第一篇：水煤漿燃燒技術(shù)綜述

水煤漿燃燒技術(shù)綜述

高飛、邵海龍、張德強、李曉東

一、背景 1.水煤漿的概念

水煤漿是由大約65%的煤、34%的水和1%的添加劑通過物理加工得到的一種低污染、高效率、可管道輸送的代油煤基流體燃料。它改變了煤的傳統(tǒng)燃燒方式，顯示出了巨大的環(huán)保節(jié)能優(yōu)勢。尤其是近幾年來，采用廢物資源化的技術(shù)路線后，研制成功的環(huán)保水煤漿，可以在不增加費用的前提下，大大提高了水煤漿的環(huán)保效益。在我國豐富煤炭資料的保障下，水煤漿也已成為替代油、氣等能源的最基礎(chǔ)、最經(jīng)濟的潔凈能源。2.水煤漿的發(fā)展

水煤漿是70年代興起的新型煤基液體燃料，由65%的煤、34%的水和1%的化學添加劑，經(jīng)過一定的工藝流程加工而成，其灰分及含硫量低，燃燒時火焰中心溫度較低，燃燒效率高，煙塵、SO2及NOX排放量都低于燃油和燃煤。許多國家基于長期的能源戰(zhàn)略考慮，將其作為以煤代油的燃料技術(shù)進行研究、開發(fā)和儲備，且已實現(xiàn)商業(yè)化使用。

我國的水煤漿研究工作起步于70年代末，80年代初，與國外同步，直接原因是國際上爆發(fā)的石油危機，使各個國家都在尋找以一種代替石油的新能源。而中國是一個富煤、少氣、貧油的國家，因此我國一直致力于水煤漿的研發(fā)工作，并于1983年5月攻關(guān)研制出了第一批水煤漿試燃燒成功。近年來，我國的水煤漿制備技術(shù)和燃料技術(shù)發(fā)展很快，并達到了國際水平，先后完成了動力鍋爐、電廠鍋爐、軋鋼加熱爐、熱處理爐、干燥窯等爐窯燃用水煤漿的工程試驗。在環(huán)保產(chǎn)業(yè)的高科技領(lǐng)域，我國的大部分技術(shù)、產(chǎn)品均落后于國際先進水平，而水煤漿是一個例外，中國的水煤漿技術(shù)優(yōu)先于國外，這種新能源在中國的能源戰(zhàn)略中占有非常重要的地位。

目前水煤漿技術(shù)已被列為我國能源發(fā)展重點推廣技術(shù)，也是煤炭工業(yè)潔凈煤技術(shù)優(yōu)先發(fā)

[1]展重點技術(shù)之一?！?01-2017年中國水煤漿行業(yè)發(fā)展前景與投資預測分析報告》指出，我國是一個富煤少油的國家，水煤漿作為新型代油環(huán)保燃料，正被越來越多的企業(yè)所認識，采用水煤漿技術(shù)進一步改善煤炭企業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提高煤炭企業(yè)經(jīng)濟效益。水煤漿技術(shù)還可以解決一些燃煤企業(yè)環(huán)保及工藝過程調(diào)節(jié)的問題。而且可以利用工廠有機廢水（如造紙黑液）制成水煤槳燃燒。因此水煤漿技術(shù)是當前較現(xiàn)實的，也是21世紀最有市場的潔凈煤技術(shù)。從長遠來看，隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，我國液體燃料供需矛盾將進一步加大，環(huán)境對燃料的約束也進一步加強，水煤漿的使用量將逐步加大；而隨著水煤漿技術(shù)的進一步提高將會使其社會效益更加明顯，經(jīng)濟效益得到改善。因此，水煤漿的應(yīng)用前景非常廣闊。

3.發(fā)展水煤漿燃燒技術(shù)的意義

（1）替代石油，合理利用我國能源資源

由于水煤漿具有同石油一樣的流動和霧化特性，因此，以水煤漿替代石油可以利用原有設(shè)備，改動工作量很小，投資小。（2）解決煤炭運輸問題

我國煤炭資源豐富，但地區(qū)分布極不平均，北煤南運和西煤東運的局面將長期存在。靠鐵路運輸既增加了鐵路的負擔，又對沿途環(huán)境造成了污染。發(fā)展水煤漿進行管道運輸將在很大程度上緩解能源運輸?shù)膲毫臀廴締栴}。（3）降低煤利用過程中的污染

制備水煤漿的原料煤是經(jīng)過洗選的，含灰量和含硫量都大為降低，燃燒后產(chǎn)生的飛灰和SO2都比一般的燃煤鍋爐低。同時由于水煤漿中的水分在燃燒時具有還原作用，理論燃燒溫度也比相同煤質(zhì)的煤粉燃燒低200℃左右，因此可以在一定程度上降低NOX的排放量。

二、水煤漿的特性 水煤漿作為一種替代燃料，除了具有原有煤的特性，如發(fā)熱量、灰熔性、各組分含量外，還具有一些特殊的性質(zhì)要求。（1）水煤漿的濃度

水煤漿的濃度是指固體煤的質(zhì)量濃度，它直接影響到水煤漿的著火性能和熱值。濃度越大，含水量越少，就越容易點燃且發(fā)熱量高。但濃度的提高會影響到水煤漿的流動性，通常根據(jù)其實際需要和煤質(zhì)特性，將濃度控制在60－75%之間。（2）水煤漿中煤的粒度

水煤漿中煤的粒度對水煤漿的流變性、穩(wěn)定性以及燃燒特性影響很大，同時合理的粒徑分布還有利于達到較高的水煤漿濃度。一般情況下，煤炭的最大粒徑不超過300um，且小于200目（74um）的顆粒含量不小于75%。（3）水煤漿的流變特性

流變性用于描述非均質(zhì)流體的流動特性，它是影響水煤漿儲存的穩(wěn)定性輸變的流動性、霧化及燃燒效果的重要因素，一般用剪切應(yīng)力-切變率關(guān)系來表示，常用參數(shù)為黏度。水煤漿屬于非牛頓流體，它的黏度隨流動時的速度梯度（即剪切速率）的大小而變。

為了便于利用，在不同的剪切速率或溫度下，要求水煤漿能表現(xiàn)出不同的黏度值。當其靜止時，要求其表現(xiàn)出高黏度，以利于存放；當其受到外力，則能迅速降低黏度，體現(xiàn)出良好的流動性，也就是具有良好的觸變性，或者說是“剪切變稀”的特性。同時，水煤漿還需要類似于油的黏溫特性，升溫后，黏度明顯降低，易于霧化，可以提高燃燒效率。（4）水煤漿的穩(wěn)定性

作為一種固、液兩相的混合物，水煤漿很容易發(fā)生固液分離、生成沉淀物的現(xiàn)象。水煤漿的穩(wěn)定性是指其維持不產(chǎn)生硬沉淀的性能，所謂硬沉淀，就是無法通過攪拌是水煤漿重新恢復均勻狀態(tài)的沉淀，反之稱為軟沉淀。一般工業(yè)要求的水煤漿存放穩(wěn)定期是三個月。

以上水煤漿的特性是衡量水煤漿質(zhì)量的重要指標，但由于其中有些特性之間是相互制約的，如濃度高會引起黏度增大，流動性變差；黏度低有利于泵送、霧化和燃燒，卻會使穩(wěn)定性降低等。因此，必須根據(jù)水煤漿的實際用途，來協(xié)調(diào)其各個性質(zhì)參數(shù)，目前主要的水煤漿種類、特性及用途如表3-10所示。

三、水煤漿的制備

1、水煤漿制備的基本原理

水煤漿的制備過程直接決定了水煤漿的特性，為了使水煤漿能夠滿足實際應(yīng)用的要求，在其制備過程中需考慮以下4個方面。

[1] 煤炭的選擇及其成漿性。制漿前必須根據(jù)需要選擇每種，如其灰分、硫分、熱值、揮發(fā)分及灰熔點等，這對水煤漿是否能夠穩(wěn)定燃燒、燃燒效率及污染排放都有很大的影響。如揮發(fā)分影響到水煤漿在爐膛中能否穩(wěn)定著火燃燒，根據(jù)經(jīng)驗，通常用于鍋爐燃燒時要求制漿用煤的揮發(fā)分含量大于25%，用于爐窖燃燒時要求大于15%。另外如果灰分、硫分等雜質(zhì)過多，還需要在制備過程中進行洗選脫除。

在煤種選取過程中，成漿性是用來表征其制漿難度程度的參數(shù)，一般不同煤種的成漿性有著很大的差異。有的煤在常規(guī)條件下很容易制成高濃度的水煤漿，而有的則要求較為復雜的制漿工藝和較高的成本。對于煤的成漿性，其影響因素很多，但一般認為：煤階越高，內(nèi)在水分越少，煤種O和C比值越小，親水官能團越少，孔隙越不發(fā)達，可磨性指數(shù)越高，煤中所含可溶性高價金屬離子越少，制漿越容易。[2] 顆粒級配技術(shù)。水煤漿中的煤炭不僅有粒度大小的限制，還要求其有良好的粒度分布，即希望使不同粒徑的煤粒能夠相互填充，減小煤粒之間的空隙，達到較好的堆積效率。堆積效率越高，由于空隙少就可以減少水的消耗量，容易配置高濃度的水煤漿。在制備過程中，這項技術(shù)又稱之為顆粒級配技術(shù)。一般在目前的制漿工藝中常用所謂的雙峰分布來實現(xiàn)較好的級配。

