研究與開發(fā)·水煤漿及其在工業(yè)鍋爐中的應(yīng)用文章編號(hào):10048774(2005)02-1707水煤漿及其在工業(yè)鍋爐中的應(yīng)用卜銀坤',王紹華2,汪景武3(1北京合鼎動(dòng)力技術(shù)有限責(zé)任公司,北京10002;2.北京虹鼎基業(yè)科技發(fā)展有限公司,北京100012;3.北京煤炭設(shè)計(jì)研究院,北京100014)摘要:文章通過對(duì)n型QXs4.2-1.25/95/70-AⅢ水煤漿熱水鍋爐的設(shè)計(jì)實(shí)踐闡述了筆者對(duì)水煤漿有關(guān)特性參數(shù)的理解和確認(rèn)原則認(rèn)為有效控制和利用水煤槳的特性參數(shù)對(duì)作者簡(jiǎn)介:卜銀坤,水煤漿成功應(yīng)用于工業(yè)鍋爐具有非同小可的影響提出了設(shè)計(jì)水煤漿工業(yè)鍋爐應(yīng)當(dāng)注意的問畢業(yè)于西安交通大題,認(rèn)為水煤漿將是一些工業(yè)鍋爐走向環(huán)保的捷徑。學(xué)鍋爐專業(yè),高級(jí)工關(guān)鍵詞:水煤漿;特性參數(shù);工業(yè)鍋爐;應(yīng)用程師。從事鍋爐、壓中圖分類號(hào):TK229.92文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B力容器設(shè)計(jì)三十多年,擁有專利技術(shù)六Coal Water Mixture and its application項(xiàng)?，F(xiàn)任北京合鼎in industrial boier動(dòng)力技術(shù)有限責(zé)任公司總工,主要負(fù)責(zé)水煤漿工業(yè)鍋爐的BU Yin-kun', WANG Shao-hua, WANG Jing-wu'研究和開發(fā)。1. Beijing Heding Power Technology Co, Ltd, Beijing 100012, China;2. Beijing Hongding Jiye Science and technology, Co. Ltd., Beijing 100012, China;3. Beijing Coal Designing and Research Institute, Beijing 100014, China)Abstract: By practice of design QXS4. 2-1. 25/95/70-A ll coal water mixture fuel hot-water boiler: Set forthwriters understand and affirmative principle of characteristic parameter on coal water mixture; Think effective control and tcharacteristic parameter on coal water mixture, be there determining influence of succeeded application on coal waterin industrial boiler: Put should notice question in design of coal water mixture industrial boiler; Think coal water mixtebe a shortcut of industrial boiler bring environmental protection.Key words: coal water mixture; characteristic parameter industrial boiler; application1前言率髙、容易實(shí)現(xiàn)低排、環(huán)保要求,還可以替代油燃料。水煤漿作為一種潔凈煤燃料,雖然問世已有近因此,推廣應(yīng)用水煤漿燃料,對(duì)于富媒貧油的我國(guó)經(jīng)百年的歷史但是真正受到重視和發(fā)展的時(shí)間應(yīng)當(dāng)濟(jì)建設(shè)具有非常重要的意義,如今,我國(guó)的水煤漿算是20世紀(jì)70年代初。當(dāng)時(shí)美國(guó)、瑞典、意大利廠數(shù)量和總設(shè)計(jì)能力均居世界第一位,水煤漿已經(jīng)英國(guó)、日本和俄羅斯等國(guó)家,投入大量的人力、物力成為商品化的潔凈燃料。