水煤浆两种燃烧方式对比
水煤浆技术背景及应用介绍
水煤浆技术背景及应用介绍1.水煤浆概述水煤浆(CWM-Coal Water Mixture)代油燃烧技术,是20世纪70年代石油危机期间由煤炭洗选加工、管道输送普通浓度水煤浆和油煤浆加工技术的基础上发展起来的一项煤炭加工新技术。
水煤浆是由62-70%的煤粉、30-38%的水和少量添加剂混合的非均相液固悬浮液体，属于典型的非牛顿流体。
它是一种液态燃料，进入炉膛的燃烧方式和燃料油相似，即通过喷嘴将其雾化成液滴，液滴在高温烟气中蒸发水分，然后像煤粉燃烧那样，析出挥发分、燃烧和燃烬。
当用水煤浆作为燃料时，具有许多的优点，例如它具有很好的流动性、低污染、可以提高煤炭利用率等。
2.水煤浆的性质水煤浆和一般的煤泥水不同，它是一种燃料，必须具备下述性质：（1）为利于燃烧，水煤浆的含煤浓度要高，通常煤的质量分数为62-70%，水份为30-38%，体积质量为1.18-1.24 g/ml；（2）为便于泵送和雾化，粘度要低，通常要求在100s-1剪切率及常温下，表观粘度不高于1000-1200mPa.s，流速在40-80m/s；（3）为防止在贮运过程中产生沉淀，应有良好的稳定性，一般要求能静置存放30d不产生不可恢复的硬沉淀；（4）为提高煤炭的燃烧效率，其中煤粒应达到一定的韧度，一般要求粒度上限为300μm，其中小于μm（200网目）的质量不少于75%。
使水煤浆能满足其中单项性能并不难，但要同时满足各项要求有许多困难，因为有些性能间是相互制约的，例如，要使水煤浆中含煤浓度高，就不能多用水；水少了，又会引起粘度高，流动性差；要流动性好，粘度就应低，但粘度低又会使稳定性变差。
所以它的制备技术难度大，涉及煤化学、颗粒学、胶体学、有机化学及流变学等学科技术。
3.水煤浆制备及技术难点制浆方法有干法和湿法两种，目前主要用湿法。
湿法制浆工艺从原料上分为末精煤和浮选精煤制浆工艺两种；从制浆浓度上为高浓度湿法制浆、中浓度湿法制浆以及高中浓度两磨机级配制浆。
水煤浆燃烧技术简介
水煤浆燃烧技术一、水煤浆概述水煤浆是一种煤基的液体燃料，一般是指由60－70%的煤粉、40－30%的水和少量的化学添加剂组成的混合物。
它是20世纪70年代世界范围内出现石油危机的时候，人们在寻找以煤代油的过程中发展起来的石油替代技术。
水煤浆既保持了煤炭原有的物理化学特性，又具有和石油类似的流动性和稳定性，而且工艺过程简单，投资少，燃烧产物污染较小，具有很强的实用性和商业推广价值。
水煤浆的用途十分广泛，它可以像油一样的管运、储存、泵送、雾化和稳定着火燃烧，其热值相当于燃料油的一半，因而可直接替代燃煤、燃油最为工业锅炉或电站的直接燃料；水煤浆还是理想的气化原料，产生的煤气化可以用于煤化工或用于联合循环发电；对于特制的精细水煤浆，还可以作为燃气轮机的燃料使用；可见，水煤浆技术是洁净煤技术的一个重要组成部分，发展水煤浆技术具有十分重要的意义。
（1）替代石油，合理利用我国能源资源由于水煤浆具有同石油一样的流动和雾化特性，因此，以水煤浆替代石油可以利用原有设备，改动工作量很小，投资小。
（2）解决煤炭运输问题我国煤炭资源丰富，但地区分布极不平均，北煤南运和西煤东运的局面将长期存在。
靠铁路运输既增加了铁路的负担，又对沿途环境造成了污染。
发展水煤浆进行管道运输将在很大程度上缓解能源运输的压力和污染问题。
（3）降低煤利用过程中的污染制备水煤浆的原料煤是经过洗选的，含灰量和含硫量都大为降低，燃烧后产生的飞灰和SO2都比一般的燃煤锅炉低。
同时由于水煤浆中的水分在燃烧时具有还原作用，理论燃烧温度也比相同煤质的煤粉燃烧低200℃左右，因此可以在一定程度上降低NOX的排放量。
二、水煤浆的特性水煤浆作为一种替代燃料，除了具有原有煤的特性，如发热量、灰熔性、各组分含量外，还具有一些特殊的性质要求。
（1）水煤浆的浓度水煤浆的浓度是指固体煤的质量浓度，它直接影响到水煤浆的着火性能和热值。
浓度越大，含水量越少，就越容易点燃且发热量高。
水煤浆介绍
水煤浆介绍.txt 水煤浆的着火温度在800℃以上，只有通过雾化后才能燃烧，在常温常态下不具有燃烧性，其储存、运输比燃油要简单、安全，便于管理，不属于易燃易爆,可减少企业用于消防上的投资。
水煤浆的发热量在4500-4800大卡/公斤，约两吨水煤浆可代替一吨重油。
水煤浆的燃烧温度比燃油和燃煤粉低约100-200℃，可大大减少ＳＯ２的析出和ＮＯＸ的生成，减少污染物的排放。
水煤浆在各个排放指标上都能达到国家最高要求，并且特别在SO2和NOX排放上更是有显著优势，其一般的环保测试指标如下：烟尘排放浓度 SO2排放浓度烟气黑度国家最高标准 80 mg/m3 900 mg/m3 1级燃水煤浆 80 mg/m3以下 <400 mg/m3 0-0.5级水煤浆燃烧技术广泛应用于工业锅炉、工业炉窑、导热油锅炉、供热站、中央空调、化工、冶金等多项领域。
