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不要走入水煤浆误区

文:admin 发表时间2005-7-7

    1 水煤浆的发展情况
水煤浆是洁净煤技术之一，是把低灰低硫的洗精煤研磨成细煤粉，按煤70%再加29%的水及微量（约1%）的化学添加稳定剂经混合而成的浆体，英文缩写为CWM。它的发展主要是20世纪70年代初石油危机而引起的，最初是美国和日本为了节省燃油大力开发以煤代油新技术，将一部分微细煤粉与燃料油混合形成油煤浆（COM）来燃用，但因其含油量不能小于50%，效益不太显著，故又重新开发研究，于70年代末美国及瑞典成功开发出完全可以代替燃料油为燃料的水煤浆我国于80年代初开始研究水煤浆也取得成效。1983年5月在浙江大学实验台上首次试烧成功，1984年在北京造纸一厂的一台经改造后的燃油锅炉上试烧成功。随后在一些原燃油锅炉或燃烧装置上试烧成功，如燕山石化的220t／h新建锅炉和白扬河电厂的230t／h锅炉。
2 水煤浆的基本特点和其经济性及环保效益
2.1 基本特点
水煤浆实际是一种优质煤炭的煤粉制品，它的发热量在19 000KJ／kg－20 000KJ／kg之间，一般选用经过洗选的低灰（灰分小于8%）低硫（硫份小于0.5%）有一定挥发价（不小于17%）的精煤经研磨成微粒（粒度要求平均80%为40－70μm，上限不能大于300μm）与水混搅后加入少量的添加稳定剂使之成为浆状。它虽然有一定的黏度，但具有可流动性，易于用管道运输，而且不会象煤粉那样引起火灾或爆炸。在喷入锅炉燃烧时雾化性能好。燃烧过程与煤粉燃烧基本相似，但由于水煤炭中含有29%左右的水分，使改造后的锅炉出力与煤粉相比要降低30%，而且锅炉的热效率也要低3%－5%左右。
2.2 经济性
水煤浆的经济性如何？看与之相比的燃料，若与燃油、气相比，则肯定是经济的，若与精煤相比则肯定是不经济的。因此不能笼统地相比来得出是否经济。如果现在已有一台燃油的电站锅炉，则对锅炉改造后燃用水煤浆虽然改造锅炉要投资，锅炉出力要降低，肯定是有经济效益的。而将一台已燃用煤炭的锅炉改造为燃用水煤浆则大可不必。不仅要花改造费，而且燃料成本将大大提高（水煤浆价高于精煤价），不但没有经济效益而且经济效益反而更差，不如改烧精煤好。因此不能笼统地说"水煤浆有很好的经济效益"。
2.3 环保效益
水煤浆是采用洗选后的低灰低硫精煤制成的，因此其本身就是洁净煤技术的一种，当然它的环保效益要比燃用原煤好，但如果已有的燃用原煤锅炉为了环保要求将锅炉改造为可以燃用水煤浆则毫无必要，因为还不如不改锅炉而改烧精煤，同样可以达到环保要求。当然燃用水煤浆的环境效益就更不能与燃油、气相比了。因此对于水煤浆有"很好的环境效益"这一说法就需要更好地去对比分析来确定。但可以这样说：燃用水煤浆的环境效益不如燃用油气，与燃用精煤相同，比燃用原煤好。
3 水煤浆的适用范围
水煤浆并不能完全运适用于现有的燃用煤炭或油、气的锅炉及燃烧装置，采用水煤浆来代替原来的燃料都必须对原有的设备进行改造方可采用，现分述如下：
3.1 新建电站锅炉
如果是完全新建的电站锅炉则没有必要采用水煤浆作燃料。可以根据当地环保的要求来选择煤种（低硫、低灰）并加装脱硫除尘设备。因此除了北京燕山公司220t／h脱硫型水煤浆锅炉工程系中日双方合作完成的绿色环保节能试点项目外，至今尚未见到有正式新建电站锅炉采用水煤浆为燃料的报道。
3.2 对于新建的加热设备，原考虑用油或气作燃料的,可以根据加热物品的要求来选择能否采用水煤浆，因为燃用油、气基本没有污染物，而水煤浆除含硫较高外尚有灰及渣需要处理处理，不好会出响到加热物品的质量，因此是否采用水煤浆作燃料要很好地研究再作决定。
3.3 对于现有的燃油或气的电站锅炉，如认为成本过高或考虑到长期用油不稳定性，可以改用水煤浆作为燃料，但对现有的锅炉必须加以改造，改造的范围有以下一些项目。