和財(cái)力,對(duì)水煤漿的制漿、貯運(yùn)和燃燒技術(shù)進(jìn)行了研水煤漿的制漿和燃燒技術(shù)雖然比較成熟,在究和開發(fā),并首先使水煤漿在一些電廠獲得了成功些電廠和工業(yè)爐窯中也獲得過成功應(yīng)用但是在量應(yīng)用大面廣的中小型工業(yè)鍋爐中的應(yīng)用實(shí)例卻很少,而中國(guó)研究開發(fā)水煤漿技術(shù)始于20世紀(jì)80年代且存在一些有待改進(jìn)和完善的技術(shù)問題。對(duì)此初,經(jīng)過20多年的努力,目前我國(guó)的水煤漿技術(shù)已筆者通中國(guó)煤化工5/70-AⅢs水煤經(jīng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。水煤漿具有成本低、燃燒效漿熱水CNMHG對(duì)水煤漿及其在工業(yè)鍋爐中的應(yīng)用的認(rèn)識(shí),旨在進(jìn)行技術(shù)交流2水煤漿及其特性稿日期:200407-19工業(yè)鍋爐2005年第2期(總第90期2.1水煤漿簡(jiǎn)介于裝卸、貯存、管道輸送及霧化空間燃燒,可以廣泛水煤漿是將煤研磨(通常為濕法研磨)成一定應(yīng)用于工業(yè)爐窯、工業(yè)鍋爐及電站鍋爐中,其中超低粒度(平均粒度為50μm左右),與水按一定的質(zhì)量灰水煤漿還可以直接代替油燃料而應(yīng)用于柴油機(jī)和比例混合[煤:水=(65~70):(34~29)],再添加燃?xì)廨啓C(jī)。少量的添加劑(1%左右),經(jīng)過強(qiáng)力攪拌而形成的水煤漿一般由低灰、高發(fā)熱量高揮發(fā)分的原煤煤水兩相流漿體。因?yàn)檎麄€(gè)過程是在常溫下進(jìn)或洗選精煤加工而成,不但燃燒效率高、節(jié)能和環(huán)行的,所以它不僅保持了煤炭原有的物理特性,而且保,而且價(jià)格低廉。水煤漿在燃料家族中的環(huán)保性、具有良好的流動(dòng)性和穩(wěn)定性能夠像燃料油那樣易經(jīng)濟(jì)性和政策支持性如表15。表1常用燃料的環(huán)保性、經(jīng)濟(jì)性及政策支持性(其中價(jià)格是按2000年北京地區(qū)市場(chǎng)價(jià)格)水煤漿標(biāo)準(zhǔn)煤重油輕柴油煤氣天然氣發(fā)熱量(MJ/kg、MJ/m3MJ/kWh)20.9120.9129.313941.9115.9135.593.60價(jià)格(元/kg元Nm3元/kWh)0.350.301.703.200.47價(jià)格/單位熱值(元/M)0.020.010.080.06燃燒效率(%)98-9980-909899.5環(huán)保達(dá)標(biāo)性達(dá)標(biāo)不達(dá)標(biāo)達(dá)標(biāo)達(dá)標(biāo)達(dá)標(biāo)達(dá)標(biāo)達(dá)標(biāo)政策支持性鼓勵(lì)限制不鼓勵(lì)不鼓勵(lì)不鼓勵(lì)鼓勵(lì)不鼓勵(lì)由表1可見:在等熱值條件下,價(jià)格從低往高的表2QXs4.2-1.25/95/70-AⅢ°水煤漿熱水鍋爐燃料依次為標(biāo)準(zhǔn)煤、水煤漿、重油、天然氣、煤氣、輕水煤漿燃料收到基特性數(shù)據(jù)柴油、電;水煤漿是性價(jià)比較好的環(huán)保潔凈燃料。符號(hào)單位依據(jù)數(shù)據(jù)2.2水煤漿的特性收到基碳C%收到基氫H%水煤漿的特性除了常規(guī)燃料中的碳(C)、氫1、采用山西大同AⅢ原煤收到基氧O。%作為水煤漿的原煤,并視為設(shè)計(jì)552(H)、氧(0)氮(N)、硫(S)灰分(A)、水分(W)到基氮N%用代表性燃料發(fā)熱量(Q)、揮發(fā)分(V)、灰熔點(diǎn)(t)外,還應(yīng)當(dāng)包括收到基硫S%2、水煤漿濃度為66%,水分0.82固體濃度、粒度、粘度和穩(wěn)定性。為了便于水煤漿燃灰分A.%為33%,添加劑為1%收到基3數(shù)值來源為原煤成分之7.68燒計(jì)算從而合理進(jìn)行鍋爐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),便于運(yùn)輸、儲(chǔ)收到基間的百分?jǐn)?shù)乘以水煤漿的濃度存、管道供漿及壓力霧化設(shè)計(jì),必須提供水煤漿的上述特性數(shù)據(jù)。表2是我們公司用于設(shè)計(jì)m型QXs干燥無灰基揮發(fā)分%按原煤的干燥無灰基揮發(fā)分的數(shù)值31.254.2-1.25/95/70-AⅢ°水煤漿熱水鍋爐的水煤漿固體濃度C。%由水煤漿制作設(shè)備及工藝技術(shù)確定6.00收到基有關(guān)特性數(shù)據(jù),嚴(yán)格地講,它的準(zhǔn)確性將直接粒度上限dmpm由水媒漿制作設(shè)備及工藝技術(shù)確定300關(guān)系到鍋爐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性,鍋爐運(yùn)行的良好性。