临沂燎原水煤浆有限公司于2004年4月与山东八一燎原水煤浆有限责任公司合作成立开发销售水煤浆产品与燃烧技术服务和研发的高新技术企业．是山东省临沂市唯一、一家专业从事洁净能源、燃料的研发推广、燃烧技术服务、为一体的高新技术企业。
公司位于山东省临沂市罗庄区湖北路149号。
拥有20万吨的生产储运基地，完善的调度供应指挥系统、精干的技术服务队伍（24小时值班），确保用户安全运行。
公司主要经营项目是：推广销售新型洁净燃料“水煤浆”、环保节能的“水煤浆锅炉”和“水煤浆燃烧技术”等。
目前水煤浆已广泛应用在电站锅炉、工业锅炉和各类工业窑炉上燃烧，已得到各用户、驻地政府及环保部门的一致好评，都表示大力推广。
如西气东输地的上海、南京等地政府大力发展，水煤浆热力工程项目；如无锡、昆山、苏州、江阴、青岛等地工业园，燃水煤浆工业锅炉项目；广东汕头万丰热电厂、山东白洋河电厂、济南东新热电公司，水煤浆热电项目；如广东佛山茂名水煤浆热电厂、山东淄博的燃水煤浆窑炉项目；如山东日照大学城、燃水煤浆锅炉、生活用水、用汽项目等。
水煤浆与煤粉的应用比较分析
的燃 烧效 率 同样 达到 ９ ８ ％以上 ， 那么 ， 直接燃 烧煤粉 比燃 煤浆水 分 造成 的热 量损失 叠 加 ， 造 成 了总 的热 量 消耗 比
烧 水 煤 浆 更 加 节 能 。因 为 ， 水 煤 浆 所 含 的 大 量 水 分 消 耗 了 燃烧 煤粉 多 出 ２ ７ ％的惊人 结果 。该数 据并 非精 确 测定 ， 很 大 的热 量 。
一
可 参 照 实 际 生 产 过 程 中 长 期 的 对 比 效 果 。燃 煤 消 耗 的 减
般情况下 ． 制备水煤浆的粉煤 的热值是 ５ ５ ０ ０ ｋ ｃ ａ ｌ ／ ｋ ｇ 少使得 废气 的排 放相应 减少 。所 以 ， 通过 以上分 析 ， 煤 粉 源” 水 煤浆 。
煤 浆 的 应 用 可 以节 约 三 分 之 二 的 燃 料 费 ，市 场 诱 惑 力 巨 在推 崇水煤 浆时 ，笔 者就提 出 了这一 点 ．还 写 了一篇 短
《 走 出误 区 ， 正确 认识 水煤浆 》 。 目的就是 要 提醒 陶瓷 大 。１ ９ ９ ８ 年到 ２ ０ ０ ０年 间 ，在 山东淄博 得 以大 面积推广 ， 文： 不要 盲 目推崇 水煤 浆 ， 甚 至把使 用 含硫 高的 ２ ０ ０ ０到 ２ ０ ０ ３年 间 ． 除去 抛光 砖厂 ． 广 东佛 山地 区几 乎所 行业 的人 士 ，
环保燃料 ” 。 有 陶瓷厂都 已改用水煤浆 热风炉 。 不久， ２ ０ ０ ４年随着 高温 劣质 煤加工 的水 煤浆误认 为“ 首先 ， 就 所谓 “ 环保” 而言， 采 用低 硫 、 低灰、 高灰熔 点 除尘 设备 的配套成 功 ，抛 光砖 厂也可 以使用 水煤 浆作 为 燃料 来生 产粉料 了 ，短 短几年 间 ，水 煤浆 彻底 取代 了重 的商 品煤 生产 的才是优质 水煤 浆 ，而且要 结合 使用燃 烧 氮 氧化 物产 粉料制 备环节 燃料 的不二 选择 ． 创造 了 效率高、 烧炉 才能达 到环保要求 。这么浅 显 的道理 。 相信很 多专业 无 可估量 的经济效益 。 人 士都会 明白 ， 不是所有 的水煤浆都 是“ 环保 ” 燃料 。 其次 ， 就“ 节能” 而言 ， 也是 多数 人 的一 个 理解 误 区 。 陶瓷行 业很 多人 理解 的“ 节能” 概念 ， 是指 与重 油 相 比较
水煤浆燃烧
水煤浆的燃烧过程的特点
• (1)由于水煤浆合有30％一35％的水分， 燃烧时蒸发水分需要吸收热量，所以水 煤浆的着火热量要比煤粉的着火热量高。 • (2)水媒浆以喷雾方式进入燃烧区，入口 速度很高，一般要求达到200-300m／s， 而燃烧煤粉时则由一次风带入炉膛，风 速仅有20一30m／s。
• （3）水煤浆中含有30%一35%的水分。一方面，使水 煤浆在燃烧时要损失部分热值（约3%-4%)；另一方 面，使水煤浆着火所需的热量增加，存在着火滞后 的现象。水煤浆在着火方面比煤粉要困难，因此， 必须采用比燃烧煤粉更有效的、稳定着火的技术。 合理配风是水煤浆稳定、安全燃烧的重要条件。所 以配风器产生的空气功力场必须能与水煤浆雾化炬 结构良好地配合，要求水煤浆压力为0.4-0.7MPa； 雾化介质的压力为0.7—1.0MPa，这样即使在较低负 荷的情况下，也能保证雾炬中小颗粒的稳定着火， 并使一部分高温烟气产生回流作为热源来迅速点燃 雾炬中的小颗粒。旋转射流能在中心部位出现负压， 形成回流，所以一般煤浆燃烧器都采用这种方式。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
4
结语
