水煤浆锅炉的能效分析

7.5
2.2
输油 齿轮泵
1.5
在线过 滤器
0.75
新增设备总电功率为 36.95 kW，这还没有计入引风机因改用多 管加布袋两级除尘而增加的电功率。
1.3.2水煤浆锅炉运行中产生的飞灰量对引 风机电耗和环境的影响
尽管水煤浆中含灰量很低，但燃料中大约 90%灰分经锅炉尾部排到炉外。按表1提供的 大同煤和大同浆的含灰量可估算出飞灰量，其 结果列在表6中。由于在链条炉中，燃料中仅 约10%灰分经锅炉尾部排到炉外。因此，水煤 浆炉原始烟尘排放浓度大大超过链条炉。
表 7 水煤浆炉运行新增电耗折算的热量 Q2 及其占燃料低位发热量 Q net.ar 的百分比
炉型
新增电耗 kWh/t
折算成燃烧 1kg 浆的 供电标煤耗 G2 g
该标煤耗对应的热量 Q2 kJ/kg
Q2 Qnet.ar
%
水煤浆 炉
36.53
G2 =36.53*374/1000 Q2=13.66/1000*7000*4.184
Qnet.ar / Mjkg-1
9.8
25.56
35
18.03
挥发份 Vdaf / %
29.6 29.8
灰份 A ar / %
11.37 5.12
资料来自国家水煤浆中心，见文献［3］.
2）电耗对能效影响的计算方法 ： 磨煤电耗和运行电耗均分别折算到
磨制1kg水煤浆的电耗和输送1kg水煤浆 进炉膛燃烧的电耗。这些电耗对应的热 量占水煤浆低位发热量对百分比即是对 能效影响值。
水煤浆炉1小时新增电耗36.95+15=51.95 kWh
对一台6t/h水煤浆炉，与同容量链条炉相比（扣除不 需要拖动炉排的电机功率2 kW），水煤浆炉运行1小时增 加电耗就是47.95 kWh。考虑部分新增设备属间断运行等 因素，新增电耗取38.36kWh。这样，以一台6t/h水煤浆 炉1小时约燃烧1.050 t水煤浆计算，燃烧1t浆新增电耗是 36.53 kWh 。
2.60
=15.99
=468.3
链条炉 0
0
0
0
结论：由于磨煤电耗，水煤浆炉能效比链条炉要低 2.60%。
1.3水煤浆炉和链条炉运行电耗比较
1.3.1 水煤浆炉新增用电设备 表5 容量6t/h水煤浆炉新增用电设备及所配置电机功率
新增设 螺杆式 备名称 空压机 电功率 /
22 kW
供浆螺 杆泵
3
输浆螺 带搅拌 杆泵 日用浆罐
表 6 以大同煤和大同浆的含灰量计算的飞灰量
燃料含灰量 飞灰份额
炉型 燃料
ห้องสมุดไป่ตู้
%
%
水煤浆 大同
炉 水煤浆
5.12
90
大同
链条炉
11.37
10
原煤
1kg 燃料 飞灰量
kg 0.0461
0.0114
与链条炉比较， 水煤浆炉飞灰 量增大的倍数
4.04
为了稳定达到一类地区低于环保新标准100mg/Nm3 的 要求，不得不采用多管加布袋两级除尘。由于布袋除尘器 的阻力在1200~1500 Pa，比通常采用多管加水膜两级除 尘增加阻力约600 Pa，这导致引风机运行电耗增加15 kWh（6t/h炉）。
1 水煤浆炉与链条炉的能效比较
1.1燃料水份对水煤浆炉与链条炉能效的影响
燃料中水份在炉膛被加热至沸点，接着就 汽化并把汽化后的水蒸气过热到锅炉排烟温度 后排出炉外，这3个过程带走的总热量按文献 [1]进行计算（这里略去燃料中氢气燃烧后生成 水蒸气的影响），计算结果列入表2。
表 2 水份带走热量占该燃料低位发热量 Qnet.ar 的百分比
18.03
4.853
结论：由于水分影响，燃烧大同水煤浆的锅炉比燃烧大同 原煤的链条炉在能效上要低 3.894%。
1.2 磨煤电耗对两种锅炉能效的影响
表 3 国内外几家水煤浆厂生产 1 吨浆的电耗（65%浓度）
厂 名 兖日 八一 日本
吨浆电耗/ 63
35
40
kWh/t
大同 一 50
大同二 46
取平均值 42.75kWh/t 来计算（见表 4）。
炉渣含碳量高的原因分析
我国工业锅炉设计煤种是Ⅱ类烟煤，其灰分和挥发份 比大同原煤或Ⅱ级水煤浆的原料煤差很多（表8）这 是影响燃尽的主要因素。
燃料灰分对炉渣含碳量影响很大，从表8可算得：Ⅱ 类烟煤的灰份是大同原煤的2.14 ~ 3.42倍，灰份高容 易使煤在燃烧过程出现裹灰，碳被氧化的速度减慢， 来不及燃尽就落入渣斗，使炉渣含碳量增高。此外， 常用Ⅱ类烟煤挥发份也比大同原煤或Ⅱ级水煤浆的原 料煤偏低，这也影响燃尽。
水煤浆锅炉的能效分析
Analysis of Energy Efficiency of CWS-fired Boiler
0 前言
水煤浆在锅炉和工业炉窑应用现状
燃料低位发热量是计算锅炉热效率依据，因此 必须单独计算燃料水份对锅炉能效的影响。
水煤浆锅炉的能效包括磨煤电耗、燃料中水份 带走的热损失、锅炉运行热效率和锅炉运行电 耗等4个部分。
水煤浆炉与链条炉和煤粉炉进行能效 比较的前提
1）同一种燃料。即指燃烧某种水煤浆的锅炉 与燃烧该水煤浆原料煤的链条炉及煤粉炉进 行比较。如表1采用大同原煤及以该原煤研 磨的大同水煤浆 。
表 1 大同原煤及以该原煤研磨的大同水煤浆部分煤质分析
燃料 大同 原煤 大同水煤浆
水份 Mar / %
低位发热量
表 4 磨煤电耗折算的热量 Q1 及其占 Qnet.ar 的百分比
磨煤 折算成 1kg 浆所需 炉 型 电耗 的供电标煤耗 G1
kWh/t
g/kg
标煤耗换算成对应的 热量 Q1
kj/kg
Q1 Q net.ar
%
G1=42.75/1000*374 Q1=15.99/1000*7000*4.184
水煤浆 42.75
2.22
=13.66
=400.2
结论：由于运行电耗增加，水煤浆炉能效比链条炉要低 2.22%。
1.4水煤浆炉和链条炉运行热效率分析比较
链条炉运行热效率比水煤浆炉低。 比较定性的。为了简化，从反平衡角度进行分析。即 略去化学不完全热损失、散热损失和灰渣热损失的影 响。导致链条炉比水煤浆炉运行热效率低的主要原因 是机械不完全热损失和排烟热损失。深入分析可知， 炉渣含碳量高、过量空气系数大分别是链条炉这两大 热损失超过水煤浆炉的关键原因。
炉型 链条炉
所用 燃料
大同 原煤
燃料所含 水份
M ar / %
1kg 燃料中水份带 走的热量
Q /kj kg-1
燃料低位发热量 Qnet.ar / Mjkg-1
Q
Q net.ar / %
9.8 Q=2500*9.8%=245
25.56
0.959
大同 水煤浆炉
水煤浆
35 Q=2500* 35%=875