[3] 制漿工藝流程。制漿工藝是指對煤炭顆粒、水和添加劑等原料進行細選、破碎、磨礦、攪拌、混合、過濾、調(diào)漿等工藝來制備水煤漿的過程。通過優(yōu)化制漿工藝流程，可以實現(xiàn)水煤漿中煤顆粒的較高堆積效率，滿足使用特性的要求，同時減少消耗。[4] 添加劑。通常情況下，要使水煤漿能夠達到高濃度、高穩(wěn)定性以及良好的流變特性，必須添加一些化學藥劑。一般可分為分散劑和穩(wěn)定劑兩類。分散劑是用來促進煤粒在水中均勻分散的化學藥劑，通常煤粉與水混合，煤顆粒之間存在著很強的引力，使得煤粒成團、凝聚、煤漿黏度增高、流動性變差。分散劑是一些表面活性劑，可以顯著地降低溶液的表面張力，提高煤粒表面的潤濕性。而水煤漿穩(wěn)定劑則是用來改善水煤漿穩(wěn)定性，以使其在存儲和輸送期間保持特性均勻的狀態(tài)。

2、水煤漿的制漿工藝

水煤漿的制漿工藝一般可以氛圍干法、干濕法和濕法制漿三大類，由于干法和干濕法的能耗高，制漿效果均不如濕法，因此近些年很少在工業(yè)中應(yīng)用。圖3-45為我國兩個典型的濕法制漿工藝流程。

總的說水煤漿制備通常包括洗選、破碎和磨礦混合和攪拌、過濾加工等部分。[1] 洗選。即通過洗選對煤進行凈化，出去煤中的部分灰分和硫分等雜質(zhì)。一般情況下選煤應(yīng)放在磨礦前，但當煤中礦物雜質(zhì)需經(jīng)磨洗方能分離出雜質(zhì)時，也可采用磨礦后在選煤的工藝。

[2] 破碎和磨礦。破碎和磨礦是為了將煤炭磨碎至要求的粒度，并使其分布具有較高的妒忌效率，是制漿過程中最為重要也是能耗最高的緩解。在濕式制漿工藝中，通常將水、添加劑和破碎的煤?；旌虾筮M行濕磨。

[3] 混合和攪拌?；旌吓c攪拌是使煤漿混合均勻，并使其在攪拌過程中經(jīng)受強力剪切，加強藥劑與煤粒表面的作用，改善起流變性能。其中混合一般用在干磨或中濃度磨礦之后，使其磨制后的產(chǎn)物經(jīng)過濾機脫水所得的濾餅能與分散劑均勻混合，形成具有一定流動性的漿體，便于后續(xù)攪拌。過濾加工。過濾加工是指在裝運儲存之前，對工藝過程中產(chǎn)生的粗顆粒或其他雜物進行過濾脫除，以免對水煤漿的輸送和燃燒帶來影響。

四、水煤漿的燃燒技術(shù)

1、水煤漿的燃燒特性

水煤漿的燃燒過程一般先通過霧化器將水煤漿霧化城細小的漿滴，一個漿滴通常包括若干細小的煤粉顆粒，進入爐膛后，漿滴受熱蒸發(fā)，將煤粉顆粒暴露在爐膛內(nèi)，然后發(fā)生與煤粉爐內(nèi)煤粒類似的燃燒過程，直到燃盡。

從總體來看，在霧化器噴口處，水煤漿呈霧炬形燃燒，如圖3-46所示。由于水煤漿中含有較多的水分，因此無論是分析霧炬燃燒、還是分析單個的煤粒燃燒都反映出與煤粉燃燒不同的特性。

圖3-46 水煤漿的霧炬形燃燒

水煤漿經(jīng)霧化以后高速噴入爐膛，在噴口處形成如圖3-46所示的霧炬形態(tài)。進入爐膛后霧炬燃燒一般要經(jīng)歷以下過程，首先霧炬在高溫煙氣對流及輻射作用下，迅速升溫，并開始水分蒸發(fā)，其中的煤粉顆粒發(fā)生結(jié)團。當漿滴溫度升高到300－400℃時，其中的揮發(fā)分開始析出并率先著火，形成火焰；此后進入強烈燃燒階段，同時焦炭開始燃燒，直至徹底燃盡。

對比煤粉爐內(nèi)煤粉的燃燒，水煤漿燃燒主要有以下特點.[1] 由于水煤漿中含有30%－35%的水分，水煤漿著火前需要多余的熱量蒸發(fā)水分，同時由于水煤漿霧炬的入口速度相當高，一般為200－300m/s，是普通煤粉爐一次風的近10倍，所以盡管水分蒸發(fā)的很快，但仍存在0.5－1m的脫火距離，這也是水煤漿燃燒組織的關(guān)鍵。

[2] 雖然水分蒸發(fā)會浪費部分熱值（3－4%）,但從其后的揮發(fā)分析出容納少及焦炭燃燒來看，水煤漿的燃燒特性要優(yōu)于普通煤粉燃燒。這是因為水分蒸發(fā)時，煤粒之間發(fā)生結(jié)團形成了多孔性結(jié)構(gòu)，其表面積和微孔容積都要比煤粉顆粒大，從而有利于揮發(fā)分的析出，提高焦炭的燃燒速度。[3] 水煤漿的燃燒火焰穩(wěn)定，但燃燒火焰溫度低。水煤漿的霧化燃燒可以使其流動組織更加穩(wěn)定，而能達到良好的穩(wěn)定著火與燃燒。同時由于水分的存在，使得其火焰溫度平均比煤粉火焰低100－200℃。

[4] 水煤漿具有與煤粉一樣的燃盡水平和燃燒效率。水煤漿的燃燒效率除了受煤質(zhì)自身因素影響外還與霧化質(zhì)量、水煤漿水分、受熱條件等因素有關(guān)。由于前面講的水分蒸發(fā)的影響，即使在較低的火焰溫度下，水煤漿的燃燒速度也要比煤粉高，其燃燒效率與煤粉燃燒相當，對于大型水煤漿鍋爐可以穩(wěn)定達到99%以上。

在影響水煤漿燃燒過程的各個因素中，影響最大也是與普通煤粉爐所不同的是其霧化特性和特殊的配風要求。水煤漿的霧化效果越好，其漿滴粒徑越小，越容易著火，還能提高燃燒效率。如表3-11所示，可見霧化器（霧化噴嘴）是水煤漿燃燒中最為重要的設(shè)備。

2、水煤漿燃燒污染物排放

水煤漿燃燒同其他燃煤過程一樣，也會產(chǎn)生飛灰顆粒物、SO2、NOX等大氣污染物。但由于水煤漿中的煤粒在制備過程中經(jīng)過了洗選，以及水煤漿燃燒溫度低等原因，使得水煤漿燃燒的污染情況要好于普通煤粉燃燒。

[1] 飛灰顆粒物的排放。水煤漿燃燒形成飛灰顆粒物的污染總量與相同煤種煤粉燃燒相比并沒有明顯減少，而且在替代層燃爐時還有提高，這是必學正試的一個問題。但水煤漿燃燒生成的飛灰顆粒物的質(zhì)量平均直徑通常大于普通煤粉燃燒產(chǎn)生的顆粒物的質(zhì)量平均直徑，這是由于漿滴蒸發(fā)時煤粉顆粒發(fā)生結(jié)團的緣故。這個特點有助于飛灰顆粒物在除塵器中被脫除，減少其最終排放量。對于PM10和PM2.5的排放降低可能是有利的。

[2] SO2的排放。本質(zhì)上講水煤漿燃燒過程中SO2的排放并不會顯著降低。有報道說水煤漿以洗精煤為原料，一般在燃燒前即可以脫除10%~30%的無機硫而降低SO2的排放，但這并不是水煤漿特有的優(yōu)點。同時研究表明可以在制漿過程中加入一定比例的石灰石或石灰乳固硫劑，在燃燒過程中進行脫硫，但實踐表明這一方法的脫硫效果并不明顯，且與燃燒控制密切相關(guān)。由于燃燒過程中脫硫劑利用率不高，從總體上看，水煤漿燃燒的總脫硫率在30%以下。

[3] NOX的排放。前面介紹到，水煤漿的火焰溫度通常比相同煤種煤粉低200℃左右，根據(jù)燃煤過程中NOX的生成機理，將有助于抑制NOX的生成，如圖3-47所示，但由于燃煤過程中主要生成的染料型NOX在1000℃以上受溫度變化的影響比較小，所以也要采用分級燃燒等降低NOX燃燒技術(shù)進行控制，不過水煤漿的霧化燃燒特性為合理進行分級燃燒配風創(chuàng)造了良好的條件，有可能達到低于同種煤粉燃燒的NOX排放水平。

五、水煤漿的應(yīng)用 水煤漿作為低污染的液體燃料，可以應(yīng)用在許多行業(yè)中。根據(jù)國內(nèi)外工業(yè)應(yīng)用的現(xiàn)狀，大致可以氛圍三個方向：即直接燃燒、氣化和管道運輸。其中直接燃燒包括在電站鍋爐、工業(yè)鍋爐和工業(yè)窖爐中的應(yīng)用。管道運輸是水煤漿的另一個主要用途，其在美國、前蘇聯(lián)都有成功的商業(yè)運用實例。除此之外，對于某些超低灰分的水煤漿產(chǎn)品，還可以應(yīng)用在內(nèi)燃機或燃氣輪機中，但目前還未進入商業(yè)運行階段。