（1）炉膛水冷壁的改造因燃用水煤浆有灰渣要排出需将平炉底改成冷灰斗，为此有关水冷壁下联箱等及下降管均要作相应的改造。在燃烧区的水冷壁上敷设卫燃带，燃用水煤浆后在炉膛内可能挂焦，要增开打焦孔，为增设的三次风开进风孔。
（2）燃烧器的改造如考虑到今后还有用油的可能性，则设计两种（燃油及燃浆）燃烧器，共用同一插孔相互替代使用。如不再使用燃油，则只装燃浆的喷燃器即可。
（3）过热器是否改造要经过校核，因燃浆后炉膛上部烟气温度较高易引起超温，如校核有超温现象可减少减温器的受热面积或加大减温水量。
（4）因燃浆后有飞灰向烟囱排放，省煤器将会受含灰气流磨损（燃油或气无此现象），故需在迎风面加设防磨装置并采取措施提高烟气流速防止省煤器堵灰。同样也要考虑空气预热器的防磨问题：由于水煤浆中含水份多，烟气中的水蒸汽也较多，还要考虑低温腐蚀问题。
（5）要增加储浆供浆系统不论是外来水煤浆或自制水煤浆都要有相当容量的储浆罐（相当于煤场）。经输浆泵输送至炉前水煤浆储罐（相当于煤斗），再由炉前供浆泵打火炉前燃烧器喷火炉炉膛内燃烧。
（6）炉底的冷灰斗排渣后要有除渣机将渣排出外运，采用何种排渣、出渣方式各厂可根据情况自定为了达到环保要求，需装设静电除尘器进行除尘，选用二电场还是三电场的除尘器，则根据当地的排放标准来决定。
改造燃油锅炉为燃用水煤浆锅炉，由于原设计的容积及燃烧温度等因素，在不改变炉膛容积的情况下，出力将会降低，降低多少由计算校核来定，一般约降低25%～35%。
3.4 对现有的燃煤锅炉是不值得去改为燃用水煤浆锅炉，首先是炉型复杂（煤粉炉、链条炉、循环流化床炉…等等），有的改造等于拆了重新装一台，有的需作大量的改造及建设水煤浆系统，而且燃煤锅炉根本不存在节油问题，如果为了清洁生产或环保要求，可在原有的基础上改烧精煤，或加装脱硫除尘装置，完全没有必要去改造为燃用水煤浆的锅炉。
4 结论及建议
从水煤浆的组成成份及其制备情况来看，水煤浆就是一种优质煤炭的煤粉制品，不是粉状是粉浆而已；其环境效益与优质煤相同，而经济效益则不如优质煤。因此其适用范围并不广泛，更不宜大量长距离运输，一些确实需用水煤浆的单位在试烧成功后均会考虑自己制浆就地使用。如白扬河电厂原来开始时购置水煤浆专业生产厂家的水煤浆，在试烧成功稳定后因水煤浆制浆技术并不复杂，投资也不大（已有了储浆等设备只需加装制浆设备），故现在已由电厂自己生产。因此发展大规模的水煤浆生产要很好地考虑销路，远距离外销是很难的，只有较近处有大量需用时才行。有的部门提出用煤泥来制备水煤浆，那将既无经济效益，又无环境效益。他们就根本不了解水煤浆的实质，是绝对不可行的。
北京市有关部门的专家学者按照治理大气环境质量以及能源结构调整的要求，对水煤浆在北京可能应用的范围作了分析研究，认为除了燃用重油的三个电厂中的二个采用水煤浆尚有一定的经济效益可考虑采用外（却付出了环境代价）其他如各类中小型燃煤锅炉、电站锅炉等因改造锅炉所花代价太大，而且环境效益也不会明显改善故均不采用水煤浆，因而水煤浆产业在北京地区属于不应该发展的行列。
国外如美国、日本、加拿大、俄罗斯、瑞典等国家对水煤浆均有一定的研究并取得相应的应用业绩，但它们均作为技术储备而未大量推广采用，我国也提出了水煤浆是洁净煤技术之一，但没有作出决定要大规模推广采用。目前有些宣传报道将水煤浆说成是既有经济效益又有环境效益，而作为产业结构调整的重大举措。有的认为水煤浆技术是洁净煤技术，如果在当前50MW及以下的燃煤机组上采用，可以免除关停产的规定，这些理解都是片面的及错误的。要认真研究水煤浆产销的可行性再决定是否值得投资来兴办这个产业，不然其结果将会适得其反。
  

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