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     大慶石化公司煉油廠燃油鍋爐改造為150 t/h水煤漿鍋爐于2004年投入運行。多年的工業(yè)應用表明，水煤漿的經(jīng)濟價值和環(huán)保價值較高。經(jīng)濟效益：比燃油節(jié)省，尤其在煤油廠，不僅博得了油漿的差價，還可提高重油深加工的效益。環(huán)保效益：有害氣體SO2、N0X灰塵的排放控制優(yōu)于普通鍋爐。
    從地域比較，能源短缺的南方地區(qū)比北方地區(qū)更適宜使用水煤漿鍋爐，從北方把精煤運到南方，就地制漿，比運輸原煤可大大節(jié)省運力和運輸成本。此外，水煤漿鍋爐的推廣還和地方政府的環(huán)保政策有關。燒油、氣雖然潔凈，但成本太高，很多小企業(yè)負擔過重。有些城市不允許燒原煤，水煤漿作為一種性價比中等的代用燃料允許燃用，富通新能源生產(chǎn)銷售生物質鍋爐，生物質鍋爐主要燃燒木屑顆粒機壓制的木屑生物質顆粒燃料。
1、燃料的性質
    目前國內生產(chǎn)水煤漿的企業(yè)有2類。一類是焦化廠、化驗廠生產(chǎn)供德士古造氣爐用的水煤漿。另一類是專供鍋爐、爐窯作為燃料用的專業(yè)制漿廠，對制漿品質有較嚴格的要求，國家水煤漿中心已制訂了水煤漿質量的國家標準。水煤漿都用洗精煤為原料，所以它的低位熱值一般都能達到18810 kj/kg，但洗精煤的揮發(fā)份只有24%~25%，在設計鍋爐燃燒設備時應予充分注意。
    由于煤質的差異，不同煤種制成的漿其易燒程不同，需要配置不同的燃燒設備，每種燃燒設備燃用不同來源的漿則會得到不同的燃燒效果。
2、水煤漿的霧化
    水煤漿既然作為1種代油燃料，能像油一樣流動當然也能像油一樣采用噴霧的方式在爐膛空間霧化成漿滴，漿滴水份蒸發(fā)后，其揮發(fā)份析出，燃燒過程幾乎和普通煤粉爐燃燒過程一樣。
  (1)霧化方法
    和燃油霧化類似，水煤漿噴化方式既有機械方式、汽力—氣力機械方式以及汽力—氣力方式。
    重油可以通過加熱來降低粘度，再通過機械方式將油甩成薄膜，薄膜和空氣強烈磨擦斯裂成細油滴；而水煤漿粘度比重油高得多，不可能像重油一樣加熱到150℃這樣高，因為溫度達到80~115℃后添加劑會變質，失去了流動性，粘度不降反增。所以單純用機械方法要消耗更高的能量，且機件內部煤漿通道磨損加速，還會引起通道堵塞等問題。
    顯然，水煤漿霧化的難度比重油大，所以采用多級混合式蒸汽機械化噴咀。第1級霧化是用2層蒸汽流沖擊煤漿流。此時煤漿表面的水份遇到過熱蒸汽后立即汽化形成煤顆粒團和蒸汽的混合物；第2級霧化是混合物的旋渦室及噴頭內強烈擾動并多次沖擊壁面使混合進一步均勻和細化顆粒團；第3級霧化作用在于混合物在壓差的作用下高速噴出蒸汽。體積快速膨脹同時與護膛氣體強烈磨擦的共同作用把煤顆粒分散及粉碎，最終得到的煤粒團尺寸約為80—100um。應當指出：汽、漿在噴槍內混合時間極短，所以會有部分漿液未被烘干。
    (2)影響霧化質量的因素
    ①汽—氣耗率。性能良好的Y型重油噴咀汽耗率一般為3%一5%．水煤漿噴咀則要達到15%—20%，
  ②粘度及濃度提高需增大氣耗率。
  ③蒸汽一空氣壓力適當提高有利于霧化質量的提高。
  ④蒸汽管和漿管為套管結構時，蒸汽溫度過高易出現(xiàn)漿管因煤漿烤干而結塊形成堵塞。
  ⑤在不堵塞的前提下，較小的噴射孔徑對霧化有利。
  ⑥采用空氣霧化時，提高漿溫至80℃以下可改善粘度。實用中只加熱到40℃左右。
3、水煤漿的燃燒