1、水煤漿直接燃燒的應(yīng)用

作為替代燃料是水煤漿技術(shù)發(fā)展的最初目的，依托于水煤漿制備技術(shù)和燃燒技術(shù)的共同發(fā)展，目前水煤漿已經(jīng)作為燃油的替代燃料通過對電站鍋爐、工業(yè)鍋爐及工業(yè)窖爐的改造，廣泛地應(yīng)用在諸如電力、冶金、建材、化工等行業(yè)中。

[1] 水煤漿在電站鍋爐上的應(yīng)用。對燃油鍋爐進行改造以燃用較為廉價的水煤漿，是水煤漿最主要的用途。1995年8月日本在對其勿來電廠4號75MW機組的鍋爐上進行了全燒水煤漿試驗。此后又在8號600MW機組中進行了水煤漿和煤粉，水煤漿和重油的混燒試驗，獲得了穩(wěn)定燃燒后一直運行至現(xiàn)在。美國、加拿大、瑞典、意大利和前蘇聯(lián)等都進行了類似的試驗。

我國在20世紀80年代中期對北京造紙一廠的20t/h和60t/h燃油鍋爐進行了改燒水煤漿的工業(yè)示范。其后經(jīng)過多年的實踐研究，針對我國燃料的特點，無論是在結(jié)構(gòu)設(shè)計還是參數(shù)選擇上，都發(fā)展了具有自身特色的較為成熟的水煤漿燃燒技術(shù)。

山東華能白楊河電廠擁有3臺230t/h鍋爐由燃油改燃水煤漿，鍋爐運行穩(wěn)定，燃燒效率達到99%以上，鍋爐效率為90%~91%，灰渣含碳量在8%左右，飛灰含碳量在10%以下；SO2和NOX排放均符合標準要求。如表3-12所示。

[2] 水煤漿在工業(yè)爐上的應(yīng)用。北京造紙一廠20t/h的燃油鍋爐是國內(nèi)最早使用水煤漿的工業(yè)鍋爐，在隨后的10年里，采用配套旋流燃燒器和爐前設(shè)置穩(wěn)燃室燃燒方式，對燃油鍋爐、燃煤鍋爐進行了多臺改造，并開發(fā)了專用水煤漿鍋爐，容量從1~65t/h不等，由于鍋爐容量、爐膛形式、噴嘴性能的差異，燃燒水煤漿的燃燒效率和鍋爐效率也有所不同，一般情況下，水煤漿燃燒效率達90%~99%，鍋爐效率達80~90%。對于改造的鍋爐一般都能達到油/漿兩用的要求，但其出力有一定的差別。

1999年12月北京市環(huán)境保護監(jiān)測中心對35t/h鍋爐水煤漿與重渣油1:1混燒進行測試，其結(jié)果如表3-15所示。

[3] 水煤漿在工業(yè)窖爐上的應(yīng)用。近年來，水煤漿代替燃油，大量適用于冶金、機械、建材、化工等各類工業(yè)窖爐。如陶瓷廠的隧道窯、噴霧干燥塔，耐火材料廠的隧道窯、倒焰窯，保溫材料廠的隧道窯、膨化窯，冶金企業(yè)的鍛造加熱爐、型鋼加熱爐、燒結(jié)礦加熱爐等，上述燃燒設(shè)備由原來燃用才有、重油、天然氣、焦爐煤氣等，改燒水煤漿，不僅滿足了加熱工藝要求，優(yōu)化了加熱工藝，而且還可以獲得十分顯著的經(jīng)濟效益。

水煤漿在工業(yè)窖爐上的應(yīng)用有大量工程實踐范例。桂林軋鋼廠、紹興軋鋼廠連續(xù)軋鋼加熱爐由燒散煤改燒水煤漿，連續(xù)運行了8年，燃燒效率由燒煤粉時的約70%提高到97%以上，不僅為企業(yè)大大節(jié)約了生產(chǎn)成本，還取得了良好的環(huán)保效益，如表3-16所示。

2、水煤漿管道輸送的應(yīng)用

管道運輸是水煤漿的另一主要用途，也是煤炭運輸方式的一次突破，能在很大程度上解決有資源分布不均造成的煤炭運輸問題。

煤炭管道運輸其實已經(jīng)有了近百年的歷史，但其大規(guī)模的應(yīng)用是在20世紀的50年代。美國率先建成了俄亥俄洲煤漿管道，長170km，年輸送煤炭130萬噸；1970年又建成至亞利桑那州卡塔因－內(nèi)華達州某電廠的長439km，年輸送煤炭480萬噸的黑邁薩（Black Mesa）管線，一直安全運行至今，輸煤已超過1億噸。早期的管道輸煤（漿）是先把煤破碎稻1mm以下的力度，與水混合，按50％左右的質(zhì)量濃度配制成煤漿，用泵沿管道輸送到用戶。然后經(jīng)脫水干燥后作為燃料使用。其方案如圖3－48（Ⅰ，Ⅱ）所示，均為到達目的地后需脫水處理的煤炭運輸管道。

六、水煤漿的發(fā)展前景近些年來，我國水煤漿的生產(chǎn)能力發(fā)展較快，而且自主設(shè)計生產(chǎn)水平也有了飛速的提高。1998年以前，我國只有北京水煤漿示范廠、兗日水煤漿廠、棗莊礦務(wù)局八一水煤漿廠、株洲選煤廠水煤漿車間、撫順勝利礦水煤漿廠5家水煤漿制備企業(yè)，總設(shè)計能力約為65萬噸/年。其中規(guī)模較大的北京水煤漿示范廠（25萬噸/年）、兗日水煤漿廠（25萬噸/年）均為引進國外水煤漿制備技術(shù)建廠。其后我國擴建或新建了一批水煤漿生產(chǎn)線，如漿八一水煤漿廠改建成了25萬噸/年的制漿生產(chǎn)線，并擁有了我國自主知識產(chǎn)權(quán)的制備技術(shù)。新建了白楊河發(fā)電廠自備漿廠、邢臺東龐礦水煤漿廠、北京燕化新東方水煤漿廠等，同時也建起了一些非國有企業(yè)的水煤漿制備廠如大同的新源水煤漿廠、河北霸州水煤漿廠等。截至2002年底，我國共有水煤漿廠15座，設(shè)計能力約為426萬噸/年，是5年前的6.5倍，水煤漿廠的數(shù)量和總生產(chǎn)能力均居世界第一位。更為欣喜的是這些新建的水煤漿廠都是由我國自主設(shè)計，采用我國制漿技術(shù)、設(shè)備、添加劑。足以證明我國的制漿工藝和添加劑性能已達到國際先進水平。

相對于生產(chǎn)能力的快速提高，我國水煤漿的工業(yè)應(yīng)用稍顯落后。2002年全國水煤漿廠供生產(chǎn)水煤漿99.5萬噸，占設(shè)計能力的23.4％。2000年全國水煤漿廠供生產(chǎn)43.7萬噸，占設(shè)計能力的24.8％2002年的生產(chǎn)量是2000年生產(chǎn)量的2.3倍，由此可見，水煤漿行業(yè)在近兩年有了較快速度的發(fā)展。但目前水煤漿的制備生產(chǎn)線并沒有充分利用，沒有足夠的用戶燃用水煤漿。水煤漿技術(shù)是一項系統(tǒng)工程，水煤漿產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用包括從制漿、運輸?shù)饺紵榷鄠€環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)缺一不可。目前的水煤漿廠是在不考慮用戶的條件下盲目上馬的。水煤漿不能作為簡單的商品而必須進行系統(tǒng)的考慮。

水煤漿作為我國潔凈煤技術(shù)的組成部分，有其特殊的優(yōu)越性，但對于水煤漿技術(shù)的發(fā)展我們還應(yīng)該清醒的認識到以下幾點。

[1] 水煤漿技術(shù)是一項涉及多門學科的技術(shù)，它包括煤漿的制備、儲運、裝卸、燃燒等技術(shù)，雖然我國經(jīng)過20余年的攻關(guān)和開發(fā)，在水煤漿技術(shù)的各個領(lǐng)域都取得了長足的發(fā)展，但由于它作為一種特定的技術(shù)，其應(yīng)用范圍是有一定的限制，一般對于大型燃油鍋爐不適于改用煤粉時才有其意義。

[2] 水煤漿是潔凈煤技術(shù)的一種，具有許多優(yōu)越性，但水煤漿的缺點也很突出，如水煤漿的制備和運輸要消耗較多的電力和水，制備1t水煤漿耗電40－60kW·h.[3] 水煤漿制備對煤的質(zhì)量要求較高，需低灰、低硫、精煤，水煤漿替代粉煤燃燒是毫無經(jīng)濟價值的，只有替代油料才能體現(xiàn)出其效益；以美國、瑞典、俄羅斯、日本等國家為例，雖然這些國家水煤漿技術(shù)發(fā)展歷史較早，而且技術(shù)成熟，但仍未得到大范圍的推廣。對于我國預計在燃料結(jié)構(gòu)調(diào)整后這一應(yīng)用也將收到限制，不會大規(guī)模推廣。

