電子論文-燃油鍋爐改燒水煤漿技術(shù)應(yīng)用研究

1、.燃油鍋爐改燒水煤漿技術(shù)應(yīng)用研究中國(guó)石油工程設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司東北分公司 王淑萍 唐會(huì)權(quán)內(nèi)容摘要 水煤漿是一種新型潔凈燃料，通過(guò)對(duì)燃油鍋爐改水煤漿的實(shí)踐表明，該技術(shù)成熟、可靠，并具有良好的環(huán)保、節(jié)能和及經(jīng)濟(jì)效益。本文結(jié)合吉林石化公司燃油鍋爐改燒水煤漿工程，就改造工程的技術(shù)特點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)效益等作了較詳盡的論述。關(guān) 鍵 詞 燃油鍋爐 改 水煤漿 技術(shù)方案 經(jīng)濟(jì)效益1、 燃油鍋爐改水煤漿的必要性我國(guó)自然資源總量排名世界第七位，能源資源總量居世界第三位。我國(guó)石油儲(chǔ)量不多，90年代以來(lái)頭8年，我國(guó)原油生產(chǎn)的增長(zhǎng)速度下降，年均增長(zhǎng)率為1.9%，而石油消費(fèi)的增長(zhǎng)猛增到年均7%。產(chǎn)需缺口明顯增大。預(yù)計(jì)我國(guó)石油缺口：

2、2005年：1.4億噸；占石油需求總量：43%;2010年：2.6億噸； 占石油需求總量：57%;2015年：4.5億噸； 占石油需求總量：67%;2020年：7.3億噸； 占石油需求總量：75%;我國(guó)將成為僅次于美國(guó)和日本的石油進(jìn)口大國(guó)。所以能源形勢(shì)不容樂(lè)觀。我國(guó)是產(chǎn)煤大國(guó)，煤炭?jī)?chǔ)量達(dá)1萬(wàn)億噸。所以鍋爐燃料應(yīng)以煤炭為主。然而燃煤鍋爐又帶來(lái)環(huán)保問(wèn)題。目前環(huán)境保護(hù)已成為全球關(guān)注的一大熱點(diǎn)，也是我國(guó)的一項(xiàng)基本國(guó)策。由于全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的短視行為，人類的生存環(huán)境正受到越來(lái)越嚴(yán)重的破壞。其中燃料燃燒造成的大氣污染越來(lái)越受到人們的關(guān)注，開(kāi)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、

3、高效率、流動(dòng)性強(qiáng)的代油煤基新型清潔燃料。它是由65-70%的煤、30-35%的水和約1%的添加劑，通過(guò)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(dòng)性和穩(wěn)定性，可以象油一樣易于裝、貯，實(shí)現(xiàn)管道輸送和高效燃燒，被稱為液態(tài)煤炭產(chǎn)品。由于水煤漿具有的燃燒效率高，污染物排放低等特點(diǎn)，目前已廣泛用于電站鍋爐、工業(yè)鍋爐代油、代氣工程。由于水煤漿有以上諸多優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合我公司的實(shí)際情況，我們對(duì)水煤漿技術(shù)進(jìn)行了充分的調(diào)查研究和改造實(shí)施。我公司燃油鍋爐多、燃油價(jià)格高、導(dǎo)致燃油鍋爐產(chǎn)生的蒸汽成本高，同時(shí)增加了化工產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，為提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)現(xiàn)有1臺(tái)65t/h燃油鍋爐作為該

4、燒水煤漿技術(shù)應(yīng)用試點(diǎn)，并進(jìn)行了探索性研究。2、 燃油鍋爐改燒水煤漿技術(shù)方案原鍋爐設(shè)計(jì)容積熱負(fù)荷為209000kcal/m3h，經(jīng)初步近似熱力計(jì)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(lái)的244.5平方米增加到261.81平方米，對(duì)于燒輕油時(shí)排煙溫度偏低的問(wèn)題，初步計(jì)算表明可通過(guò)加暖風(fēng)器或冷風(fēng)旁路來(lái)解決。2.1燃燒設(shè)備改造2.1.1 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