近年来，随着石油价格的持续上涨和波动， 近年来，随着石油价格的持续上涨和波动，相 当一部分国家对水煤浆技术十分关注， 当一部分国家对水煤浆技术十分关注，从能源 的安全、 的安全、价格和环保角度迫切希望实施水煤浆 项目。我国是一个富煤少油的国家，水煤浆作 项目。我国是一个富煤少油的国家， 为新型代油环保燃料， 为新型代油环保燃料，正被越来越多的企业所 认识， 认识，采用水煤浆技术进一步改善煤炭企业的 产品结构，可提高煤炭企业经济效益。 产品结构，可提高煤炭企业经济效益。水煤浆 技术还可以解决一些燃煤企业环保及工艺过程 调节的问题。而且可以利用工厂有机废水（ 调节的问题。而且可以利用工厂有机废水（如 造纸黑液）制成水煤桨燃烧。 造纸黑液）制成水煤桨燃烧。水煤浆技术符合 早期国家制定的“以煤代油、压缩烧油” 早期国家制定的“以煤代油、压缩烧油”的能 随着现代科技的进步， 源政策和环保政策 ，随着现代科技的进步， 将会得到越来越快、越来越完善的发展。 将会得到越来越快、越来越完善的发展。
水煤浆燃烧技
水煤浆燃烧技术水煤浆是一种煤基流态燃料，通过雾化后可高效燃烧。
在组织水煤浆燃烧时，喷嘴的雾化技术和燃烧器的配风技术是保证水煤浆着火和稳定燃烧的两项关键技术。
1.喷嘴雾化技术：良好的喷嘴雾化可以减少水煤浆液滴的细度，从而缩短水煤浆的着火距离，为水煤浆着火、燃烧提供了一个良好的基础。
由于水煤浆的特殊性质，水煤浆喷嘴必须具备良好的雾化特性，能稳定着火，并有较好的燃烧特性和较高的燃烧效率；具有良好的防堵性能，能长期连续运行；具有较长的使用寿命；具有较低的气耗率；合适的雾化角和射程；负荷调节性能好，在一定的负荷变化范围内，喷嘴仍然维持较好的雾化性能。
2.水煤浆燃烧器：水煤浆燃烧器又称为配风器，是水煤浆燃烧的又一个关键设备。
水煤浆着火热的主要来源是依靠高温烟气的回流，这就需要对燃烧配风的进行合理的组织，以使煤浆雾炬得到有效地加热，能够及时着火。
同时，合理的配风是加强燃烧室内湍动，提高水煤浆燃烧速度和燃烬度的关键。
合理的配风还将影响到污染物的排放，分段送风可控制NOx的生成和排放。
另外，一二次风混合适时适量，可保证燃烧的稳定性和经济性。
总之，炉膛中的燃烧工况主要是通过燃烧器的结构及其布置来决定的。
燃烧器按其空气动力学特性可分为旋流式和直流式。
旋流型燃烧器是利用旋转气流产生合适的回流区，用回流的高温烟气来加热燃料，保证其稳定地着火和燃烧。
水煤浆锅炉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。
2、水煤浆环保锅炉的特点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：水煤浆锅炉可以迅速达到900℃〜1200℃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）。
水煤浆燃烧技术
技术背景 水煤浆概述 水煤浆燃烧技术 国内外发展 总结
技术背景
“缺油少气富煤”
技术背景
煤炭是我国主要的化石资源和能源， 对我国国民经济的发展起着极其重要 的作用。但是煤炭的开发利用也给人 们带来许多负面的影响，比如说燃煤 污染，会产生大量烟尘，CO， CO2,SO2,氮氧化物，以及灰渣。近 年来一直在发展洁净燃煤技术，减少 污染物排放。
水煤浆燃烧技术
水煤浆的燃烧过程一般先通过雾化 器将水煤浆雾化成细小的浆滴，一个 浆滴通常包括若干细小的煤粉颗粒， 进入炉膛后，浆滴受热蒸发，将煤粉 颗粒暴露在炉膛内，然后发生与煤粉 炉内煤粒类似的燃烧过程，直到燃尽。
水煤浆燃烧技术
图 水煤浆雾炬形燃烧
水煤浆燃烧技术
雾化喷嘴是水煤浆燃烧的关键。
国内雾化喷嘴主要有三种形式 1、旋流内混型 2、Y型 3、冲击式多级雾化型
国内外发展
水煤浆应用现状
国际上70年代开发水煤浆，我国82 年开发水煤浆，目前我国水煤浆厂数 量和使用用户数量是世界上最多的， 水煤浆已进入商业化推广应用阶段。
国内外发展
国外水煤浆发展
1、1961年美国在旋风炉上试烧了70%浓度的水 煤浆。 2、1965~1970年美国原西德在一台90t/h锅炉上 进行了60% 浓度水煤浆燃烧试验。 3、1962年起前苏联对水煤浆的湿磨和燃烧进行 了理论和实践的研究。其结果都获得了满意的稳 定燃烧。 4、1995年8月日本在对其勿来电厂4号75MW机 组的锅炉上进行了全烧水煤浆试验。
中国水煤浆生产现况
总结
总结
水煤浆十分适宜中国的国情，它是 比较理想的洁净燃料，发展水煤浆燃 烧技术，推广水煤浆应用是大势所趋， 势在必行，前景广阔。
水煤浆燃烧技术 对比煤粉炉内煤粉的燃烧，水煤浆燃烧的特点： 3、水煤浆燃烧同其他燃煤过程一样，也会产生飞 灰颗粒物、SO2、NOX等大气污染物。但由于水 煤浆中的煤粒在制备过程中经过了洗选，以及水 煤浆燃烧温度低等原因，使得水煤浆燃烧的污染 情况要好于普通煤粉燃烧。
水煤浆
更小的颗粒充填，以保证煤粒间应能产生较高的堆
积效率（一般>70%），以形成空隙最少的堆积。
（4）水煤浆的水分
直接影响水煤浆的发热量和流变特性；
包括制浆用煤本身的内在水分和制浆时添加 的水分； 同样浓度的水煤浆，内在水分越大，可以充 当分散介质的自由水越少，水煤浆黏度就越 大。
（5）水煤浆的稳定性
评价稳定性的方法：沉降法、粘度法和综
合法三大类，
我国主要应用探测法。探测法是沉降法的
一种。