第二篇：水煤漿技術(shù)進展探析論文

國內(nèi)水煤漿在電站鍋爐、工業(yè)鍋爐、工業(yè)窯爐中的應(yīng)用已有很多成功的范例。近年來，燃燒用水煤漿技術(shù)已被成功移植到氣化水煤漿領(lǐng)域，極大地改善了化工合成企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)指標，提高了企業(yè)的經(jīng)濟效益。截至2010年底，全國燃燒用水煤漿的燃用量已突破3000萬t，氣化水煤漿用量達到8000萬t以上。隨著以水煤漿氣化為龍頭的煤化工產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，氣化水煤漿的應(yīng)用規(guī)模將保持強勁的增長勢頭。過去10a中國水煤漿技術(shù)及工業(yè)應(yīng)用已向縱深發(fā)展，如擴大難以制漿煤種的應(yīng)用，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，污泥制漿，燃燒水煤漿技術(shù)向氣化領(lǐng)域移植等。

1擴大制漿煤種

隨著水煤漿技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用規(guī)模的不斷擴大，原有易于成漿的煤種，主要是中等變質(zhì)程度的煉焦煤，包括焦煤、肥煤，兩者的資源儲量均較低。在制漿前需洗選加工制取洗精煤以降低其灰分，提高了水煤漿熱值，增加了制漿成本。

為了保持煉焦工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，合理利用煉焦煤，降低水煤漿生產(chǎn)成本，必須采用不需要洗選的動力煤制漿。神華集團為了擴大神華煤的利用范圍，委托國家水煤漿工程技術(shù)研究中心對神華煤制取高質(zhì)量分數(shù)水煤漿的可行性進行了大量基礎(chǔ)及工業(yè)生產(chǎn)的實驗研究。表1～表4分別為煤的工業(yè)分析，元素分析，灰成分分析以及灰熔融性、燃點和密度分析。此外，還對神華煤的煤巖顯微組分、煤的表面性質(zhì)進行了研究。神華煤具有低灰、特低硫、中高發(fā)熱量、化學反應(yīng)活性優(yōu)良等特點，是優(yōu)良潔凈的動力用煤品種之一。但神華煤的變質(zhì)程度較低，其內(nèi)水含量、O含量和O/C原子比高、可磨性較差，屬于難成漿的煤種。灰組成中CaO和Fe2O3含量偏高，SiO2含量和Al2O3含量偏低，灰熔融性ST低于1250℃。

根據(jù)煤炭成漿性模型和評定煤成漿性指標D與煤的內(nèi)在水分和可磨性指數(shù)的最優(yōu)回歸方程:D=7.5+0.5Mad－0.05HGI，D值越大越難成漿。結(jié)合上述各表數(shù)據(jù)經(jīng)計算可知神華煤屬于難成漿煤種。通過配煤和煤的改性、專用添加劑研制和制漿工藝調(diào)整，使神華煤能夠制出高質(zhì)量分數(shù)水煤漿。通過實驗室研究、半工業(yè)實驗和工業(yè)性試生產(chǎn)及工業(yè)性燃燒實驗，取得了巨大的技術(shù)性突破。目前，神華煤制取燃燒用高質(zhì)量分數(shù)水煤漿的生產(chǎn)廠已達5座，總生產(chǎn)能力已近千萬噸。表5為神華煤制備高質(zhì)量分數(shù)水煤漿工藝技術(shù)應(yīng)用情況。

2生物質(zhì)水煤漿研究及應(yīng)用

隨著中國城市經(jīng)濟的發(fā)展及人口不斷增長，環(huán)境污染愈加嚴重。全國每年廢水排放量約為400多億t，年排放城市污水污泥(干)約為550萬～600萬t。預計污泥排放量將以10%的速度遞增。由于含有一定量的有機質(zhì)，國內(nèi)城市污泥利用途徑及所占比例大致為農(nóng)業(yè)利用44.83%、土地填埋31.03%、混合填埋3.45%、焚燒3.45%、綠化3.45%、未處理13.79%。雖然農(nóng)用比例較高，但由于污泥中含有重金屬，均高于農(nóng)耕土壤中的含量，如大量和長期使用會影響人類健康。工業(yè)廢棄物的排放也對環(huán)境造成污染，如造紙黑液，其年排放量約40億t，已成為制約造紙行業(yè)發(fā)展的嚴重問題。

將城市污泥與造紙黑液作為水煤漿原料既節(jié)省了污泥干燥消耗的大量能源和高額黑液處置費用，又降低了水煤漿生產(chǎn)成本。國家水煤漿工程技術(shù)研究中心對利用污泥及造紙黑液制取生物質(zhì)水煤漿作了系統(tǒng)研究。首先為了脫除城市污泥的臭味、改善污泥煤漿的成漿性、增加污泥的配入量，對污泥進行了改性處理。污泥經(jīng)堿化處理可明顯改善其物化特性，提高其穩(wěn)定性。經(jīng)多次篩選，發(fā)現(xiàn)利用堿性造紙黑液中含有的木質(zhì)素作為改善水煤漿的分散劑，可以節(jié)省添加劑的用量，最終實現(xiàn)以廢治廢的效果。

經(jīng)實驗室各種實驗條件的研究、專用添加劑的制備、污泥煤漿工業(yè)放大生產(chǎn)實驗和污泥煤漿燃燒實驗發(fā)現(xiàn):

(1)實驗室研究以兗州煤為原料加入20%改性污泥制得質(zhì)量分數(shù)為64.4%、表觀黏度1200mPas、發(fā)熱量大于16747.2kJ/kg、平均粒徑為50μm的污泥水煤漿。

(2)采用分級研磨制漿工藝，在工業(yè)生產(chǎn)條件下驗證了實驗室的研究結(jié)果。

(3)制漿成本核算表明:污泥煤漿可100%節(jié)約用水;節(jié)約添加劑成本40%～50%;制漿成本降低21.88%。此外節(jié)省了城市污泥和造紙黑液的環(huán)境治理費用。

(4)污泥煤漿在工業(yè)鍋爐中燃燒實驗結(jié)果表明:鍋爐負荷可在45%～100%下連續(xù)調(diào)節(jié)，燃燒效率98.66%。

3氣化水煤漿領(lǐng)域推廣燃燒用水煤漿生產(chǎn)技術(shù)

由于原德士古氣化水煤漿制漿技術(shù)難以適應(yīng)中國的煤質(zhì)特性，在提高水煤漿質(zhì)量分數(shù)方面有困難，尤其是低變質(zhì)煤種制氣化水煤漿，目前德士古制漿技術(shù)很難達到60%以上的質(zhì)量分數(shù)，從而影響了氣化技術(shù)指標和經(jīng)濟指標。國家水煤漿工程技術(shù)研究中心對兗礦魯南化肥廠制漿工藝特點進行了技術(shù)分析，并結(jié)合其擁有的國家專利和低質(zhì)煤制漿經(jīng)驗，對其原有的水煤漿制漿工藝進行了技術(shù)改造，實現(xiàn)了提濃的預期目標。

魯南化肥廠年產(chǎn)80萬t尿素、20萬t甲醇，以神木煤為制漿原料，日處理煤量2000t，采用棒磨制漿工藝。圖1為魯南化肥廠棒磨制漿工藝。由表7可以看出，原魯南水煤漿粒度級配不合理、平均粒度偏大，從而影響成漿質(zhì)量分數(shù)。

根據(jù)低階煤成漿特性和堆積效率理論，采用國家水煤漿工程技術(shù)研究中心的分級研磨級配制漿工藝專利技術(shù)。圖2為分級研磨級配制漿工藝。表8為魯南化肥廠制漿工藝改造后實際生產(chǎn)運行結(jié)果與原有工藝對比。由表8可見，分級研磨級配制漿工藝的水煤漿質(zhì)量分數(shù)在煤種、添加劑及用量相同條件下，制漿質(zhì)量分數(shù)可提高3%～5%，系統(tǒng)產(chǎn)能提高30%以上。按水煤漿質(zhì)量分數(shù)提高3%計算，每生產(chǎn)1000m3(CO+H2)比煤耗降低30kg煤炭，比氧耗降低30m3，極大地改善了水煤漿氣化的各項經(jīng)濟技術(shù)指標。

4結(jié)論

近10a來，水煤漿技術(shù)在中國已取得了巨大進展。分級研磨制漿工藝已推廣至多家單位應(yīng)用，經(jīng)濟與社會效益十分顯著，僅2009—2010年共生產(chǎn)代油水煤漿150萬t，實現(xiàn)代油62萬t;代煤燃燒水煤漿256萬t，節(jié)煤38萬t。兗礦魯化、山西豐喜等四家煤化工企業(yè)的水煤漿氣化改造項目已完成和投產(chǎn)，按水煤漿質(zhì)量分數(shù)提高3%，年節(jié)煤9萬t，節(jié)氧9000萬m3，直接經(jīng)濟效益1.03億元/a。

由于成功開發(fā)低階煤制漿工藝和投入商業(yè)運營，填補了低階煤制高質(zhì)量水煤漿在國際和國內(nèi)的技術(shù)空白，促進了國內(nèi)煤炭資源合理利用。同時，對產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型、節(jié)能減排的實施具有重要的推動作用。

第三篇：水煤漿生產(chǎn)用煤

水煤漿生產(chǎn)用煤

水煤漿是一種新型燃料，是以煤代油的一項新技術(shù)。它是由原料煤經(jīng)過洗選、篩分、研磨、加水(30～35%)和少量添加劑(1%左右)制成的粘稠的流動漿體。

