燃油鍋爐改燒水煤漿技術(shù)應(yīng)用研究

1 燃油鍋爐改水煤漿的必要性

目前環(huán)境保護(hù)已成為全球關(guān)注的一大熱點，也是我國的一項基本國策。燃料燃燒造成的大氣污染越來越受到人們的關(guān)注，開發(fā)新能源，尋找污染小的清潔燃料成為重要的研究方向。

水煤漿是一種低污染、高效率、流動性強(qiáng)的代油、煤新型清潔燃料。它是由65%～70%的煤、30%～35%的水和約1%的添加劑，通過物理加工混合而成的漿體狀燃料。它既保持了煤炭原油的物理特性，又具有石油一樣的流動性和穩(wěn)定性，可以象油一樣易于裝、貯，實現(xiàn)管道輸送和高效燃燒，被稱為液態(tài)煤炭產(chǎn)品。

2 燃油鍋爐改燒水煤漿技術(shù)方案

現(xiàn)對1臺65t/h燃油鍋爐作為改燒水煤漿技術(shù)應(yīng)用試點，并進(jìn)行了探索性研究。

原鍋爐設(shè)計容積熱負(fù)荷為209000kcal/m3h，經(jīng)初步近似熱力計算，只需要把爐膛容積適當(dāng)擴(kuò)大，燃燒器適當(dāng)下移，省煤器和空預(yù)器面積做適當(dāng)調(diào)整，平爐底改為冷灰斗，這樣就能基本滿足燒水煤漿要求。爐膛水冷壁受熱面由原來的244.5m2增加到261.81m2，對于燒輕油時排煙溫度偏低的問題，初步計算表明可通過加暖風(fēng)器或冷風(fēng)旁路來解決。

2.1燃燒設(shè)備改造

（1）燃燒器

65t/h原燃燒器采用前墻布置旋流燃燒器，改造后的直流式水煤漿燃燒器采用四角切園布置。角置式燃燒器共5層，一次風(fēng)2層，二次風(fēng)3層，自上而下分別為上二次風(fēng)、下一次風(fēng)、中二次風(fēng)、下一次風(fēng)和下二次風(fēng)。二層一次風(fēng)燃燒器為水煤漿～柴油兩用燃燒器。二層一次風(fēng)燃燒器中布置8個水煤漿槍，可切換為渣油槍。達(dá)到65t/h負(fù)荷，在4個下二次風(fēng)燃燒器噴口里設(shè)置4個柴油點火油槍，一套高能點火裝置布置在下二次風(fēng)對角位置。

（2）噴嘴

水煤漿噴嘴是燃用水煤漿專用設(shè)備之一，根據(jù)燃用水煤漿噴嘴的成功經(jīng)驗及電站鍋爐的特點，本設(shè)計選用了撞擊式多級霧化型水煤漿噴嘴。霧化用蒸汽壓力1.3Mpa（300℃），霧化細(xì)度（SMD）95μm，霧化汽耗率（0.15～0.2）kg汽/kg漿，噴嘴8套。

（3）鍋爐點火裝置

鍋爐改造后配一套高能點火裝置，分別布置在燃燒器下二次風(fēng)口，用于啟動點火油槍，高能點火系統(tǒng)包括配電箱、就地點火控制裝置、點火油槍推進(jìn)裝置、高能點火器。

（4）爐膛水冷壁的改造

為有利于水煤漿的著火，在水煤漿燃燒器標(biāo)高區(qū)段的周圍增設(shè)衛(wèi)燃帶，衛(wèi)燃帶部分的水冷壁改為銷釘管，衛(wèi)燃帶面積初步計算為14m3左右。此外，在水冷壁的某些位置新增加一定數(shù)量的看火孔、吹灰孔、打焦孔、燃燒器開孔、測量孔等，并進(jìn)行水冷壁改造設(shè)計。因水煤漿含有一定量的粗灰渣，原燃油平底爐改成標(biāo)準(zhǔn)的煤粉爐冷灰斗結(jié)構(gòu)。

（5）省煤器改造

因水煤漿含有10%灰分，改造后煙氣對受熱面的磨損會加劇，為減少磨損，在省煤器入口前和彎頭迎風(fēng)面設(shè)防磨蓋板，并增加吹灰器。

（6）空氣預(yù)熱器改造

原光管空預(yù)器面積不夠，致使熱風(fēng)溫度偏低，因此需增加空預(yù)器面積。將光管空預(yù)器更換為內(nèi)螺紋管空預(yù)器，且增加防磨裝置，除灰采用聲波吹灰器。

2.2鍋爐外部系統(tǒng)改造

（1）鍋爐供漿系統(tǒng)改造

①設(shè)置水煤漿燃料貯罐及燃料泵房；

②選用合適的水煤漿燃料加熱系統(tǒng)和過濾系統(tǒng)；

③延用原有的氣霧化系統(tǒng)；

④增設(shè)輕柴油貯罐及點火助燃油系統(tǒng)。

（2）除灰渣系統(tǒng)改造

采用干式除灰，灰渣經(jīng)鍋爐冷灰斗至圓盤撈渣機(jī)，由爐底排出。

（3）除塵設(shè)備

原有系統(tǒng)無除塵設(shè)備，本次改造新增靜電除塵器。

3 環(huán)境保護(hù)

水煤漿的燃燒溫度低，NOX排放量低。該鍋爐經(jīng)改造后，鍋爐初始含塵濃度為7100mg/m3，選用靜電除塵器，除塵效率為98.5%，煙塵排放濃度108mg/m3，SO2排放濃度199.5mg/m3，NOX排放濃度447mg/m3。

通過以上的研究證明，水煤漿代油技術(shù)，充分利用了我國的煤炭資源，并降低了燃料成本，提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。水煤漿鍋爐煙氣排放中SO2及NOX排放濃度均較低。燃油鍋爐改水煤漿符合國家環(huán)保政策和能源政策，既提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，又提高了環(huán)境效益和社會效益，具有非常重要的意義。