平均粒徑dμm由水煤漿制作設(shè)備及工藝技術(shù)確定50.0因?yàn)樗簼{目前尚無完善的可供設(shè)計(jì)的特性數(shù)據(jù),粘度Pa,由水媒漿制作設(shè)備及工藝技術(shù)確定1.20所以有必要對(duì)表2中有關(guān)數(shù)據(jù)的確認(rèn)作進(jìn)一步說點(diǎn)變?！嫒∮迷旱幕义F變形溫度m1明性h。d(天)按用戶要求及水煤漿制作工藝確定602.2.1水煤漿的固體濃度水煤漿的固體濃度就是水煤漿中含煤的質(zhì)量百到基低- MJ/kg Qnet按[8]式(3-13):分比。提高水煤漿的濃度雖然能夠提高水煤漿的發(fā)108.8(0--S-)-251Wn;也17.15可按原煤26.95×66%熱量,但通常濃度每增加1%,粘度將增加數(shù)百mPa2。粘度過大,不利于水煤漿的霧化和完全燃2.22水煤漿的粘度燒,也不利于運(yùn)輸和管道輸送。因此,水煤漿的濃度中國(guó)煤化工簍和動(dòng)態(tài)粘度。制備水通常要控制在65%~70%,水煤漿鍋爐正常運(yùn)行煤CNMHG,以防止儲(chǔ)存時(shí)產(chǎn)生沉?xí)r,其在線水煤漿濃度通常不超過66%,當(dāng)然理想淀動(dòng)態(tài)粘度希望較小些以利于運(yùn)輸霧化和燃燒實(shí)用的水煤漿濃度還受到煤質(zhì)和制漿技術(shù)的影響。由于水煤漿具有剪切變稀效應(yīng)——觸變性,所以在水煤漿鍋爐的供漿系統(tǒng)中設(shè)置爐前攪拌罐是十分必要·研究與開發(fā)·水煤漿及其在工業(yè)鍋爐中的應(yīng)用的通過攪拌剪切漿體而降低其粘度,從而有利于管在特定條件下,將燃料煤加熱到300℃左右(在大氣道輸送和霧化,達(dá)到良好燃燒的目的。另外,由于水狀態(tài)下的揮發(fā)物析出溫度)或900℃(在與大氣隔煤漿的粘度還隨溫度的升高而降低所以在有條件的絕情況下)時(shí)所釋放出來的CO2、CO、H2、CH等情況下,再在水煤漿管道外部對(duì)水煤漿進(jìn)行霧化前的氣態(tài)產(chǎn)物所以,煤在常溫下的研磨、攪拌等物理加預(yù)熱將會(huì)使霧化燃燒效果更加良好。一般情況下,工制漿過程中,完全不具備析出揮發(fā)物的條件,揮發(fā)出廠水煤漿粘度應(yīng)控制在1.2±0.2Pa·s,在線霧化物在制漿過程中應(yīng)當(dāng)沒有任何丟失。據(jù)此,水煤漿燃燒前的粘度應(yīng)當(dāng)保證低于100mPa·s2,4。中的干燥無灰基(可燃基)揮發(fā)物質(zhì)量份額應(yīng)當(dāng)和2.2.3水煤漿中煤的粒度制漿原料煤的干燥無灰基揮發(fā)分完全相同。水煤漿中煤的粒度大小和級(jí)配關(guān)系到煤漿的粘2.2.7水煤漿的化學(xué)元素成分度,直接影響煤漿的觸變性、穩(wěn)定性和霧化燃燒效水煤漿中的碳、氫、氧、氮、硫化學(xué)元素成分是進(jìn)果。合格的水煤漿平均粒度應(yīng)為50~55m,最大行燃燒計(jì)算和核定其發(fā)熱量的必要數(shù)據(jù),其收到基粒度應(yīng)控制在300wm以內(nèi),且最大粒度不應(yīng)超過總數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性對(duì)鍋爐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性具有直接的量的2%,75%的粒度應(yīng)當(dāng)小于74m,10m的粒度因果關(guān)系,所以要推廣應(yīng)用水煤漿,必須提供水煤漿含量應(yīng)為20%左右2,。收到基的上述元素質(zhì)量百分比份額。然而,國(guó)內(nèi)目2.2.4水煤漿中的水分前還沒有公開可供設(shè)計(jì)的商品水煤漿權(quán)威的收到基水分是水煤漿成漿的重要成分,它包含煤中的化學(xué)元素成分?jǐn)?shù)據(jù)資料或確定原則在這種情況下,內(nèi)在水分和制漿過程中外加的水分,它的多少將直筆者在進(jìn)行m型Qxs4.2-1.25/95/70-AⅢ水煤接影響水煤漿的特性參數(shù),通常為33%左右,而且,漿熱水鍋爐設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)上述數(shù)據(jù)的確定,是按以下方同等情況下適當(dāng)提高水煤漿體系pH值,會(huì)改善其法進(jìn)行的選擇我國(guó)山西優(yōu)質(zhì)Ⅲ類煙煤原煤作為制靜態(tài)穩(wěn)定性漿煤,它的化學(xué)元素成分有公開的權(quán)威資料可2.2.5水煤漿的穩(wěn)定性查;制成的水煤漿收到基固體濃度按我們公司水水煤漿是一種固液兩相混合物,很容易出現(xiàn)固煤漿生產(chǎn)線成熟技術(shù)取為66%;由于成漿過程是在液分離形成硬沉淀或軟沉淀。