水煤漿生產(chǎn)用煤宜選取用易洗、低灰、高揮發(fā)分、低粘結(jié)性的煤種。選擇低灰分的煤其表面有較為均勻的物理化學性質(zhì)，且制漿容易，漿液熱值高，一般原料煤灰分

原料煤的揮發(fā)分高低，直接影響到水煤漿的烯燒效果。此外，煤的內(nèi)在水分、發(fā)熱量、粘結(jié)性等對制漿過程和水煤漿質(zhì)量都有一定程度的影響。水煤漿生產(chǎn)用煤以弱粘煤、長焰煤、氣煤、不粘煤等為佳。水煤漿生產(chǎn)用添加劑主要有兩大類，一類是分散劑，加一類是穩(wěn)性劑。添加劑的性能直接影響到水煤漿的濃度、粘度、穩(wěn)定性(保證漿體一個月以上不沉淀、不分層)、貯運、燃燒效果及生產(chǎn)成本等指標和參數(shù)，故在選擇添加劑類型時要從其經(jīng)濟性、實用、安全性以及資料供給的可靠性等多方面因素來考慮。

根據(jù)原料煤的質(zhì)量和水煤漿產(chǎn)品的質(zhì)量要求，水煤漿生產(chǎn)工藝可分為以下幾種：

①干磨與濕磨工藝。干磨制漿是指將原料煤先磨制成合呼顆粒級配的煤粉，然后加水和添加劑進行混合;濕磨制漿是指漿原料與水同時送放磨煤機，并在磨煤機入口處加入添加劑。干磨法易于分級和調(diào)節(jié)粒度級配，濕磨法能防止煤塵爆炸等事故

②高濃度制漿和低濃度制漿。高濃制漿是將洗選出的低灰精煤加水和添加劑送入磨煤機磨制經(jīng)攪拌而成的水煤漿

③以原煤和洗選煤為原料的制漿工藝④單段磨制與多段磨制。根據(jù)原料煤本身的性質(zhì)，為了限得合理的粒度分布，并使水煤漿達到最佳級配，對一些易磨煤種可選用工藝簡單、動力消費低的單磨機一次成漿生產(chǎn)工藝，而對一些難于磨制的煤種則應(yīng)選用多段磨制工藝。

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第四篇：煤的清潔燃燒技術(shù)

煤的先進清潔燃燒技術(shù)介紹

【摘要】中國作為世界上最大的發(fā)展中國家，每年都需要燃燒大量的煤。據(jù)可靠統(tǒng)計，2013年中國煤的燃燒量達到了36億噸，比世界其他國家燃煤量的總和還要多。大量煤的燃燒不僅使中國煤炭資源急劇減少，而且嚴重污染了大氣環(huán)境，所以發(fā)展煤的清潔燃燒技術(shù)迫在眉睫。本文從煤的污染物的產(chǎn)生原因和防止措施出發(fā)，詳細介紹了當前比較先進的煤炭清潔燃燒技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】煤 燃燒 清潔

一、引言

燃燒是當今世界的主要能源來源，超過85％的全球一次能源消費都是由化石燃料的燃燒提供的。然而，全球能源需求量的不斷增長與有限的化石能源儲量之間存在著嚴重的矛盾，從而引發(fā)了一系列政治、經(jīng)濟和社會問題；化石燃料燃燒所排放的大量顆粒物、二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等大氣污染物還會影響環(huán)境安全和人類健康。因此，如何實現(xiàn)高效清潔的燃燒已經(jīng)成為包括我國在內(nèi)的世界各國所面臨的重大問題。

二、直接燃煤是我國城鄉(xiāng)大氣污染的主要原因

由于傳統(tǒng)的燃煤方式和煤炭加工過程中產(chǎn)生大量的污染物，必然會導致嚴重的大氣污染、酸雨和水污染，甚至造成生態(tài)環(huán)境與自然植物的破壞，特別是以煤為主要能源的動力燃料的消耗。每年我國電站鍋爐、工業(yè)爐窯與工業(yè)鍋爐，僅發(fā)電與其它工業(yè)耗煤就占了煤炭總消費量的2／3左右，而用于民用生活僅占1／10左右，用于城市供熱的占不到1／20。因此，長期以來我國在能源生產(chǎn)與消費中，以煤炭作為主要能源而直接燃燒，又正是造成我國嚴重大氣污染的主要原因之一。

三、煤粉富氧燃燒技術(shù)

燃燒中碳捕集即富氧燃燒技術(shù)，它是在現(xiàn)有電站鍋爐系統(tǒng)基礎(chǔ)上，用高純度的氧氣代替助燃空氣，同時輔助以煙循環(huán)的燃燒技術(shù)，可獲得高達富含80％體積濃度的C02煙氣，從而以較小的代價冷凝壓縮后實現(xiàn)C02的永久封存或資源化利用：具有相對成本低、易規(guī)?；?、可改造存量機組等諸多優(yōu)勢，被認為是最可能大規(guī)模推廣和商業(yè)化的CCUS技術(shù)之一。其系統(tǒng)流程：由空氣分離裝置(ASU)制取的高純度氧氣(02純度95％以上)，按一定的比例與循環(huán)回來的部分鍋爐尾部煙氣混合，完成與常規(guī)空氣燃燒方式類似的燃燒過程，鍋爐尾部排出的具有高濃度C02的煙氣產(chǎn)物，經(jīng)煙氣凈化系統(tǒng)(FGCD)凈化處理后，再進入壓縮純化裝置(CPU)，最終得到高純度的液態(tài)C02，以備運輸、利用和埋存。

國際能源署在減少溫室氣體排放的研究與開發(fā)計劃中明確指出，在全球能源與電力生產(chǎn)如此多樣化的今天，不能僅用一種方法來達到減少和控制 CO2 排放的目的，應(yīng)采用不同的方法或相互的結(jié)合來適應(yīng)各種不同的燃料資源、環(huán)境和地區(qū)的具體條件。從技術(shù)創(chuàng)新角度來說，可采用提高電站的效率、采用超高參數(shù)的發(fā)電機組、聯(lián)合循環(huán)等方法;而從燃煤煙氣產(chǎn)物中捕集CO2、儲存和利用這些高濃度 CO2被認為是近期內(nèi)減緩CO2 排放的根本方法，也是真正實現(xiàn)無碳化、低碳化較為可行的措施與技術(shù)。中國在發(fā)展空間受制、減排壓力不斷增大的嚴峻挑戰(zhàn)下，積極推動溫室氣體減排與控制技術(shù)的研究與應(yīng)用尤為重要。

四、濃淡燃燒技術(shù)

煤粉濃淡燃燒技術(shù)是指通過一定的措施把一次風分成煤粉濃度高的濃氣流和煤粉濃度低的淡氣流噴入爐內(nèi)進行燃燒。理論和實踐均證明：采用濃淡燃燒技術(shù)可提高煤粉著火的穩(wěn)定性和有效地降低 NOx 排放量。NOx 生成機理： 再燃區(qū)： XN+NO →N2+XN CH+NO →XN（NH3＋NO＋HCN）燃盡區(qū)：

XN＋NO →N2＋NO XN＋NO →N2＋HCN XN＋NH3 →NO＋N2

從水平濃淡燃燒器的燃燒過程來看，濃側(cè)煤粉氣流先著火，然后是淡側(cè)氣流的混入，然后才是與二次風的混合，因此從燃燒過程看，它屬于分級燃燒，有利于降低鍋爐機組的 NOx 排放量；一次風煤粉氣流經(jīng)過濃縮器分離后，濃側(cè)煤粉氣流內(nèi)濃度高，含粉量大，空氣量變化不大，濃側(cè)一次風氣流中的空氣量僅僅能維持煤粉內(nèi)揮發(fā)份的著火和燃燒，燃料相對較多，即過量空氣系數(shù)小，屬于缺氧燃燒，燃燒溫度低，故燃料型 NOx 和熱力型 NOx 都低，因而能大大降低NOx 的排放量；而在淡側(cè)由于空氣量相對較大，屬于富氧燃燒，燃燒溫度也低，熱力型 NOx 生成也少。這樣水平濃淡燃燒器就能從總體上控制熱力型 NOx，降低鍋爐機組的 NOx 等污染物的排放量，根據(jù)研究，采用分級燃燒，最高可降低 NOx 30%~40%。經(jīng)工業(yè)性試驗表明，對于不同的煤種，采用水平濃淡煤粉燃燒技術(shù)可以將 NOx 的排放量控制在以下范圍：無煙煤 <650mg/mn3，貧煤 <550mg/mn3，煙<450mg/mn3，達到國家排放標準。

五、新型催化法脫硫（催化劑梯級再生）

新型催化法煙氣脫硫技術(shù)是在傳統(tǒng)的炭法脫硫技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而成的。由四川大學采用特殊工藝技術(shù)，開發(fā)出低溫高催化活性的 新型催化劑及脫硫工藝與設(shè)備，集成為新型催化法 煙氣脫硫成套技術(shù)。該技術(shù)的開發(fā)成功改變了我國煙氣脫硫環(huán)保產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀，為廣大用戶提供了獨創(chuàng)的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)。新型催化法基本原理，煙氣中的SO２、H２O、O２被吸附在催化劑的孔隙中，在活性組分的催化作用下變?yōu)榫哂谢钚缘姆肿?，同時反應(yīng)生成 H２SO４，催化反應(yīng)生成的硫酸富集在催化劑孔隙內(nèi)，當脫硫一段時間，孔隙能在硫酸達到飽和后再生，釋放出催化劑的活性位，催化劑的脫硫能力得到恢復。生成的副產(chǎn)品 H２SO４以不同濃度返回工藝系統(tǒng)，最終制得硫酸溶液，無有害物質(zhì)進入環(huán)境中。其脫硫反應(yīng)原理如下: SO２（ｇ）→SO２*（1）O２（ｇ）→O２ *（2）H２O（ｇ）→H２O*（3）SO２ * ＋1/2O２ * →SO３ *（4）SO３ * ＋H２O* →H２SO４ *（5）式中 * 代表吸附態(tài)。