   水煤漿噴入爐內后經(jīng)干燥、揮發(fā)份析出并燃燒、最后焦碳燃完的過程。在利用過熱蒸汽作為霧化介質的情況下，水煤漿大部分顆粒團表面水份已在噴咀內被過熱蒸汽加熱汽化，尚有顆粒團內部的少量水份需要進入爐內干燥汽化，因此及時送入一次風將水蒸汽吹走或稀釋，以利揮發(fā)份的析出著火。由于顆粒團周圍有水蒸汽進一步吸熱推遲了揮發(fā)份的析出，所以著火點必然是遲后的，一般延遲0.3-0.5m。大量的水蒸汽存在也使火焰溫度比煤粉爐低IOO—200 ℃。然而水份的存在也可能帶來2種有利的作用：(1)結團在強熱的作用下內部水份汽化使用炸裂或形成容易燃燒的多孔性結構；(2)焦氣化反應，形成co、CHz、H2等中間產(chǎn)物，加速焦碳燃燒，這多少彌補了水份的不利因素。實踐證明設計合理的水煤漿鍋爐其燃燼率，鍋爐效率和煤粉爐不相上下。大慶石化公司煉油廠水煤漿鍋爐的燃燼率高于99%。
4、150t/h水煤漿鍋爐設計特性
    (1)采用較寬松的爐膛燃燒空間，窖熱負荷取得較低(505 MJ/m3·h)，煤顆粒在爐膛內的停留時間為3.23s。
    (2)爐膛斷面取得較大(9.32 Ml/m3·h)，以減輕燃燒器區(qū)域的結渣。大慶石化公司煉油廠的灰渣流動溫度僅為1302℃，屬易結渣煤。
    (3)采用四角切向燃燒方式。四角布置直流燃燒器，其射流在爐中央形成1個旋轉的火球（從電視畫面上即可看到），火炬按螺旋線上升所以行程長。每個角的漿霧炬一方面靠自身卷吸熱煙氣加熱，另一方面4支火炬互為加熱點火。
    (4)根據(jù)燃料互補型配風特點，瓦斯噴咀和煤漿噴咀間隔布置，方便運行中燃料的切換。瓦斯噴咀按發(fā)光火焰設計，以便于使用權爐膛出品溫度和燒漿時接近，使噴水減溫器工作比較平穩(wěn)。
    (5)采用自制冷凝水減溫，調溫能力強。
    (6)熱風溫度350℃，高溫風可加熱汽化和揮發(fā)份析出、著火。
    (7)由于煤灰流動溫度極低(1320℃)，所以只布置了有限的保溫衛(wèi)燃帶以幫助著火。
5、優(yōu)化操作運行
    (1)鍋爐安裝過程中，運行操作人員應熟悉設備圖紙資料，以便掌握設備的結構狀態(tài)，一旦安裝完畢，保溫包覆后，鍋爐內部的結構有時無法辨別。例如：風門實際開度和外部操作連桿之間的關系，安裝時未標識清楚，造成開關混亂，燒壞瓦斯風道。火檢引出布置不當，和汽漿管線不相容，造成火檢失靈。
    (2)鍋爐啟動前應做冷態(tài)動力場試驗，測定實際的四角分配偏差，四角風量大小應調平，為日后熱態(tài)運行調整提供依據(jù)。F、T2臺電視屏顯示差別大，顯然爐內流場有別，原因是安裝先天誤差帶是后天結渣引起的，需要分析的依據(jù)。四角切向燃燒是組合燃燒，爐內燃燒穩(wěn)定性、火焰充滿度、火炬不掃爐墻、不結渣、燃燼度均和四角均等配風及單角配風的合理性有關。
    (3)漿清洗、水霧化管道及附件冷態(tài)下應沖洗干凈，不允許殘留固體顆粒，閥門附件應檢查是否切換正常。
    (4)漿、汽、水各層管線接頭層次分明，色標正確，以免接錯管線。
    (5)煤漿槍伸出噴口的距離以減輕噴咀附近結渣為準，并必須固定，切忌縮入套管中。
    (6)瓦斯和漿混燒工況應避免瓦斯和漿搶風。
    (7)-次風量18%—20%。既可推遲著火點，減輕噴口結渣，又可使350℃的熱風把漿團周圍的水蒸汽吹掃和稀釋，加速揮發(fā)份析cH{燃燒。
    (8)完善FSSS系統(tǒng)，防止意外事故發(fā)生。
    (9)漿壓和汽壓采用差壓控制，確保漿壓流量穩(wěn)定、配比合理。
    (10)規(guī)范投，停槍操作程序，避免堵槍，避免汽壓壓制噴漿管，避免噴頭急冷急熱。
    (11)定時檢驗噴頭磨損情況，并及時更換零件。
6、結束語
    我國作為主要的動力燃料之一的石油、天然氣非常短缺，已是世界上第二大進口國。因此煤炭仍是我國的主要動力用煤。以煤代油是既定國策，大慶石化公司燃油鍋爐改造為150t/h水煤漿鍋爐后，已平穩(wěn)安全運行了6a，實現(xiàn)經(jīng)濟效益和環(huán)保效益的雙贏，值得在同類煉油企業(yè)中推廣應用，三門峽富通新能源不但生產(chǎn)銷售生物質鍋爐，而且還銷售木屑顆粒機等生物質燃料成型機械設備，木屑顆粒機專業(yè)壓制生物質顆粒燃料，生物質顆粒燃料主要供生物質鍋爐燃燒使用。