硬沉淀是底部為粗常溫下完成的,它的化學(xué)元素成分在理論上不應(yīng)有顆粒、頂部為細(xì)顆粒的高度分級(jí)沉淀物由于沉淀物任何改變,所以水煤漿收到基化學(xué)元素應(yīng)當(dāng)是制漿顆粒由大到小有序堆積結(jié)構(gòu)密度大,很難被分散;煤干燥基成分與水煤漿收到基固體濃度的乘積。軟沉淀是顆粒之間的絮凝所形成的多孔疏松集團(tuán),2.2.8水煤漿的發(fā)熱量沒有高度分級(jí)現(xiàn)象,很容易被分散,因而,這種軟沉水煤漿的發(fā)熱量通常指kg應(yīng)用狀態(tài)(收到基)淀在水煤漿技術(shù)中被認(rèn)為是允許的。水煤漿在靜態(tài)水煤漿低位發(fā)熱量,它是反映水煤漿質(zhì)量的重要指儲(chǔ)存期間能夠維持不產(chǎn)生硬沉淀的時(shí)間長(zhǎng)短稱為標(biāo)之一。水煤漿發(fā)熱量的多少?zèng)Q定于煤漿中可燃物水煤漿的穩(wěn)定性,一般應(yīng)達(dá)到3個(gè)月時(shí)間。質(zhì)的多少,由于水煤漿是在常溫下制作出來的沒有顯然,穩(wěn)定性是反映水煤漿質(zhì)量的重要指標(biāo)通揮發(fā)分的減少更沒有可燃化學(xué)物質(zhì)的丟失故其發(fā)常分為A、B、C、D四個(gè)等級(jí)2。熱量理論上應(yīng)當(dāng)是制漿原料煤收到基低位發(fā)熱量與A級(jí):穩(wěn)定性最好,在有效期內(nèi),漿體能夠保持水煤漿收到基固體濃度的乘積然后減去因制漿而初始狀態(tài),固液分布均勻,固液分布無析水和沉淀現(xiàn)增加水分在1個(gè)大氣壓力下的氣化潛熱。當(dāng)然也可象根據(jù)水煤漿收到基化學(xué)的元素成分及全水分按資B級(jí):比A級(jí)稍差在有效期內(nèi),允許有少量析料式(3-13)直接計(jì)算水和軟沉淀存在;3水煤漿在工業(yè)鍋爐中的應(yīng)用C級(jí):漿體穩(wěn)定性較差,存在較多的析水和軟沉水煤漿在國(guó)內(nèi)外大型動(dòng)力鍋爐中成功應(yīng)用的先淀,但能通過剪切攪拌基本恢復(fù)初始狀態(tài)從而滿足例很多空其臣因筆老認(rèn)為除了水煤漿得到了良使用要求;好的壓中國(guó)煤化玉構(gòu)型式其受熱面D級(jí):穩(wěn)定性最差,極易產(chǎn)生硬沉淀,一般視為布局以CNMHG,均適應(yīng)了水煤漿不合格水煤漿,應(yīng)當(dāng)禁止銷售出廠。的著火燃燒特點(diǎn),其次是燃燒空氣得到了很好的預(yù)2.2.6水煤漿的揮發(fā)分熱因?yàn)槊褐械膿]發(fā)分并非煤中固有的物質(zhì),而是實(shí)踐表明,能正常霧化燃燒的水煤漿,其全水分工業(yè)鍋爐2005年第2期(總第90期)一般為35%左右,所以水煤漿尤其是揮發(fā)分較少的擇針對(duì)性較強(qiáng)的熱力計(jì)算方法進(jìn)行鍋爐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水煤漿,具有著火慢、燃燒難、相對(duì)煙氣體積大等特受熱面積的布局和安全經(jīng)濟(jì)排煙溫度的確定。鑒于點(diǎn)。因此,要想使水煤漿燃料能夠在量大面廣的相QX4.2-1.25/95/70-AⅢS強(qiáng)制循環(huán)水煤漿熱水對(duì)啟停頻繁、負(fù)荷變化較大的工業(yè)鍋爐中得到成功鍋爐,完全模擬了大型動(dòng)力鍋爐的m型結(jié)構(gòu),非常應(yīng)用,必須認(rèn)真考慮鍋爐的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、燃燒器的選接近資料有關(guān)計(jì)算公式的原始計(jì)算模型9:0,因型、點(diǎn)火方法的選擇、合理的供漿系統(tǒng)煤漿氣化介此按資料進(jìn)行熱力計(jì)算并確認(rèn)鍋爐的結(jié)構(gòu)尺寸質(zhì)系統(tǒng)以及環(huán)境保護(hù)的可靠性。和受熱面積的布置,理論上會(huì)使鍋爐設(shè)計(jì)得更加合3.1水煤漿鍋爐的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理,運(yùn)行更加可靠。表3為其熱力計(jì)算結(jié)果匯總表。