新型催化法脫硫工藝流程見圖 １

脫硫塔經(jīng)過再生后是可以反復循環(huán)使用的，這是新型催化法最大的技術(shù)優(yōu)勢。循環(huán)使用使得該技術(shù)運行成本遠遠低于其他脫硫技術(shù)。

六、結(jié)束語

中國是一個能源大國，但又是一個能源貧國。中國的人均能源資源占有量為全世界人均水平的1/2，僅為美國人均水平的1/10。而且，能源結(jié)構(gòu)的組成75％以上是煤，從傳統(tǒng)的能源消費與開采情況看，中國是世界上最大的煤炭生產(chǎn)國和消費國，占全世界煤產(chǎn)量的1/4。中國的煤炭資源有量超過一萬億噸，居世界第三位，再加上地下1500米以內(nèi)的深層資源，總量估計可達5萬億噸，從而成為我國分布最廣，最為豐富的礦物能源。因此，在相當一段時間內(nèi)我國以煤為主的能源結(jié)構(gòu)將不會改變，煤炭仍然將是當今和今后中國能源的一個最重要的組成，所以煤的清潔燃燒技術(shù)的研究與應(yīng)用對我國發(fā)展的意義是不言而喻的。

七、拓展 一種水基燃燒新技術(shù)及其清除海洋油污應(yīng)用

基于海水的長時間燃燒技術(shù)原理

提出的基于海水的長時間燃燒新技術(shù)，是一種二元激活式的水基燃燒技術(shù)。它同時以使用海域的海水和空氣為激活條件而引發(fā)預設(shè)的燃燒，并且無需額外的點火裝置，僅利用其自身特定的化學自持點火扳機反應(yīng)，在使用區(qū)域的氣水界面自行引燃。該技術(shù)的核心部分，主要包括主劑反應(yīng)、副劑反應(yīng)、燃燒程度和安全性等部分。

⑴主劑反應(yīng)

選擇特殊性能的主劑，與天然海水發(fā)生化學反應(yīng)，以產(chǎn)生燃燒所需的大量易燃氣，并且可通過對主劑粒徑分布的設(shè)計，來控制易燃氣的生成速率與反應(yīng)持續(xù)時間。

⑵副劑反應(yīng)

選擇特種材料作為副劑，按一定比例摻雜在主劑中，起“點火扳機 ”的作用，副劑與水反應(yīng)生成點火氣體，同時提供點火能量，從而在水-氣兩相界面處發(fā)生“點火反應(yīng) ”放熱燃燒產(chǎn)生明火，引燃水上的易燃氣體。

⑶燃燒程度

通過對副劑外層進行覆膜等處理，利用不同的覆膜厚度，可控制點火時間的長短，結(jié)合不同粒徑主劑反應(yīng)與連續(xù)的副劑點火反應(yīng)形成的持續(xù)燃燒，或通過較小粒徑的主劑和單一覆膜厚度的副劑組成的由短暫、強烈的主劑反應(yīng)和集中的副劑點火反應(yīng)形成的劇烈燃燒。⑷安全性

該技術(shù)使用天然海水與空氣作為二元激活組分，即缺少其中任一組分都不會發(fā)生燃燒或爆炸，從其技術(shù)原理上即可以保證使用安全可靠，而且可保證使用后的殘留物與海水天然組分一致，因此還能實現(xiàn)環(huán)境友好。

上述原理表明，該燃燒技術(shù)易于有效形成強度與范圍可控、作用時間可調(diào)、不受天氣條件影響的水基燃燒，并可通過空中、水面或水下投放等多種方式使用，具有成本低廉、使用后殘留物又無污染或者低污染等優(yōu)越性。特別是，其最重要的持續(xù)燃燒時間這一關(guān)鍵特性可實現(xiàn)人為控制，這是由以下兩方面原因決定的:一是其易燃氣體可實現(xiàn)長時間持續(xù)供給，這是它的火焰可以持續(xù)存在的原料基礎(chǔ)。根據(jù)某易燃氣體在空氣中的燃燒速率和某主劑水化反應(yīng)速率，可得出維持持續(xù)燃燒所需的主劑總量，也就是說主劑的總量是直接決定火焰持續(xù)存在的時間長短。二是其點火扳機可實現(xiàn)長時間的持續(xù)點火作用，這是確保其火焰持續(xù)存在的重要條件。顯然，有了易燃氣體的長時間持續(xù)供給這一前提，再要確保其火焰一定能夠持續(xù)存在，便可通過其點火扳機在該時段內(nèi)一直進行副劑強烈的水化反應(yīng)而釋放能量產(chǎn)生明火。前述水基燃燒原理表明，通過對副劑的覆膜等處理，完全可以滿足這一需求。

正是因為該技術(shù)的燃燒持續(xù)時間可根據(jù)需求進行設(shè)定，保證實現(xiàn)長時間的持續(xù)燃燒，從而可對海洋油污層進行不斷加熱和點燃，確保即使對厚度很小的油層也可使其燃燒殆盡，達到有效清除的目的。

第五篇：低氮燃燒技術(shù)方案

35噸鏈條爐排燃煤鍋爐低氮燃燒工程

技術(shù)方案

一、公司簡介

二、工程概況

目前，國家對鍋爐煙氣粉塵的排放治理高度重視和并執(zhí)行從嚴政策，各級環(huán)保部門對鍋爐煙氣治理也提出了更高的要求。市辦字【2013】26號文件——《中共西安市委辦公廳西安市人民政府辦公廳關(guān)于印發(fā)《西安市“治污減霾”工作實施方案（2013年）》》和市環(huán)發(fā)【2013】48號文件——《西安市環(huán)境保護局關(guān)于加快實施燃煤鍋爐煙氣污染綜合治理的通知》，要求燃煤鍋爐氮氧化合物排放濃度同比下降超過15%。

目前國內(nèi)生產(chǎn)的燃煤鏈條爐排式蒸汽鍋爐，均沒有低氮排放的配置措施。為響應(yīng)環(huán)保部門關(guān)于加快實施燃煤鍋爐煙氣污染綜合治理的要求，新建20噸以上的燃煤鍋爐鍋爐低氮排放的提標提上日程。

按照市環(huán)保局文件的要求，并結(jié)合鏈條爐排燃煤鍋爐的實際情況，我公司采用“在線式低氮復合燃燒技術(shù)”的方案。

三、客戶資料及設(shè)備工況分析

1.客戶提供資料

1）此方案之設(shè)備用于單臺35t/h鏈條燃煤鍋爐的低氮燃燒，每臺鍋爐配置兩套在線式低氮燃燒系統(tǒng)。

2）鍋爐負荷類型：帶生產(chǎn)的基本負荷。3）鍋爐技術(shù)參數(shù)

鍋爐型號：SHL35-1.6/-AⅡ 額定出力：35蒸噸/小時 額定蒸汽壓力： 1.6Mpa 用煤量： 6.475噸/小時 煤質(zhì)：5000大卡/公斤 額定蒸汽溫度：240℃

制造廠商：*******鍋爐股份有限公司 4）引風機技術(shù)參數(shù) 型號：Y5-185No.12.4D 流量：60940~105330m3/h 全壓：3851~2636Pa 電機功率： 185 KW 制造廠商：*********通風機有限公司

5）煙氣成分：SO2、NOx、CO2、CO等。其中：NOx約為300毫克/立方 6）燃用煤質(zhì)：煙煤 7）煙氣溫度：130℃左右 2.工況分析

根據(jù)一般鏈條燃煤鍋爐數(shù)據(jù)及客戶提供的數(shù)據(jù)，低氮復合燃燒設(shè)備工況分析如下：

1）復合燃燒率：20%的用煤量

2）處理氮氧化物濃度 ：300毫克/立方米左右

3）煙氣的組成：此煙氣為燃煤鍋爐尾氣，有一定水分、SO2、NOx等，經(jīng)檢測分析計算，認定NOx氣體排放是形成霧霾的主要因素之一。

隨著工業(yè)規(guī)模和采暖規(guī)模的加大，霧霾的形成對環(huán)境和人民生活的損害越來越大，需加大力度，做好降低和減少NOx的工作。

四、設(shè)計所遵循的標準

在線式低氮復合燃燒系統(tǒng)是我司的自主知識產(chǎn)權(quán)技術(shù)，獲國家發(fā)明專利。我公司對系統(tǒng)功能設(shè)計、性能、制造、供貨、安裝、調(diào)試、運行培訓等，均采用合同能源管理的一條龍服務(wù)方式。

