水煤浆的雾化技术

2005/5/12 15:29:16

    水煤浆是一种煤基流态燃料，通过雾化后可高效燃烧。在组织水煤浆燃烧时，喷嘴的雾化技术和燃烧器的配风技术是保证水煤浆着火和稳定燃烧的两项关键技术。
    1．喷嘴雾化技术：
    良好的喷嘴雾化可以减少水煤浆液滴的细度，从而缩短水煤浆的着火距离，为水煤浆着火、燃烧提供了一个良好的基础。
    由于水煤浆的特殊性质，水煤浆喷嘴必须具备良好的雾化特性，能稳定着火，并有较好的燃烧特性和较高的燃烧效率；具有良好的防堵性能，能长期连续运行；具有较长的使用寿命；具有较低的气耗率；合适的雾化角和射程；负荷调节性能好，在一定的负荷变化范围内，喷嘴仍然维持较好的雾化性能。
    水煤浆的雾化喷嘴在国内外已开发出了10多种，按结构形式分，有Y型、旋流型、撞击型、转杯型、对冲式等；按混合方式分，有内混型和外混型。我国研究的水煤浆喷嘴主要有三种类型，即低压旋流内混型、Y型组合喷嘴和撞击式多级雾化喷嘴。其中北京宇明洋高新技术有限公司最新开发的撞击式多级雾化喷嘴，喷嘴容量达0.3 ～1.5t/h之间变动，雾化细度SMD小于75 微米，喷嘴寿命达到1500小时以上。
    2．水煤浆燃烧器：
    水煤浆燃烧器又称为配风器，是水煤浆燃烧的又一个关键设备。水煤浆着火热的主要来源是依靠高温烟气的回流，这就需要对燃烧配风的进行合理的组织，以使煤浆雾炬得到有效地加热，能够及时着火。同时，合理的配风是加强燃烧室内湍动，提高水煤浆燃烧速度和燃烬度的关键。合理的配风还将影响到污染物的排放，分段送风可控制NOx的生成和排放。另外，一二次风混合适时适量，可保证燃烧的稳定性和经济性。总之，炉膛中的燃烧工况主要是通过燃烧器的结构及其布置来决定的。
    燃烧器按其空气动力学特性可分为旋流式和直流式。
    旋流型燃烧器是利用旋转气流产生合适的回流区，用回流的高温烟气来加热燃料，保证其稳定地着火和燃烧。
    直流燃烧器是利用射流及其组合来实现燃料燃烧的。
    我国已经完成了工业锅炉（2t/h、4t/h、6t/h、10t/h、20t/h、35t/h、60t/h）、电厂锅炉(220t/h)、工业窑炉（轧钢加热炉、退火炉、煅烧炉、隧道式干燥窑、陶瓷喷雾干燥塔热风炉）等多种锅炉和炉窑燃用水煤浆的工程试验和建设。
    燃烧水煤浆具有良好的经济和社会效益。
    （1）代油效益：山东白杨河电厂锅炉应用水煤浆表明，2t水煤浆替代1t重油，每替代1t重油可节省燃料费1800元。另外节省的油进行深加工，可产生每吨800元效益。
    （2）环境效益：首先水煤浆为洗选后精煤制成，含灰、硫、有害物质等远低于常规动力煤和其它工业用煤，相同容量机组的灰场容量仅为燃煤机组的25%。其次由于水煤浆为煤水混合物，其燃烧温度比烧油和煤粉低（约100℃），可大大减少SO2的析出和NOx的生成。
    （3）节能效益：水煤浆燃烧效率高（一般95~98％以上），另外水煤浆是密闭储存、运输，几乎没有损耗，而煤在运输和储存中有损耗在5%以上。另外，水煤浆燃烧可调性好，可在低负荷下稳定燃烧，控制简便快捷，节能效果显著。
    （4）安全性：水煤浆在常温下运输、储存和泵送的过程基本是在全密封状态下进行，最后在40~60℃的温度下送入炉膛燃烧，燃烧前的所有过程均因其含有30%水分而为非易燃流体。为此，相对于燃油和煤粉的易燃、易爆特性来说，其使用过程中的安全性得到了很大的提高。
    另外，由于水煤浆的灰分低和粒度细，锅炉的受热面的磨损大大低于燃煤锅炉。目前，燃煤电厂约有40%左右的生产费用用于燃煤环节的检修维护。

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