雖然水煤漿在爐內(nèi)和干煤粉一樣同屬于懸浮空3.1.2優(yōu)先采用n型鍋爐結(jié)構(gòu)間燃燒,但是燃燒的過程卻具有明顯的不同:由于含n型鍋爐結(jié)構(gòu)在大型動(dòng)力鍋爐中應(yīng)用較多,非水35%左右的水煤漿,要吸收一定熱量并經(jīng)過一定常適合煤粉的空間懸浮燃燒不但便于受熱面布置,時(shí)間才能完成蒸發(fā)過程,因此,水煤漿表現(xiàn)出著火容易系列化設(shè)計(jì),而且運(yùn)行中受熱面不易污染、能夠慢、燃燒難的現(xiàn)象;水煤漿水分蒸發(fā)、著火、燃燒及燃使鍋爐一次排放降到最低程度,同時(shí)便于檢修。水盡過程的快慢以及燃燒效率決定于漿體起初壓力煤漿在這種鍋爐中運(yùn)行情況良好的國(guó)內(nèi)外許多先例霧化特性和蒸發(fā)著火區(qū)的環(huán)境溫度以及后期的火焰足以證明,水煤漿在這種爐型中相對(duì)容易獲得好的煙氣的離散走向;由于水煤漿燃燒后生成的煙氣中,運(yùn)行效果。需要強(qiáng)調(diào)的是:在鍋爐爐膛下部的煤漿水蒸氣分壓力較大,所以水煤漿鍋爐的安全經(jīng)濟(jì)排著火區(qū),水冷度應(yīng)接近于0,同時(shí)在煤漿噴射前方一煙溫度相對(duì)要髙些。據(jù)此,水煤漿鍋爐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)定距離應(yīng)有熱反射墻,使熱煙氣得以卷吸回流,以便注意以下幾個(gè)問題。于水煤漿預(yù)熱、蒸發(fā)和著火;燃燒室的幾何形狀,應(yīng)3.1.1按水煤漿收到基參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)有利于火焰對(duì)爐膛的充滿度;燃燒室的高度,應(yīng)保證嚴(yán)格按具有代表性的水煤漿的應(yīng)用狀態(tài)化學(xué)元燃料在其出口前完全燃盡。素等特性參數(shù)(收到基參數(shù))進(jìn)行燃燒計(jì)算,同時(shí)選表3m型QX4.2-12595/70-AⅢ水煤漿熱水鍋爐熱力計(jì)算典型數(shù)據(jù)匯總表項(xiàng)目符號(hào)單位燃燒輻射室蛇形管對(duì)流區(qū)空氣預(yù)熱器對(duì)流區(qū)煙氣流通截面F6m2651×3.0;d51×40d63.5×4.0;換熱管規(guī)格d32×3.0;d32×3.0;換熱面積126.04071155.904煙氣流速1.69924.9279空氣流通截面積F0.1359空氣流速16.0777有效容積26.42入口煙溫1778.5269(理論燃燒溫度)913.6308290.0000出口煙溫913.6308290.0000168.0000人口介質(zhì)溫度出口介質(zhì)溫度吸熱量Q°2533.1941611.5475熱流密度9kW/m284580812.7859圖1是π型QXs4.2-1.25/95/70-AⅢ水煤將輻射并儲(chǔ)存于旋焰墻中。在穩(wěn)定燃燒情況下,旋漿熱水鍋爐的結(jié)構(gòu)示意圖。圖1中旋焰墻,它不但焰墻的溫度為800℃左右,而且在任一△t時(shí)間段能將其儲(chǔ)熱的一部分Q快速反射給剛噴入的煤漿,內(nèi),Qc=Q=Q,。只有Q。、Q1、Q,處于熱平衡狀態(tài)以滿足水煤漿預(yù)熱、蒸發(fā)、著火所需要的著火熱Q2,時(shí)中國(guó)煤化亍聽及時(shí)著火和燃燒,鍋而且能夠使煤漿著火后的高溫火焰和煙氣旋轉(zhuǎn)上爐升,使燃燒空氣和可燃物充分混合,從而提高燃燒速高溫人NMHG圖1中的折焰墻是將叫死堊前頂部,防止走近路離度和燃燒效率,同時(shí)也大大提高了火焰對(duì)爐膛的充開爐膛,進(jìn)一步提高了火焰和煙氣對(duì)爐膛的充滿程滿度。當(dāng)然,煤漿著火后,其釋放熱量的一部分Q。度,對(duì)燃料燃盡和爐內(nèi)換熱都是十分有利的。研究與開發(fā)水煤漿及其在工業(yè)鍋爐中的應(yīng)用10、h化的煤漿液滴,在一定的溫度下進(jìn)行著火和燃燒,因此,水煤漿燃燒器主要包括煤漿霧化噴嘴和可調(diào)配風(fēng)裝置兩部分組成。對(duì)煤漿噴嘴的要求主要是:霧化水煤漿液滴應(yīng)盡可能細(xì)些;霧化范圍盡可能大些;噴嘴耐磨性要15好、壽命要長(zhǎng)且不易被堵塞、能霧化的煤漿量要滿足設(shè)備的功率要求。對(duì)配風(fēng)裝置的要求則主要是:具有可調(diào)的旋流送風(fēng)強(qiáng)度。在噴嘴出口處設(shè)置一定尺寸的喇叭口,以便于在燃燒器根部能形成一定寬窄的高溫?zé)煔饣亓鲄^(qū),用以加強(qiáng)對(duì)水煤漿霧化矩的對(duì)流傳熱,從而有利于煤漿的蒸發(fā)、著火。