所遵循的規(guī)范和標準如下，但不限于此：

·市環(huán)發(fā)【2012】278號文件《西安市環(huán)境保護局關(guān)于加快落實2012燃煤鍋爐綜合整治項目的通知》

·西安市燃煤鍋爐煙塵和二氧化硫排放標準

DB61/534-2011 ·環(huán)境空氣質(zhì)量標準

GB3095-1996 ·火電廠大氣污染物排放標準

GB13223-2011 ·工業(yè)企業(yè)噪聲控制設(shè)計規(guī)范

GBJ87-1985 ·工業(yè)金屬管道工程施工及驗收規(guī)范

GB50235-1997 ·鋼結(jié)構(gòu)制造和安裝施工規(guī)程

BZQ（TJ）0048-94 ·鋼結(jié)構(gòu)、非標設(shè)備、管道涂裝工程技術(shù)規(guī)程

BZQ（TJ）0011-94 ·普通碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼冷軋薄鋼板及鋼帶 GB1125389 ·普通碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋厚鋼板技術(shù)條件 GB3274-83 ·優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼號和一般技術(shù)條件

GB699-88 ·碳素結(jié)構(gòu)鋼

GB700-88 ·焊接接頭的基本型式與尺寸

GB985-986-88 ·火力發(fā)電廠保溫材料技術(shù)條件

DL/T776-2001 ·火力發(fā)電廠保溫油漆設(shè)計技術(shù)規(guī)定

DL/T5072-1997 ·固定式鋼梯及平臺安全要求

GB4053-2009 ·電氣裝置安裝工程及驗收規(guī)程

GBJ232-82 ·低壓分配和電路設(shè)計規(guī)范

GBJ54-83 ·電器安裝工程的接地設(shè)備的施工和驗收規(guī)范

GB50169-92 ·低壓配電設(shè)計規(guī)范

GB50054-95

五、低氮燃燒技術(shù)方案

1.方案制定原則

（1）堅持“先進性、實用性、經(jīng)濟性”的優(yōu)化組合。

（2）低氮燃燒系統(tǒng)設(shè)備、管道布局因地制宜，設(shè)備布置緊湊、占地面積小、操作簡單、維護方便、便于集中管理。

（3）低氮燃燒系統(tǒng)設(shè)備可靠穩(wěn)定的運行，減少設(shè)備運行及維護費用，減輕操作工人、維修工人的勞動強度。

（4）參數(shù)選擇合理，降低工程成本、設(shè)備投資費用，減輕業(yè)主負擔。

（5）管道布置簡單、流暢，盡量縮短管道長度，低氮燃燒系統(tǒng)滿足穩(wěn)定高效運行的要求。

（6）設(shè)備性能指標：鍋爐運行后煙塵的排放濃度與傳統(tǒng)鍋爐相比降低≥15%。

2.在線式低氮燃燒系統(tǒng)概述 低氮燃燒的基本原理：氮氧化合物的生成與爐膛內(nèi)的氧濃度成正比。低氮燃燒的實質(zhì)即為低氧燃燒。

鏈條爐排燃煤鍋爐的復合燃燒，在國內(nèi)已得到廣泛的應(yīng)用。已有30多年的發(fā)展應(yīng)用歷史。取得了較好的節(jié)能效果。在線式低氮燃燒技術(shù)是在復合燃燒的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。在多年的示范應(yīng)用中，該系統(tǒng)已形成全封閉配置，達到了節(jié)能和環(huán)保的統(tǒng)一。目前，在線式低氮復合燃燒系統(tǒng)技術(shù)已趨成熟，我司具有良好的設(shè)計、加工、制造、安裝、調(diào)試能力，采用合同能源管的模式，應(yīng)用于冶金、化工、兵工、食品、電力等行業(yè)，都獲得了良好的效果和可觀的效益。根據(jù)目前環(huán)保發(fā)展趨勢的要求，在線式低氮燃燒系統(tǒng)以其脫氮成本低（用戶僅投資50%），適應(yīng)范圍廣，尤其對中小型燃煤鍋爐難以承受傳統(tǒng)脫氮設(shè)備系統(tǒng)的投資和運行費用的情況下，普遍采用在線式低氮燃燒，有良好的降氮作用效果，將成為燃煤鍋爐煙氣污染控制的一種主要的減排設(shè)備。

在線式低氮燃燒系統(tǒng)是一種煤粉燃燒裝置，由煤斗、動篩、輸煤、磨粉、燃燒器、煙氣循環(huán)系統(tǒng)、煤層輔助分行器等部分組成，其工作機理是從煤斗上動態(tài)篩選粒徑為0--20毫米的末煤，將末煤在線烘干后輸送至磨粉機，磨粉機將末煤研磨成煤粉，送入燃燒器高效燃燒，實現(xiàn)降低煙氣氧濃度的環(huán)保節(jié)能減排效果。煙氣循環(huán)余熱利用系統(tǒng)，實現(xiàn)了原料烘干、降低鼓風氧含量和流量、實現(xiàn)降低氮氧化合物的綜合功能。煤層輔助分行實現(xiàn)煤層的熱態(tài)疏松。

在線式低氮燃燒系統(tǒng)的優(yōu)點是：

（1）節(jié)能效率高：由于煤粉的燃燒速度快，可以大大改善鍋爐的瞬時出力、由于煤粉的燃盡率高，可以大大降低爐渣含碳量、由于煤粉的霧化好，可以大大降低爐膛內(nèi)空氣過剩系數(shù)、煤層熱態(tài)疏松結(jié)合煤粉燃燒器，可以大大降低煙氣中的氧含量，綜合節(jié)能效果可以達到20%以上。

（2）結(jié)構(gòu)比較簡單，操作維護方便，沒有添加劑附加成本；

（3）在保證相同脫氮效率的前提下，其造價和運行費用大大低于NCR和SNCR系統(tǒng)。

（4）對煤質(zhì)不敏感，不受煤質(zhì)變化對鍋爐燃燒狀態(tài)的影響；

（5）適應(yīng)煤質(zhì)的范圍大，可以燃燒4000大卡左右的劣質(zhì)煤。因此它可廣泛用于各個行業(yè)的燃煤工業(yè)鍋爐。其鍋爐容量從4噸---200噸范圍內(nèi)均可配置。3.設(shè)備技術(shù)說明

3.1 低氮復合燃燒系統(tǒng)的組成：

低氮復合燃燒系統(tǒng)由煤斗、動篩、輸煤、除鐵、磨粉、燃燒器、煙氣循環(huán)系統(tǒng)、煤層輔助分行器、支架、熱管換熱器、排輸灰裝置、檢測裝置及控制系統(tǒng)等組成。

3.2在線式低氮復合燃燒系統(tǒng)的功能

在線式低氮復合燃燒系統(tǒng)，能滿足鍋爐大負荷、各工況下的生產(chǎn)要求。該系統(tǒng)燃燒器選用耐高溫、耐磨損的不銹鋼材料。系統(tǒng)設(shè)備設(shè)置了獨立的燃料系統(tǒng)和操作系統(tǒng)，可以在線的投入和退出。在出現(xiàn)故障、更換易損件等情況時能及時退出，而不影響鍋爐的正常運行。

3.3 在線式低氮復合燃燒系統(tǒng)的工作原理

投入過程：工作時，先啟動磨粉機，保證磨粉機內(nèi)不存留雜物、然后啟動輸煤螺桿和燃燒器風機及煙氣循環(huán)風機，預熱系統(tǒng)管道、最后啟動動篩螺桿，開始從鍋爐煤斗中分選輸出末煤。系統(tǒng)運行正常后，根據(jù)鍋爐運行狀態(tài)，可以適當調(diào)整輸煤量（即復合率）的大小。

退出過程：隨著連續(xù)工況的運行，易損件部分主要為磨粉機的錘頭和內(nèi)部襯板。根據(jù)運行經(jīng)驗，360小時為一保養(yǎng)維護周期。需要退出系統(tǒng)。退出時，與投入過程程序相反。先關(guān)停動篩螺桿，停止向磨粉機供煤，延時2分鐘后，關(guān)停輸煤螺桿，再延時 2分鐘后，關(guān)停磨粉機和各個風機系統(tǒng)。

維護過程：將磨機的端蓋卸開，調(diào)出磨芯。然后對內(nèi)部襯板、磨芯上的錘頭用耐磨焊條進行全面的補焊，恢復到初始程度。再檢查軸承良好程度，補加高溫黃油。然后將磨芯調(diào)入機座內(nèi)，進行動平衡校驗。最后做好密封，將端蓋吊回固定。3.4 在線式低氮復合燃燒系統(tǒng)技術(shù)描述 3.4.1 磨粉機

對于復合燃燒來講，磨機是其核心部件，磨機的性能和質(zhì)量直接影響復合燃燒系統(tǒng)的運行效率，磨機的壽命又直接影響復合燃燒系統(tǒng)的運行費用。因此，選擇合適的磨機是極為重要的一步。

在線式復合燃燒磨機的選擇一般為多級式的風扇磨，應(yīng)考慮磨機的襯板厚度和材質(zhì)、錘頭的厚度和材質(zhì)、軸承的好壞、軸承潤滑油品質(zhì)等因素，同時還要考慮價格因素。多級風扇磨選擇一般應(yīng)滿足以下條件：結(jié)構(gòu)合理，產(chǎn)量高，磨粉細度好，易維護；密封性好，機械平衡；具有足夠的強度，尺寸穩(wěn)定性好；具有良好的耐溫、耐磨、煤質(zhì)適應(yīng)性寬等性能；原料來源廣泛，性能穩(wěn)定可靠；價格低，壽命長。

