水煤浆锅炉的综合效益分析(一)

学术论文 2018-03-30 11:22:49
   我国的能源消耗大部分为煤,然而由于燃煤所排放的空气污染物却占能源类大气污染物的70%以上[1]。据统计,由于燃烧煤排放的烟尘约占70%、二氧化硫排放约占85%、二氧化碳排放约占80%,氮氧化物排放的约占67%[1]。这些污染物对大气污染的扩散范围可达数千公里[1]。因此,远离污染源并不能完全避免环境污染的影响。燃煤所造成的空气污染物对人体健康的危害是长期的、慢性的,容易被公众忽视。它对儿童、慢性病患者和老年人等敏感人群的影响更加显著。同时由于国际油价飞涨,国内石油可采储量日渐下降, 而我国是世界上目前少数几个一次能源以煤为主的国家,从能源资源条件看,煤炭资源丰富,占能源总量的80%以上。面对日趋紧张的石油供求关系,结合我国现有的资源、技术和经济条件,寻求切实可行的替代技术以缓解我国石油进口压力,来保持国民经济的持续和稳定发展,其必要性已日趋显著。水煤浆燃烧技术的应用与推广,为我国以煤代替重油、天然气和煤炭开辟了一个广阔的发展空间。 
  1 水煤浆技术与水煤浆燃料锅炉 
  在1970年代初期,水煤浆是一种新型煤基液体燃料,其含有约70%左右的煤炭,约1%的化学添加剂,其余都是水。水煤浆不仅可以如石油一样储存、通过管道运输、高效燃烧的特性,并且具有更少的排放、安全性能好、稳定性强、价格低廉等特点,是一种理想的替代油、煤燃料,可广泛应用于民用锅炉、工业锅炉、是目前国际上公认的清洁煤燃料。在20世纪90年代,我国在水煤浆技术的重大突破也走在了世界前列。 
   
   水煤浆技术为洁净煤新能源发展的重点推广技术。由于我国是一个煤多油少的国家,水煤浆可作为环保燃料来替代石油,已被越来越多的企业所认可,水煤浆技术还可以解决一些燃煤企业的环境保护问题,企业可以将有机废水制成水煤桨(譬如造纸厂等)。所以水煤浆技术是21世纪最有发展前景的清洁煤技术。 
   水煤浆锅炉本体一般包含燃烧室、汽包、上升管、下降管、联箱壁、扶梯、挡火墙、平台、一次阀门仪表等。水煤浆锅炉辅助设备分为七个系统:供浆系统、送引风系统、水汽系统、油点火系统、仪表控制系统、出灰系统以及除尘脱硫系统。供浆系统包括储浆罐、搅拌器、供浆泵、卸浆泵、空压机、空气罐。送引风系统包括鼓风机、引风机、烟囱、除尘器、省煤器。水汽系统包括给水泵、水箱、钠离子交换器、主气门[2]。油点火系统包括油罐、油泵[2]。仪表控制系统包括水量表、蒸汽流量计、烟温计等。水煤浆锅炉出灰系统由特制的链式刮板出渣机来完成,底板采用了耐磨耐腐的铸石板双层形式,其它链条均采用合金材料,可以完成自动出灰,对流管束积灰设计也有空气吹扫装置。除尘脱硫系统 :锅炉排出的烟气必须经过除尘器除尘,同时除尘器放灰阀不得采用普通的人工闸板形式,应采用配有电机的卸灰器,密封性好,能够在不停炉自动卸灰下可以保证不漏风,使燃烧更加稳定,采用脱硫除尘,除掉烟气中的SO2及部分细尘,使烟气最终排放符合环保要求。水煤浆锅炉燃烧基本原理:水煤浆燃料由高压风、供浆泵一次性送入燃烧器,喷入水煤浆锅炉内部,二次风经由旋流器形成了旋转气流,然后流出喷口后在中心形成回流区,最后卷吸炉内高温烟气到燃烧器出口附近加热并点燃燃料。二次风不间断的和高压风混合,使燃烧更加充分,直至燃料基本燃尽。
  2 水煤浆锅炉的实践与运用 
  多年来,由于受国家能源政策以及燃油价格波动因素的影响,杭州某食品厂于2006年面临着降低成本、适应市场和提高效益的需要,通过对水煤浆锅炉与燃气锅炉、燃煤锅炉进行经济性的比较,最终该企业选择了4吨水煤浆蒸汽锅炉.具体经济性比较如下; 
  2.1 水煤浆燃料的成分 
  水煤浆作为燃料种类有很多种,由于该食品厂位于杭州市区,烟气中各种污染物的浓度较常规的要低,所以对水煤浆燃料中的各成分也有较高要求,结合经济性最后选择了如下表1种类的水煤浆。 
  表1水煤浆燃料的主要成分 
  2.2 水煤浆与其他燃料的经济型比较 
  本文根据杭州市2006年物价,对同等产气量状况各种锅炉燃料作了成本比较,其结果如下表2. 

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