圖2是原華煤水煤漿技術(shù)聯(lián)合中心、北京科技大學(xué)、江蘇常熟噴嘴廠共同研制的CWS1型水煤漿燃燒器結(jié)構(gòu)示意圖,2,在小型工業(yè)鍋爐及爐窯中應(yīng)用較多,情況良好。為了滿足鍋爐負(fù)荷的可調(diào)性,每臺(tái)鍋爐至少應(yīng)選用兩臺(tái)同型號(hào)的水煤漿燃燒器。燃料空氣進(jìn)口壓縮空氣進(jìn)口圖1QXs4.2-1.25/95/70-AⅢ5水煤漿熱水鍋爐結(jié)構(gòu)示意圖1-全密封出灰裝置2-非金屬固定爐排3-水煤漿燃燒器接口4-點(diǎn)火溫度傳感器安裝孔5-觀火孔6-旋焰墻7-輻射受熱面8-折焰墻9平臺(tái)扶梯10-主集氣罐11-熱水出口閥門12-副集氣鱸13-防爆門14-爐膛煙氣出口15-對(duì)流受熱面水煤漿進(jìn)16回水入口閥門17空氣預(yù)熱器18-煙氣出口3.1.3設(shè)置空氣預(yù)熱器空氣預(yù)熱器無疑有助于燃料的著火和燃燒,對(duì)連于水煤漿這種含水35%,難著火、燃燒不易穩(wěn)定的圖2CWS1型水煤漿燃燒器結(jié)構(gòu)示意圖具體情況,空氣預(yù)熱器的存在是十分重要的,甚至是1-水煤漿噴嘴2殼體3-旋流導(dǎo)向葉輪必要的。大型m型結(jié)構(gòu)鍋爐的空氣預(yù)熱器,通常均4-葉輪調(diào)節(jié)裝置5噴槍室6-水煤漿噴槍為管式縱置分體結(jié)構(gòu)。在中小型工業(yè)鍋爐中,為了3.3關(guān)于水煤漿鍋爐的點(diǎn)火便于檢修、減少磨損、延長(zhǎng)修理周期,我們采用了圖水煤漿鍋爐的點(diǎn)火是個(gè)大問題,一般情況有柴1中所示的整體橫置式空氣預(yù)熱器,其本體和鍋爐油和木柴兩種點(diǎn)火方式。底座一體化,空氣在管內(nèi)走,煙氣在管外走,換熱管3.3.1柴油點(diǎn)火端完全置于鍋爐后部的左、右兩側(cè)。這種結(jié)構(gòu)不但柴油點(diǎn)火是將柴油霧化后先在水煤漿鍋爐著火便于檢修,而且由于橫向沖刷換熱,所以還可以獲得區(qū)燃燒,待著火區(qū)特別是著火區(qū)的反射墻體溫度達(dá)到較高的換熱系數(shù)。600~800℃時(shí)(視具體水煤漿揮發(fā)分多少而異)即噴3.2水煤漿燃燒器的設(shè)計(jì)或選型入水煤漿,此時(shí)水煤漿和油同時(shí)燃燒,根據(jù)爐膛火勢(shì)水煤漿燃燒器的作用是將煤漿在漿泵壓力和壓情況逐漸加大水煤漿噴入量同時(shí)也逐漸減少油的縮空氣或壓力蒸汽的共同作用下,通過專用噴嘴霧噴入量凵中國(guó)煤化工火燃燒的情況下,化成無數(shù)個(gè)彼此獨(dú)立的直徑為75m左右(最大不直至將CNMHG調(diào)至額定燃燒量。超過300μm,且不應(yīng)超過總量的2%)的水煤漿液滴這科點(diǎn)火力法蟲然力便,谷勿實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制,懸浮于一定范圍的空間同時(shí)配以旋流或直流的燃但是需要配備價(jià)格較高的油燃燒機(jī)及其油路系統(tǒng)。燒空氣,在煤漿噴口由近及遠(yuǎn)適當(dāng)混合,從而確保霧33.2木柴或原煤媒點(diǎn)火工業(yè)鍋爐2005年第2期(總第90期)木柴或原煤點(diǎn)火比較簡(jiǎn)單,在圖1中,我們?cè)O(shè)置68了非金屬耐高溫固定爐排,將木柴或塊狀原煤置于爐排上,用少量易燃物將其點(diǎn)著后,打開引風(fēng)機(jī)并適當(dāng)打開爐排下部的爐門,同樣在較短的時(shí)間內(nèi)可使?fàn)t膛著火區(qū)達(dá)到水煤漿著火溫度,這一點(diǎn)可以通過相關(guān)溫cdd a度計(jì)的顯示得到確認(rèn)。如此,同樣可通過設(shè)置的點(diǎn)火12、11溫度傳感器實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火、燃燒等全自動(dòng)的控制。這種點(diǎn)火方法雖然相對(duì)比較麻煩一些,要有圖3典型的水煤漿燃燒供漿系統(tǒng)些準(zhǔn)備時(shí)間需要一些人工手動(dòng)操作,對(duì)于啟、停頻1-卸漿泵2-移動(dòng)儲(chǔ)漿罐3-卸漿槽4爐前攪拌罐5儲(chǔ)漿罐6-在線過濾器7-水煤漿噴槍8水煤漿燃燒器繁的鍋爐顯得有些不便,但是它的初次投資卻少了9鍋爐10-鼓風(fēng)機(jī)11-空氣壓縮機(jī)12空氣壓縮罐許多,每次點(diǎn)火費(fèi)用也較低,爐前系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單。