤漿中含有30%的水分，但這些水蒸發(fā)需要吸收的熱量?jī)H占煤漿總發(fā)熱量的3%左右，而水蒸汽的存在和水分蒸發(fā)后，煤漿滴反應(yīng)面積增加，對(duì)燃燒有利的。水煤漿的燃燒過程分為四個(gè)階段：（1）水分加熱蒸發(fā)；（2）揮發(fā)分析出和著火燃燒；（3）固定碳燃燒；（4）焦碳燃燼。

　　4、燃燒用水煤漿的幾個(gè)技術(shù)難點(diǎn)4.1水煤漿的霧化由于粘度較大，要求將水煤漿霧化成足夠細(xì)度的顆粒，從而要有特種水煤噴咀，霧化介質(zhì)用蒸汽（有一定過熱度）和空氣，一般霧化介質(zhì)壓力稍高于（2kg/cm2）漿壓，而霧化蒸汽的消耗量一般在15%*20%. 4.2水煤漿的輸送由于水煤漿屬粘度較高的非牛頓流體，現(xiàn)在均采用以容積栗輸送的方式。

　　4.3水煤漿的貯存水煤漿的穩(wěn)定性是一項(xiàng)重要指標(biāo)，涉及長(zhǎng)途運(yùn)輸，C存周期對(duì)用戶至關(guān)重要，目前國(guó)內(nèi)能達(dá)到的穩(wěn)定性是“八一”廠水煤漿保證兩個(gè)月不發(fā)生硬沉淀。為延長(zhǎng)其C存期，一有用貯罐攬拌。

　　4.4設(shè)備的磨損水煤漿對(duì)設(shè)備的磨損主要是漿中所含煤粒引起，提高設(shè)備的耐靡性，如泵、閥門、噴咀的耐磨性，一直是水煤漿技術(shù)開發(fā)過程中的重要課題。

　　4.5水煤漿的燃燒組織為使水煤漿燃燒并要求達(dá)到理想的燃燒效率，是一項(xiàng)重大科研課題，如前所述水煤著火分四個(gè)階段，但要使這四個(gè)階段有效地完成，需要通過高質(zhì)量霧化、燃燒器和水煤漿栓的優(yōu)化設(shè)計(jì)取得合理配風(fēng)以及爐為燃燒組織等多種手段來實(shí)現(xiàn)。

　　5、水煤漿代油的經(jīng)濟(jì)效益我廠通過燃燒試運(yùn)分析后證明，水煤漿代油有以下經(jīng)濟(jì)效益：一是替代下來的重油可用于深加工，根據(jù)北京煤炭設(shè)計(jì)院估算，每噸重油可創(chuàng)效益500元。

　　二是燃用水煤漿和重油的標(biāo)煤?jiǎn)蝺r(jià)其標(biāo)煤?jiǎn)蝺r(jià)降低131.21元/噸；用自制水煤漿相對(duì)重油其標(biāo)煤?jiǎn)蝺r(jià)降低328.06元/噸。

　　從上可以看出，用水煤漿代油具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益，而利用我廠現(xiàn)有8000m2的場(chǎng)地自備制漿廠，用新汶煤源自己制漿，更有其價(jià)格優(yōu)勢(shì)，為下一步電站鍋爐燃用水煤漿的商業(yè)化運(yùn)營(yíng)時(shí)降低發(fā)電成本創(chuàng)造了條件。