探测法因其简便、适用，在实验室及生产
中均可采用。
简单的做法：将煤浆存放不同时间后，利
用棒或棍人工探测煤浆的状况，据此将稳 定性分为 A、B、C、D 四级。
经存放不发生硬沉淀的煤浆，其稳定性就
添加剂的分子作用于煤粒与水的界面，可
减少水煤浆流动时的内摩擦，降低粘度， 改善煤粒在水中的分散，提高水煤浆的稳 定性。
添加剂的用量通常为煤量的1%左右。
常用的添加剂有两种：分散剂和稳定剂。
水煤浆添加剂
分散剂 稳定剂
消泡剂
调整剂
（1）分散剂及其作用机理
分散剂是最重要的添加剂，其主要用途是使 CWM 具有良好的流变特性：
超细超低灰煤浆
煤粒<10μm，
灰分<10%，浓度 50%
代油做内燃机燃料
高、中灰水煤浆
超纯煤浆 原煤煤浆 脱硫型水煤浆
灰分20%~50%，
浓度50%~65% 煤浆灰分 0.1%~0.5% 原煤就地，炉前制 加脱硫剂
供燃煤锅炉
供燃油或燃气锅炉 燃煤锅炉或工业窑炉 供燃煤锅炉
水煤浆技术
——水煤浆使用性能和评价方法
水煤浆的缺点大于优点讲解
水煤浆的缺点大于优点水煤浆是20世纪70年代发展起来的新型煤基清洁代油燃料。
由于近年来石油价格急剧上涨，水煤浆颇受推崇，一般都认为水煤浆的潜在市场是替代燃油发电厂和燃油工业窑炉。
究竟水煤浆代油发电的可行性如何，是一个值得深入研究的问题。
总的看来，国外水煤浆代油发电尚处于试验阶段，我国水煤浆代油发电的需求并不大，即使有少量电厂用水煤浆代油发电也是暂时的，不具备长期的发展前途。
一、我国水煤浆代油发电的领域不大。
首先，我国电力工业长期以燃煤火电和水电为主，只有在60年代未70年代初和90年代中期两次由于严重缺电等原因曾经发展过一部分燃油电厂。
第一次发展燃油电厂都采用燃油锅炉的凝汽式发电或热电厂，1973年和1979年两次石油危机后实行“以煤代油”政策大部分都已改造。
第二次发展燃油电厂与第一次不同，大部分采取燃气轮机式燃气蒸汽联合循环或柴油机，很少采用燃油凝汽式电厂。
以发展燃油电厂最多的广东省为例，到2000年底，全省拥有燃油电厂968.78万kW，其中燃气机234.35万kW，柴油机526.08万kW，燃油锅炉凝汽式发电仅208.35万kW，燃气机和柴油机占78.5％。
全国情况也大致类似，而且燃油锅炉凝汽式发电厂大都是第一次发展燃油时留下来的，这部分电厂由于种种原因改造困难，且剩余寿命不长，改造价值不大。
而燃油电厂能够用水煤浆替代油的只有燃油锅炉凝汽式发电厂，对于燃气轮机和柴油机是无法燃用水煤浆的，从这一点来说能用水煤浆代油的发电厂数量是很少的。
其次，根据1999年国家经贸委《关于关停小火电机组有关问题的意见》的规定，5万kW及以下的燃油机组在2003年年底以前要一律关停，又使可以改烧水煤浆的燃油发电机组数量大大减少，甚至连作为燃油改燃水煤浆的唯一示范厂--山东白杨河电厂也在关停之列。
第三，目前水煤浆代油发电的示范经验仅限于200t／h锅炉（5万kW机组）级，未被淘汰的燃油锅炉都超过200t／时。
东白杨河电厂3号炉（230t／h）改燃水煤浆， 1994年开始进行，到1999年10月才烧水煤浆22万t;2000年初白杨河电厂1号炉和2号炉也改烧水煤浆，证明烧水煤浆锅炉负荷没有降低，锅炉效率可达90％～91％，炉况稳定，运行良好，证明烧水煤浆是可行的。
水煤浆替代燃煤燃料油大有作为
洁净煤燃料 ， 再经过锅炉尾部的烟气高效除尘（ 布 袋除尘或电除尘 ） 、 脱硫（ 双碱法或氧化镁法 ）完全 ，
二年水煤浆应用情况见表 ２ 。 表 ２ 明水煤浆替代燃料油经济效益十分显 说
著 ， 积极 性十 分 高涨 。 用户
世界面 临石油能源危机 。 各国都在寻 求、 索石油 探
的替代物 ， 煤浆 的应用成 为了必 然 的选择 。我 国 水 从 上世纪八 十 年代起 ， 开始 对水 煤浆 进行 了技 术 也
代燃料油及节能减排给予 了大量的政策支持 。浙 江、 福建二省和南宁、 太原、 杭州等市纷纷 出台推广 应用水煤浆技术的实施意见和具体扶持政策。 上海 市在完成市环保局科研项 目“ 上海市清洁能源替代
炉和工业窑炉领域替代燃煤 、 燃料油 。 应用前景可
观 ， 有作 为。 大
委、 市环保局提 出根据不 同地区、 不同炉型选择水
煤 浆技 术应 用示 范试 点 ， 总结 经验 基础 上 出 台相 在 应 政策 ， 以推广应 用 。 予
１水煤浆替代燃煤燃料油符合我国国情和能源政策
鉴 于 我 国 多 煤 、 油 、 气 的状 况 ，油气 储 备 少 缺 稀缺 ，过度 依赖 进 口必然危 及 能源供 应 的安全 性 。 所 以 中国 经济 的稳 定 发 展 还须 相 当长 时期 主 要依
窑 的热效 率 和燃 油 、 燃气 炉 窑 相 当 ， 与
燃煤炉室相比 ，燃烧效率和锅炉热效
率 的提高相 当可观。 以煤为基础原料 发展清 洁燃料 ， 符合我国国情 ，也是我国能源战略长
期稳 定发展 的现 实选择 。上世 纪 ９ ０年
燃料 名称
水煤浆CWM代油燃烧技术