實(shí)13-輸漿泵14清洗水泵踐證明,木柴或原煤點(diǎn)火是水煤漿鍋爐行之有效的5)管道上所有閥門的安裝位置,都應(yīng)當(dāng)考慮點(diǎn)火方法,受到了許多用戶的歡迎。管內(nèi)介質(zhì)被吹掃干凈的可能性,具體說,在吹掃過程3.4關(guān)于供漿系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中不應(yīng)出現(xiàn)死角。供漿系統(tǒng)是水煤漿鍋爐的輔助系統(tǒng)之一。正確(6)為了節(jié)約燃料,減少污染,供漿管道還應(yīng)具設(shè)計(jì)供漿系統(tǒng)對(duì)于鍋爐的連續(xù)正常運(yùn)行十分重要。有以下功能:氣吹掃能將管內(nèi)漿體吹回儲(chǔ)漿罐或爐筆者認(rèn)為,設(shè)計(jì)供漿系統(tǒng)應(yīng)充分注意水煤漿的穩(wěn)定前攪拌罐內(nèi);水沖洗能將所有管道沖洗干凈并通過性和觸變性。關(guān)于水煤漿的穩(wěn)定性前面己述及。水有關(guān)閥門排入地溝。煤漿的觸變性,就是流體在剪切力作用下的一種結(jié)(7供漿管道系統(tǒng)中除了應(yīng)有的漿泵外,還應(yīng)構(gòu)破壞或恢復(fù)的效應(yīng))。利用水煤漿的觸變性可有一臺(tái)水泵,以便對(duì)管道在供漿前進(jìn)行水潤(rùn)濕和停以借其膠體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)而被存儲(chǔ)一定時(shí)間不發(fā)生沉止供漿后進(jìn)行水沖洗的保養(yǎng)淀;另外,利用攪拌器對(duì)其進(jìn)行剪切攪拌破壞其網(wǎng)3.5關(guān)于煤漿霧化介質(zhì)系統(tǒng)絡(luò)結(jié)構(gòu),從而獲得較好的流動(dòng)性和較小的粘度,以便水煤漿的霧化介質(zhì)是壓力蒸汽或壓縮空氣。在于管道輸送和霧化燃燒。水煤漿的觸變性能主要決中、小型工業(yè)鍋爐中,通常采用空氣霧化噴嘴,空氣定于剪切速度及其維持時(shí)間,其次與煤漿制備工藝壓力一般為0.3~0.7MPa,比煤漿噴射壓力小及煤種等也有一定的關(guān)系。005MPa如圖3所示,水煤漿霧化介質(zhì)是由空氣壓典型的水煤漿燃燒供漿系統(tǒng)如圖3,圖4是我縮機(jī)制得,一般空氣壓縮機(jī)應(yīng)選用同型號(hào)兩臺(tái),其中們公司設(shè)計(jì)的水煤漿熱水鍋爐房設(shè)備系統(tǒng)圖,其中一臺(tái)為備用;空氣壓縮機(jī)的壓力應(yīng)為實(shí)際使用壓力供漿系統(tǒng)的原理和圖3基本相同。我們認(rèn)為,鑒于的1.5倍,排氣量應(yīng)不低于鍋爐額定負(fù)荷時(shí)的用氣水煤漿的穩(wěn)定性和觸變性,設(shè)計(jì)供漿系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)注意量;為了使煤漿能夠穩(wěn)定良好地霧化,壓縮空氣應(yīng)通以下幾個(gè)問題過減壓閥(穩(wěn)壓閥)從空氣壓縮罐內(nèi)引出;壓縮空氣(Ⅰ)儲(chǔ)漿罐應(yīng)設(shè)攪拌裝置,根據(jù)水煤漿的穩(wěn)定管路除了通向爐前水煤漿燃燒器的煤漿噴嘴外,還性,定期對(duì)罐內(nèi)煤漿進(jìn)行全方位攪拌,以保持原有的應(yīng)有一路通向煤漿管道的源頭,以便于在停爐和其流變性,防止發(fā)生“硬沉淀它特殊情況時(shí),將管道內(nèi)的煤漿吹掃進(jìn)入爐前攪拌2)為將煤漿正常輸送到爐前并被良好霧化,罐或卸漿槽內(nèi)。儲(chǔ)漿罐內(nèi)的煤漿需要進(jìn)行爐前攪拌和在線過濾。3.6關(guān)于水煤漿鍋爐的環(huán)保問題3)供漿管道除粗細(xì)設(shè)計(jì)合理外,安裝時(shí)應(yīng)盡環(huán)保是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的主題,是國(guó)策設(shè)計(jì)生產(chǎn)任何量減少?gòu)濐^,必要時(shí)可采用盲板、法蘭連接;所有接產(chǎn)品,都需要受到環(huán)保政策的制約,鍋爐產(chǎn)品更是如點(diǎn)焊縫的鋼管內(nèi)側(cè),應(yīng)平滑并不高于母材;管線應(yīng)盡此。所以,更大限度地降低鍋爐一次排放、對(duì)排放煙可能短而簡(jiǎn)單,管道低處設(shè)置的閥門應(yīng)能夠放凈管氣中國(guó)煤化工應(yīng)用水煤漿特別是原內(nèi)的流體。