水煤浆燃烧机理和技术

    由于加入了30%～40%水，水煤浆的着火和燃烧特性与常规的煤的着火发生了一些变化。
水煤浆在锅炉中的燃烧组织与油的燃烧组织相近。水煤浆经过煤浆喷嘴，以蒸汽或压缩空气为雾化介质，雾化形成煤浆雾炬，同时液雾的周围喷入供煤浆燃烧所需的空气。煤浆液滴进入炉膛后被加热并与空气混合，首先水份蒸发，然后后挥发份挥发并着火，进而引起液滴中的焦碳颗粒着火燃烧，直到燃烬。
（图4）显示了水煤浆雾化、结团、挥发份析出、着火以及燃烧和燃烬的完整过程。
水份对单滴水煤浆的燃烧过程有显著影响。由于水份的加热蒸发需要一定时间，浆滴中的挥发份要待大部分水份蒸发后才能开始析出，因此浆滴中的水份延迟了水煤浆的着火，这一点是水份对水煤浆燃烧的不利因素。由于存在水份蒸发过程而使煤浆的着火大大延迟是水煤浆着火与煤粉着火特征的一个显著的区别。但是通过提高雾化质量、合理安排配风等措施组织好燃烧，水煤浆可以表现出非常好的着火及燃烧特性。
水煤浆的火焰稳定、清晰，明亮，具有很好的刚度。


    水煤浆的燃烧特性与煤粉的燃烧特性基本相似，通常其燃烬率与煤粉燃烬率相同。汕头万丰热电有限公司#2燃油设计锅炉采用浙江大学的技术改烧水煤浆后，锅炉的燃烧效率达到99.74%，高于一般的同容量的煤粉炉。茂名#1炉燃烧水煤浆也同样具有高于99%的燃烬率。

图4 水煤浆火炬燃烧过程

    相对于原煤、油、天然气的燃料的燃烧系统，水煤浆的燃烧系统需要进行专门的设计。制备好的水煤浆在锅炉的燃烧系统应经过下列主要过程：
a）水煤浆炉前搅拌系统（在搅拌罐中）以防止发生沉淀；
b）水煤浆炉前过滤系统（在线过滤器）以滤去杂质；
c)供浆系统如供浆泵、供浆管路等，实现连续调节浆量的供给；
d)炉前水煤浆雾化喷嘴，以压缩空气或蒸汽为介质进行雾化，雾化喷嘴的设计直接影响水煤浆的着火和燃烧效率；
e)水煤浆燃烧器，水煤浆含有30%多的水分，燃烧器的设计将直接影响水煤浆的着火和燃烧效果；
f)雾化后的水煤浆喷入炉内完成着火燃烧，除水煤浆喷嘴、燃烧器需进行特殊设计外，炉膛及受热面的布置需满足水煤浆着火、燃烧的要求；
g)其它系统，燃烧后的灰渣要经过除灰系统、排渣系统等。
以上的各个系统都应按照水煤浆的特性做相应的设计。