“燕山石化220t/h锅炉燃用水煤浆示范项目”， 该
项目为日本绿色援助项目，从2000年3月9日投浆 到2002年底共应用水煤浆46.8万吨。 经测试（2000年数据），环保排放指标为：烟尘 排放77 mg/m3，SO2排放209 mg/m3 ，NOx排放 544 mg/m3，符合当时的北京市排放标准（烟尘 排放150mg/m3，SO2排放500 mg/m3 ，NOx排放 650mg/m3）。排渣污水回用率100%。 经济效益显著:供替代燃烧重油21.27万吨,节约燃 料成本1.27亿元,节约下的重油进一步进行催化加 工，又创效益6300万元，综合效益1.9亿元。
6.安全 与易燃易爆煤粉和重油相比，水煤浆具有
较高的安全性。
7.经济 研究表明，水煤浆是一种较为经济的锅炉
清洁燃料。
不同燃料的价能比
燃料 原煤 水煤浆
39 重油
然气 柴油 电热
品质（低位热值）
价格
396200kcal/k 25.9MJ/kg 230 元/t g
4800kcal/kg 20.1MJ/kg 350 元/t
○工业锅炉（生产和取暖）： 2—20t/h,约50台。主要在集中在山东枣庄、新汶、 胜利油田、青岛，北京外围地区。 ○工业炉窑： 陶瓷热风炉120多台，唐山轧钢加热炉、首钢烧结 炉。 ○当前仍有许多企业正在进行水煤浆工程，规模 较大的有广东南海电厂（新建1台670t/h锅炉）， 茂名热电厂（改造1 台410t/h锅炉）,大庆油田 （新建2台150t/h，改造1台130t/h）、吉林石化 油炉（新 建1台75t/h，改造4台65t/h）改烧水煤 浆工程，青岛水煤浆供热工程(新建3台130t/h锅 炉)等，水煤浆厂配套能力为260万吨/年。
○约2吨水煤浆替代1吨燃油，具有代油、环保、节能
煤炭清洁利用——水煤浆雾化燃烧锅炉方案(一)
煤炭清洁利用——水煤浆雾化燃烧方式及锅炉（一）目录一、水煤浆简介......................................................................................................... - 3 -（一）什么是水煤浆......................................................................................... - 3 - （二）水煤浆的环保特性................................................................................. - 3 - （三）水煤浆的技术参数................................................................................. - 4 - 二、水煤浆锅炉产品简介......................................................................................... - 5 -（一）水煤浆锅炉基本工作原理..................................................................... - 5 - （二）水煤浆燃烧技术..................................................................................... - 5 - （三）水煤浆锅炉的特点................................................................................. - 7 - （四）水煤浆锅炉运行对大气环境影响的分析............................................. - 8 - （五）锅炉系统各主要设备介绍..................................................................... - 9 - （六）经济效益分析..................................................................................... - 28 -一、水煤浆简介（一）什么是水煤浆水煤浆是由65%左右的煤，34%左右的水以及约1%的化学添加剂制成的流体燃料，能够泵送、雾化和着火燃烧。
水煤浆煤粉燃烧器的燃烧特性研究与应用
水煤浆煤粉燃烧器的燃烧特性研究与应用燃煤是目前全球主要能源供应的主要形式之一，但由于燃煤产生的污染物排放对环境和人类健康带来了严重影响。
为了降低燃煤产生的污染物排放，提高燃烧效率，水煤浆燃烧技术得到了广泛关注。
水煤浆煤粉燃烧器是水煤浆燃烧技术的核心装置，对其燃烧特性的研究和应用具有重要意义。