煤CNMHG(4)在鍋爐前方的燃燒器進(jìn)口和給漿泵人口或爐圖1中時(shí)全到出裝置,采用了密封漏斗和前攪拌罐之間,必須設(shè)置自身封閉的循環(huán)系統(tǒng),以便有“十”字鏈柔性間斷出灰專利技術(shù),其終端出灰口采效實(shí)現(xiàn)鍋爐點(diǎn)火前的供漿準(zhǔn)備和鍋爐負(fù)荷的調(diào)節(jié)用密封現(xiàn)場(chǎng)裝袋、定量現(xiàn)場(chǎng)封口移儲(chǔ)技術(shù),鍋爐尾部研究與開發(fā)水煤漿及其在工業(yè)鍋爐中的應(yīng)用排放的煙氣采用了新型可以固液分離的濕法脫硫除解決了鍋爐達(dá)標(biāo)排放問題,而且把原本是污染廢棄塵器,真正做到了全密封出灰?？傊?圖1系統(tǒng)不但的灰塵變成了價(jià)格不菲的建筑材料,可謂一舉兩得。22排污管道圖4QXs4.2-1.25/95/70/AⅢ水煤漿熱水鍋爐房設(shè)備系統(tǒng)圖1-分氣缸2-在線過濾器3-螺桿泵4-清洗水泵5-軟化水系統(tǒng)6-卸漿槽7管道閥門儀表系統(tǒng)8攪拌罐9-儲(chǔ)漿罐10-空氣壓縮機(jī)11-補(bǔ)水泵12-循環(huán)泵13-除污器14∏型水煤漿鍋爐15-煙道16-脫硫除塵器17引風(fēng)機(jī)18-煙囪19冷風(fēng)道20-鼓風(fēng)機(jī)21-水煤漿燃燒機(jī)22電器控制箱結(jié)束語參考文獻(xiàn)(1)水煤漿是煤炭高效與潔凈利用技術(shù)的產(chǎn)1]岑可法等煤漿燃燒流動(dòng)傳熱和氣化的理論與應(yīng)用技術(shù)[M].杭州:浙江大學(xué)出版社,1997物,了解并掌握它的特性,利用它可以使一些鍋爐廉[2]崔秀玉水煤漿制漿、燃燒、應(yīng)用[J]潔凈煤技術(shù),水煤價(jià)走向環(huán)保,可以替代一些燃油鍋爐和燃油爐窯的漿?？?2002油燃料,其社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益都是不容忽視的[3]王善武中國(guó)工業(yè)鍋爐行業(yè)現(xiàn)狀分析及前景展望[J].工(2)設(shè)計(jì)水煤漿鍋爐,應(yīng)以水煤漿收到基參數(shù)業(yè)鍋爐,2004,(1).作為設(shè)計(jì)依據(jù)。鑒于水煤漿中煤的含量?jī)H有60%4]張榮曾.水煤漿制漿技術(shù)[M]北京科學(xué)出版社,19970%,且有35%左右的水分,用于設(shè)計(jì)中小型工[5]卜銀坤淺談使用天然氣的安全性、環(huán)保性經(jīng)濟(jì)性、方業(yè)鍋爐的水煤漿燃料,其制漿煤應(yīng)當(dāng)選用發(fā)熱量高、便性[J].工業(yè)鍋爐,2002,(1)揮發(fā)分多、且具有代表性的Ⅲ類煙煤。水煤漿鍋爐[6]馮維君有機(jī)熱載體爐安全技術(shù)M]北京:中國(guó)鍋爐壓型號(hào)的編制,除應(yīng)遵守JB/T1626-1992《工業(yè)鍋爐力容器安全雜志社,1994產(chǎn)品型號(hào)編制方法》的原則外,建議在Ⅲ類煙煤代7哈爾濱工業(yè)大學(xué)熱能工程教研室小型鍋爐設(shè)計(jì)與改裝(第二版)[M].北京:科學(xué)出版社,1987號(hào)AⅢ上加上上角標(biāo)S;m型結(jié)構(gòu)鍋爐適合粉體懸浮8]林宗虎張水照鍋爐手冊(cè)[M]北京:機(jī)械工業(yè)出版杜,空間燃燒,不但能使燃料高效燃燒、高效換熱,而且燃料燃燒后的灰塵沉降相對(duì)集中,便于密封清除,應(yīng)[9]北京鍋爐廠設(shè)計(jì)科譯.鍋爐機(jī)組熱力計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)方法[S]當(dāng)是水煤漿鍋爐設(shè)計(jì)的首選結(jié)構(gòu)。北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1976(3)筆者通過設(shè)計(jì)實(shí)踐認(rèn)為水煤漿鍋爐系統(tǒng)的[10]宋篁手冊(cè)「M1.訂寧:遼寧科學(xué)出版社,設(shè)計(jì),能夠做到高效燃燒、高效換熱、密封出灰除塵、中國(guó)煤化工安全連鎖、全自動(dòng)控制,對(duì)于貧油富煤的我國(guó),目前也1]科4CNMHG)中煤總技術(shù)鑒字第許是一些中小型工業(yè)鍋爐走向環(huán)保的捷徑。121號(hào)[12]趙立合,等煤水漿觸變性的試驗(yàn)研究[J].北京鋼鐵學(xué)院學(xué)報(bào),1987,(1)