5、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(gè)水煤漿槍，可切換為渣油槍。達(dá)到65t/h負(fù)荷，在4個(gè)下二次風(fēng)燃燒器噴口里設(shè)置4個(gè)柴油點(diǎn)火油槍，一套高能點(diǎn)火裝置布置在下二次風(fēng)對(duì)角位置。2.1.2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(yàn)及電站鍋爐的特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)選用了撞擊式多級(jí)霧化型水煤漿噴嘴。霧化用蒸汽壓力1.3Mpa（300），霧化細(xì)度(SMD)95m，霧化汽耗率0.15-0.2kg汽/kg漿，噴嘴8套。2.1.3鍋爐點(diǎn)火裝置鍋爐改造后配一套高能點(diǎn)火裝置，分別布置在燃燒器下二次風(fēng)口，用于啟動(dòng)點(diǎn)火油槍，高能點(diǎn)火系統(tǒng)

6、包括配電箱、就地點(diǎn)火控制裝置、點(diǎn)火油槍推進(jìn)裝置、高能點(diǎn)火器。2.1.4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(jì)算為14m2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(kāi)孔、測(cè)量孔等，并進(jìn)行水冷壁改造設(shè)計(jì)。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)。2.1.5省煤器改造因水煤漿含有10%灰分，改造后煙氣對(duì)受熱面的磨損會(huì)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。根據(jù)計(jì)算，燒水煤漿時(shí)熱風(fēng)溫度偏低（小于200），為提高熱風(fēng)溫度，需減少省

7、煤器面積。2.1.6空氣預(yù)熱器改造根據(jù)計(jì)算，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。2.1.7其他改造鍋爐水冷壁下聯(lián)箱，下組省煤器進(jìn)出口聯(lián)箱，包括省煤器進(jìn)出口聯(lián)箱之間的連接管均進(jìn)行相應(yīng)改造。此外部分輔助設(shè)施也進(jìn)行相應(yīng)改造。2.2鍋爐外部系統(tǒng)改造2.2.1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(guò)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(diǎn)火助燃油系統(tǒng)；2.2.2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。2

8、.2.3煙風(fēng)除塵系統(tǒng)改造根據(jù)計(jì)算，原有鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量、風(fēng)壓均能滿足水煤漿鍋爐的要求，所以采取措施利舊使用。原有引風(fēng)機(jī)全壓不能克服改造后鍋爐引風(fēng)系統(tǒng)的壓力損失，故本次改造新增引風(fēng)機(jī)。2.2.4除塵設(shè)備原有系統(tǒng)無(wú)除塵設(shè)備，本次改造新增靜電除塵器。3、 運(yùn)行狀況按照以上方案對(duì)鍋爐進(jìn)行改造后，2004年4月一次點(diǎn)火成功。水煤漿燃燒效率達(dá)99%以上，接近燃油的水平，達(dá)到了國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平。燃燒調(diào)節(jié)方便，運(yùn)行穩(wěn)定可靠。4、 環(huán)境保護(hù)水煤漿采用洗選精煤制備，采用65-70%的煤、30-35%的水和約1%的添加劑混合而成，煤漿中含硫量低，SO2的排放量低。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108 mg/m3，SO2排放濃度199.5 mg/m3，NOX排放濃度447 mg/m3，滿足鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB13271-2001）中二類地區(qū)時(shí)段排放標(biāo)準(zhǔn)要求。5、 效益分析經(jīng)初步測(cè)算，燃油鍋爐的產(chǎn)汽成本在120-130元/噸汽左右；水煤漿鍋爐的產(chǎn)汽成本在80-90元/噸汽左右。鍋爐改燒水煤漿后，每年節(jié)省燃料油、氣3.0萬(wàn)噸，從而節(jié)省了優(yōu)質(zhì)能源。不僅大大降低了燃料成本，而且可將替代出的渣油用于化工深加工，產(chǎn)生更大的經(jīng)濟(jì)效益。因此，改造工程的經(jīng)濟(jì)效益是顯而易見(jiàn)的。