水煤浆煤粉燃烧器是将煤粉与水混合并喷射到燃烧器中进行燃烧的装置。
与传统的煤粉燃烧技术相比，水煤浆燃烧具有以下几个优势：首先，水煤浆燃烧器可以有效降低燃烧过程中的氮氧化物（NOx）排放。
这是因为水煤浆中的水分能够吸收和稀释燃烧过程中生成的高温氮氧化物，减少其生成量。
同时，水煤浆燃烧器还可以通过优化燃烧参数和燃烧过程控制，进一步降低NOx的排放。
其次，水煤浆燃烧器的燃烧效率较高。
与传统的煤粉燃烧相比，水煤浆燃烧器燃烧过程中可以更充分地利用煤炭中的热值，提高能源的利用率。
另外，水煤浆燃烧器采用喷雾燃烧方式，煤粉喷射细化后，与空气更好地混合，使燃烧更加充分，热效率得到进一步提高。
水煤浆煤粉燃烧器的燃烧特性研究主要包括燃烧动力学、燃烧稳定性和燃烧能力等方面。
首先，研究燃烧动力学可以探究水煤浆燃烧过程中的燃烧速率、活化能等参数，从而优化燃烧过程控制的策略。
其次，燃烧稳定性研究可以分析燃烧器内的气流分布、温度分布等因素对燃烧过程的影响，以提高燃烧的稳定性和一致性。
最后，研究燃烧能力可以从煤粉喷射均匀性、煤粉流动性等方面，评估燃烧器对不同品种煤炭的适应能力。
在水煤浆燃烧器的应用方面，研究者们通过实验与模拟相结合的方法，不断优化和改进燃烧器结构，提高其性能和效果。
首先，通过优化燃烧器内部流场结构，改善煤粉与空气的混合状态，以提高燃烧效率和稳定性。
其次，研究者们还通过改变燃烧器的喷煤方式、改变煤粉颗粒大小和浓度等参数，实现对燃料的精确控制和调整，以适应不同煤种的燃烧需求。
水煤浆煤粉燃烧器的应用已经取得了良好的效果。
在工业领域，水煤浆燃烧技术可以广泛应用于发电厂、钢铁厂、水泥厂等大型固体燃料锅炉的燃烧过程中。
几种水煤浆气化技术的分析比较
几种水煤浆气化技术的分析比较水煤浆气化技术是一种将煤炭转化为燃气或合成气的方法。
它是一种既高效又环保的能源转化方式。
目前市场上存在多种水煤浆气化技术，下面将对几种常见的技术进行分析比较。
1. 乳化气化技术（Emulsified Coal Gasification）：乳化气化技术是将煤炭与水和柴油等混合物乳化，在高温和高压条件下进行气化。
这种技术相对简单，操作稳定性较好。
同时，乳化气化技术能够适应高灰分和高硫分的煤种，适用范围广。
然而，乳化气化技术需要对煤炭进行预处理，提高气化效率。
2. 喷雾气化技术（Spray Coal Gasification）：喷雾气化技术是通过将高浓度的煤浆雾化，再与氧气在高温和高压条件下混合，并在喷嘴中进行瞬时气化。
这种技术具有高效、高灵活性等优点。
喷雾气化技术可以处理粒径较小的煤炭，且煤炭煤浆浓度较低时仍能保持良好的气化效果。
然而，喷雾气化技术需要高能耗，操作难度较大。
3. 流化床气化技术（Fluidized Bed Gasification）：流化床气化技术是通过将煤浆在气体流化床中进行气化，煤颗粒在气流下悬浮并与氧气反应，形成合成气。
这种技术具有气化效果好、灵活性高、适应性强等优点。
流化床气化技术适用范围广，能够处理含硫、高灰分的煤炭。
然而，流化床气化技术需要耗费大量的气体作为气化剂，且气化剂的气速、流速等参数对反应效果有较大影响。
4. 固床气化技术（Fixed Bed Gasification）：固床气化技术是将煤浆置于固定的气化床中进行气化，煤浆在固床上发生气化反应，生成合成气。
这种技术具有操作简单、结构紧凑等优点。
固床气化技术适用范围广，能够处理多种不同煤种。
然而，固床气化技术需要较长的气化时间，并且存在煤焦结和热传导等问题，影响了气化效率。
综上所述，水煤浆气化技术根据不同的操作方式和气化床结构可以分为乳化气化技术、喷雾气化技术、流化床气化技术和固床气化技术。
水煤浆优缺点
一、多种能源成本分析对比
为了满足需求，我们将煤、生物质、水煤浆、重油和天然气作为分析对象。
1、水煤浆燃料特点
水煤浆—70%的超细煤粉，30%水，加少量添加剂形成的复合燃料。
热值约4600 Kcal/kg，市场价格在850 ～1000元/吨。
形态为稀糊状液体，以槽车运输，储藏罐储藏。
制备水煤浆的煤一般为优质烟煤，几乎不含硫份，灰份小与7%。
水煤浆燃烧为低温燃烧，炉膛温度900 ℃，很少生成NO等，可代替重油的环保燃料。
水煤浆的燃烧方式与重油类似，用压缩空气或水蒸汽雾化后喷入炉内燃烧。
水煤浆和缺点
1.喷枪易阻塞，维修及更换费用高昂；
2.水煤浆的运输成本极高，不适合能源大规模使用；
3.系统使用复杂，需要专业人员操作；
4.占地面积大，价格基本和运输成本联动。
水煤浆流化悬浮高效洁净燃烧锅炉
工程文件水煤浆流化悬浮燃烧锅炉一、水煤浆流化悬浮高效洁净燃烧技术水煤浆是一种新型煤基燃料，具有易于管道运输，便于装卸、储存的油代用品和低污染燃料。
现在已开发出多种形式的水煤浆燃烧装置燃用水煤浆，并在工程实践中得到应用，取得了良好的效果。
但是，水煤浆悬浮燃烧过程中，尤其在小空间燃烧过程中存在的高温结渣问题一直没有得到有效的解决，是水煤浆燃烧领域的世界级难题。
此外，悬浮燃烧的高温环境（燃烧中心区1500℃～1800℃左右）增加了NOx 的生成与排放，同时亦难以在燃烧过程直接脱硫，造成环境污染。
水煤浆流化悬浮高效洁净燃烧技术彻底解决了水煤浆悬浮燃烧过程中，尤其是在小空间燃烧室中易结焦、燃烧不稳定这一世界级难题，实现了水煤浆的低温、高效洁净燃烧，并具有负荷调节性能好、运行费用低、降低劳动强度、对水煤浆的适应性强，拓宽了制浆的煤种范围并可降低制浆成本、在燃烧过程中直接脱硫脱氮、可对水煤浆燃烧过程实施深度经济脱硫、减少NOx的排放、辅助配套系统简洁可靠、节省设备投资等优点，是水煤浆燃烧技术领域的一场革命，对洁净煤技术将产生深远的影响。
二、水煤浆流化悬浮高效洁净燃烧技术工作原理水煤浆流化悬浮高效洁净燃烧技术的工作原理是，将滴状水煤浆投入燃烧室下部由石英砂和石灰石构成床料的炽热流化床中，其温度在850℃～950℃左右。
水煤浆在炽热的流化床料的加热下迅速完成析出水分，挥发分析出并着火燃烧及焦碳燃烧过程，并在流化状态下颗粒状水煤浆团进一步解体为细颗粒被热烟气带出密相区进入悬浮室继续燃烧。
在燃烧室出口设有分离回输装置。
被热烟气带出的媒体物料和较大的水煤浆颗粒团被分离器分离、捕捉，通过分离器下部设置的回输通道返回燃烧室下部密相区，既减少了媒体物料的损失，又实现了水煤浆颗粒团的循环燃烧，从而获得高的燃烧效率。
此外，低温燃烧过程（850℃～950℃左右）,有效的控制了热力型NOx的形成。
且由于媒体物料由石英砂与石灰石构成，石灰石在高温下煅烧生成CaO,Cao与SO2反应进一步生成CaSO4,抑制了SO2的排放，而燃烧装置的运行温度是CaO脱硫的最佳运行温度，可有效的减少SO2的排放。
《水煤浆制备与燃烧》课件
水煤浆将成为未来的重要燃料，在环保 节能方面具有重要意义，有望推动新能 源和清洁能源的发展。
对水煤浆的稳定性进行检测，确保其在长期储 存和运输中能维持一定的稳定性。
水煤浆燃烧
燃烧原理
水煤浆在燃烧时，煤粉得到充分燃烧，释放大量热能，使水蒸汽生成，从而达到燃烧的目的。
不同燃烧方式的比较
水煤浆的燃烧方式主要有喷吹燃烧和浆滴燃烧，喷吹燃烧适用于大型锅炉，而浆滴燃烧则适用于 小型锅炉。
燃烧产物分析
1
发展趋势
2
随着环保和节能要求不断提高，水 煤浆将逐渐代替传统煤，成为未来 的燃料主流，具有广阔的市场前景。
国内外市场状况
水煤浆在欧洲和美国得到了广泛应 用，目前在我国也正在逐步推广， 未来有望得到更广泛的应用。
结论
1 研究现状
2 展望未来
目前水煤浆制备和燃烧技术已经相对成 熟，需要进一步提高其稳定性和质量， 推广应用。
《水煤浆制备与燃烧》 PPT课件
水煤浆（WCS）是以煤为主要原料，在一定条件下制成的稳定液体燃料，被 广泛应用于电力、化工、冶金等领域。本课件将详细介绍水煤浆制备和燃烧 技术，以及其未来的应用前景。
水煤浆的特点
1 高热值
水煤浆具有高热值、燃烧效率高，是传统煤的两倍以上。
2 环保节能
水煤浆燃烧后产生的氮氧化物和硫氧化物排放低，节约能源资源，减少二氧化碳排放。
3 易储运
水煤浆易于储运，便于与其它液体或气态燃料混合使用，使之成为替代石油的理想燃料。
水煤浆制备
பைடு நூலகம்
液固分离
通过分选、磨制、筛分等流程将煤粉分离出粗 煤和细煤。
粉磨碾压
将细煤进行粉磨，达到一定的颗粒粒径，再将 其压缩成饼状。
水煤浆燃烧技术
水煤浆燃烧技术一、水煤浆概述水煤浆是一种煤基的液体燃料，一般是指由60－70%的煤粉、40－30%的水和少量的化学添加剂组成的混合物。
它是20世纪70年代世界范围内出现石油危机的时候，人们在寻找以煤代油的过程中发展起来的石油替代技术。
水煤浆既保持了煤炭原有的物理化学特性，又具有和石油类似的流动性和稳定性，而且工艺过程简单，投资少，燃烧产物污染较小，具有很强的实用性和商业推广价值。
水煤浆的用途十分广泛，它可以像油一样的管运、储存、泵送、雾化和稳定着火燃烧，其热值相当于燃料油的一半，因而可直接替代燃煤、燃油最为工业锅炉或电站的直接燃料；水煤浆还是理想的气化原料，产生的煤气化可以用于煤化工或用于联合循环发电；对于特制的精细水煤浆，还可以作为燃气轮机的燃料使用；可见，水煤浆技术是洁净煤技术的一个重要组成部分，发展水煤浆技术具有十分重要的意义。
（1）替代石油，合理利用我国能源资源由于水煤浆具有同石油一样的流动和雾化特性，因此，以水煤浆替代石油可以利用原有设备，改动工作量很小，投资小。
（2）解决煤炭运输问题我国煤炭资源丰富，但地区分布极不平均，北煤南运和西煤东运的局面将长期存在。
靠铁路运输既增加了铁路的负担，又对沿途环境造成了污染。
发展水煤浆进行管道运输将在很大程度上缓解能源运输的压力和污染问题。
（3）降低煤利用过程中的污染制备水煤浆的原料煤是经过洗选的，含灰量和含硫量都大为降低，燃烧后产生的飞灰和S02都比一般的燃煤锅炉低。
同时由于水煤浆中的水分在燃烧时具有还原作用，理论燃烧温度也比相同煤质的煤粉燃烧低200°C左右，因此可以在一定程度上降低NOX 的排放量。
二、水煤浆的特性水煤浆作为一种替代燃料，除了具有原有煤的特性，如发热量、灰熔性、各组分含量外，还具有一些特殊的性质要求。
（1）水煤浆的浓度水煤浆的浓度是指固体煤的质量浓度，它直接影响到水煤浆的着火性能和热值。
浓度越大，含水量越少，就越容易点燃且发热量高。
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粒化器 鼓风机 引风机 除渣机
及喷枪
合计
流化燃烧
技术
有
无
无无无
有
有
有
无
耗电功率 4KW
132 110
246KW
压力雾化 燃烧技术有Βιβλιοθήκη 有有有有无
有
有
有
耗电功率 4KW 2.2
1.5
90
37
110
3
247.7KW
性能及燃料对比
以20t/h锅炉为例：
燃料燃尽率
锅炉热效率
悬浮流化 燃烧技术
99%
89%
压力雾化
燃烧技术
98%
83%
吨汽耗浆量 （热值4500大卡计）
适应燃料
燃料挥发分 要求
149.8kg
Ⅲ级以上
水煤浆,且 热值在3800 大卡以上即
满足
≥20%
160.6kg
Ⅱ级以上 水煤浆，热 值4300以上
≥30%
环保性、操控性对比
悬浮流化 燃烧技术
SO2原始排放浓度 (含硫以0.6%计）
NOx原始排放浓度
水煤浆悬浮流化与压力雾化燃烧 性能及耗电功率对比
注：本文只对两种燃烧方式的燃烧系统作对比，其他系统如 水汽系统、烟气处理系统皆为同等配置，不作比较。
系统工艺流程对比
悬浮流化燃烧工艺流程图
压力雾化燃烧工艺流程图
系统工艺流程对比
主要燃烧设备（电功率以20t/h锅炉为例）：
燃烧器
功率
供浆泵 搅拌罐 过滤器 空压机
悬浮流化高效洁净 燃烧技术效果视频
水煤浆悬浮流化清洁燃烧技术
减排方面
抑制PM2.5 生成：粒化给浆，流化悬
浮燃烧，有效抑制微小颗粒粉尘的生成 与排放，减少PM2.5排放量
七大独特优势
减排：水煤浆中添加了脱硫脱硝等功能剂
，在燃烧过程中直接脱硫、脱硝。
环境清洁、占地面积少：无需储煤/渣场
地和输煤系统；储运密闭，无扬尘污染。
储渣场 二次污染
操控性能
可实现炉内脱硫 燃烧温度（850°） 无除渣 DSC自动化
＜600mg/Nm³
＜400mg/Nm³
场
控制
压力雾化 燃烧技术
无炉内脱硫功能 ＜1300mg/Nm³
燃烧温度（950°） ＜600mg/Nm³
有除渣场
压力喷枪需 人工更换、
清洗
故障点及易损件对比
易损件
炉内结焦故障 炉膛爆燃故障 除渣机卡死
水煤浆压力雾化燃烧技术简介
原理：水煤浆输送是由供浆泵经搅拌器、过滤器
进入专用雾化喷枪，在高送浆压力和高压风作用下 以150——200m/S的速度水平喷射入燃烧室，并将 水煤浆充分雾化，完成瞬间燃烧。燃烧室设有卫燃 带保持炉膛温度800℃以上，以确保火焰连续稳定； 燃烧室需有足够长度使水煤浆有燃尽的时间。燃烧 后产生的高温烟气进入换热区进行热量转换；燃烧 产生的炉渣落入下部除渣机，排除炉外。
制约压力雾化燃烧技术发展的因素
★ 喷嘴易磨损—高速射流流经喷嘴小孔，磨损后雾化效果差，使用周期短， 合金材料价格高。
★ 燃尽率略低—瞬间燃烧，导致燃料不能完全燃尽。
★ 易结焦—喷射到炉壁的水煤浆结团堆积，高温下发生结焦。
★ 系统复杂，故障点多—搅拌器、过滤器、燃烧器、喷枪、 除渣机、空压 。
★ 水煤浆品质要求高—雾化喷枪要求水煤浆粒度小；瞬间燃烧特性要求水煤
悬浮流化 燃烧技术
流化风帽磨损， 更换周期 15000小时
无此故障
无此故障 无此设备
压力雾化 燃烧技术
喷嘴极易磨损， 更换周期 1500小时
易结焦
易发生断火 结焦后易卡
及爆燃
死除渣机
水煤浆悬浮流化燃烧技术简介
悬浮流化 高效洁净 燃烧技术 基本原理
水煤浆悬浮流化燃烧技术是水煤浆经粒化播撒器投放到燃烧室下部由石 英砂做床料的炽热流化床上。水煤浆颗粒团在炽热流化床料加热下迅速析出 挥发分、水分，并完成着火燃烧、焦碳燃烧的过程。在流化状态下颗粒状水 煤浆团会解体为细颗粒，并被热烟气带出密相区进入悬浮室继续燃烧。 燃烧室出口处的分离回输装置可将烟气带出的媒体物料和较大的水煤浆颗粒 团分离、捕捉，使其通过分离器下部的回输通道返回燃烧室下部密相区，以 减少媒体物料的损失，实现水煤浆颗粒团的循环燃烧，进而提高燃烧效率。 此外，低温燃烧过程（850℃-950℃左右）可有效的控制热力型NOx的生成； 并为石灰石煅烧后形成的CaO与SO2创造最佳反应条件，从而有效降低SO2的排 放。
环保锅炉 优势
低温脱硝：850～950℃燃烧温度有效抑制
F了ac热to力r 型4 的NOx生成，并减少排放。
节能方面
高效：燃烬率达到98%以上，降低煤耗 ，降低运行成本。
煤种选择广：煤种选择不再局限于精选
煤，Ⅱ类烟煤皆可适用，可大幅度降低碳 浆成本。
系统简单可靠、自动化程度高：运行
稳定，操作简单，自动化程度高；一炉 多用:适用于复合碳浆、天然气等多种燃 料，实现一炉多用。。
低灰分。
浆具有高挥发分、高热值 、