相比之下，采用耐磨鋼和耐磨焊條的組合，是確保在線式復合燃燒系統(tǒng)穩(wěn)定運行的保障。用耐磨鋼做基板，保證磨機主體常年使用不會損壞。用耐磨焊條做日常定期維護，每當耐磨層磨薄，就必須用耐磨焊條進行維護，將耐磨層補焊到要求厚度。

經(jīng)過多年的運行經(jīng)驗總結(jié)，采用耐磨焊條定期維護，是最有效，成本最低保證系統(tǒng)長時間穩(wěn)定運行的方法。因為沒有一種耐磨材料可以保證數(shù)千小時不更換的穩(wěn)定運行，往往更堅硬的材料，卻比較脆，頻繁破碎煤矸石時容易脫落小碎片而損壞高速運轉(zhuǎn)的磨機。所以，硬而脆的耐磨材料不適宜在高速磨機中使用。3.4.2 動篩螺桿

該項技術(shù)設(shè)備是我司的專利技術(shù)。它可以在任何惡劣的條件下連續(xù)不斷的從混合煤中分選出0--20毫米的末煤，用于在線制粉，直接燃燒。動篩由螺桿式篩網(wǎng)、可調(diào)節(jié)料門、同軸槳式輸煤螺桿、支撐外套管、軸承、及減速機、電動機及變頻控制組成。它可由調(diào)節(jié)料門和變頻控制系統(tǒng)來控制出料量，使用方便。動篩的質(zhì)量直接影響在線式低氮復合燃燒系統(tǒng)的運行效果。

我公司特別注重該設(shè)備的制作。選用良好的鋼材，保證足夠的剛度和強度，防止損壞和變形。篩齒的規(guī)格、數(shù)量和槳齒的間距符合行業(yè)設(shè)計規(guī)范，所有焊點均勻牢固，不出現(xiàn)脫焊、虛焊和漏焊現(xiàn)象。在篩齒和槳齒的表面細致做耐磨處理，以保證其使用壽命。

3.4.3 燃燒器 復合燃燒系統(tǒng)中的燃燒器是我司的自主知識產(chǎn)權(quán)技術(shù)產(chǎn)品。該燃燒器外形像一個蝸殼，故稱蝸殼式燃燒器。燃燒器整體組裝成易于運輸?shù)慕M合件，現(xiàn)場組裝安裝。燃燒器用法蘭安裝，易于拆卸維修。燃燒器上觀察孔、起吊設(shè)施，外涂高溫漆，符合相關(guān)的安全規(guī)范和技術(shù)規(guī)程。

殼體由不低于4mm厚的鋼管、鋼板和不銹鋼管分段制作而成，不銹鋼段部分鑲套于鍋爐爐膛外壁上，以承受高溫。鋼管和鋼板部件在鍋爐外部，不與高溫接觸。

燃燒器設(shè)計有風控系統(tǒng)，可以隨機調(diào)節(jié)風量風壓，以控制燃燒火焰的長度和燃燒的強度。燃燒器各部件采用法蘭連接，以便于檢修和更換部件。3.4.4 熱管換熱器

熱管換熱器是余熱利用的主要設(shè)備。由我公司根據(jù)不同的鍋爐規(guī)格和現(xiàn)場安裝位置非標設(shè)計制作。熱管換熱器由不低于5mm厚的鋼板制作而成，表面設(shè)加強筋，加強筋厚度不低于6mm，保證強度和剛度。熱管換熱器的容量設(shè)計以滿足在線式復合燃燒系統(tǒng)滿負荷運行時的所需風量為準。其預熱風量為磨粉機和燃燒器所需風量的總和。熱管換熱器的進風口，設(shè)計安裝在鍋爐鼓風機的出風總管上，以保證復合燃燒系統(tǒng)運行時，不會產(chǎn)生附加風量，從而保證低氮燃燒的環(huán)保減排效果。

熱管換熱器的熱源是鍋爐排放的高溫廢煙氣。當高溫余熱被高效利用后的低溫廢煙氣，進入煙氣循環(huán)系統(tǒng)，實現(xiàn)環(huán)保減排的使命。3.4.5 煙氣循環(huán)系統(tǒng)

煙氣循環(huán)系統(tǒng)是實現(xiàn)低氮排放的主要配置之一。該煙氣取自鍋爐的省煤器末端，溫度約為200℃--300℃之間，屬于鍋爐的廢煙氣。由于該部位煙氣在除塵器之前，所以設(shè)計有積灰箱，位于煙氣循環(huán)風機之前。煙氣飛灰過濾到沉降室，將箱體分隔成上箱體和下箱體兩部分。下箱體的積灰排入灰斗。當棑灰不暢時，可用振動電機輔助。

粗略凈化化后的煙氣進入熱管換熱器換熱后，經(jīng)管路送入鍋爐爐排鼓風管道，以降低鼓風氧濃度，達到減少氮氧化合物生成的目的。

由于設(shè)計選用煙氣循環(huán)風機的風壓高于鍋爐鼓風機風壓的兩倍，所以循環(huán)煙氣另外輔助具有疏松煤層的作用，有益于煤層的良好燃燒。3.4.6 煤層熱態(tài)分行系統(tǒng) 采用的原因：

1）由于工業(yè)鍋爐的用煤多屬于中等偏下的原煤，由供煤商負責供應(yīng)。末多含水率較高，2）常規(guī)的鍋爐原煤分層給煤裝置屬于冷態(tài)預處理裝置。

3）由于潮濕和末煤較多，原煤落入爐排后，煤層分布改變，冷態(tài)分布措施失效率較高，煤層透氣性不好。4）鍋爐高負荷運行時，因煤層透氣性不好，鼓風較大，空氣過剩系數(shù)過高，使得煙氣中氧濃度過高，不利于氮氧化合物的降低。

采用熱態(tài)分行措施后，煤層在分行后快速起燃，疏松狀態(tài)不會再改變，從而保證了煤層的良好燃燒，同時可以調(diào)節(jié)降低空氣過剩系數(shù)和煙氣中的含氧量，達到降低氮氧化物折算值的目的。3.4.7 送風管路系統(tǒng)

復合燃燒系統(tǒng)是一個獨立的風送系統(tǒng)。傳統(tǒng)的復合燃燒均沒有考慮附加風的因數(shù)。我司通過多年的運行分析總結(jié)，確認附加風對氮氧化合物的降低影響最大。

為此，我司創(chuàng)新研制了一套獨特的在線式復合燃燒送風管路系統(tǒng)，從而保證全新的復合燃燒系統(tǒng)完全的消除了附加風，使得系統(tǒng)的低氮性能大大提高，上升到一個穩(wěn)定可靠地臺階。

3.5 低氮燃燒系統(tǒng)的特點

3.5.1排放濃度低。低氮燃燒系統(tǒng)能實現(xiàn)高效降氮，排放濃度小于

80mg/Nm3，即使國家排放標準日益提高，也可在5年內(nèi)免受排放超標困擾，為將來的深化排放達標獲得緩沖機會。

3.5.2 效率穩(wěn)定。當鍋爐燃燒工況或煙塵參數(shù)發(fā)生波動和變化時或者鍋爐調(diào)峰和煤種變化時，低氮效果都不受影響。

3.5.3 雙燃料系統(tǒng)運行。側(cè)裝燃燒器的方式，不影響爐排進煤，流程簡潔、工藝順暢。3.5.4 節(jié)能效果顯著。保證業(yè)主減低20%的能源采購費用。

3.5.5 維修簡易?？稍诰€投入推出，平均間斷維護保養(yǎng)不大于2小時。因此復合燃燒能夠保持長期可靠運行，以保證鍋爐持續(xù)滿負荷運行。

3.5.6 技術(shù)先進。獲發(fā)明專利技術(shù)，達到國際先進水平。

3.5.7 安裝工作量小。由于采用模塊化生產(chǎn)和現(xiàn)場組裝，安裝工作量較少，為縮短施工工期創(chuàng)造了條件。

3.5.8 獨立的控制系統(tǒng)。采用PLC控制系統(tǒng)和故障自診斷系統(tǒng)，實現(xiàn)設(shè)備運行無人值守。

3.6 復合燃燒設(shè)備結(jié)構(gòu)特點

3.6.1設(shè)備外殼采用梁柱式結(jié)構(gòu)，由底梁、窄立柱和壁板等組成框架式結(jié)構(gòu)，使得復合燃燒系統(tǒng)的安裝變得非常方便，大大縮短了安裝周期。

3.6.2 復合燃燒系統(tǒng)多為室內(nèi)安裝。室外型采用防雨、排水的設(shè)備棚。

3.6.3復合燃燒系統(tǒng)管路設(shè)有保溫層，用于防止在環(huán)境條件下溫度的散失。保溫材料采用保溫巖棉，外部用藍色壓型彩鋼板作為保護板。

3.6.4熱管換熱器箱體采用氣密性設(shè)計，密封性好，檢查門用優(yōu)良的密封材料，制作過程中以煤油檢漏，保證漏風率最低。

3.6.5 進、出口風道布置緊湊，減小氣流阻力。3.6.6煙氣進氣方式采用格柵式除灰，保證了除塵效果。

3.6.7復合燃燒系統(tǒng)設(shè)有足夠的、安全的檢修通道、檢修門、照明、觀察孔。3.6.8復合燃燒系統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計能承受下列荷載：

（1）除塵器荷載(自重、保溫、下部封閉、附屬設(shè)備、最大存灰重)；（2）地震荷載；（3）風載；（4）雪載；（5）檢修；（6）正壓、負壓；（7）部分煙道的荷重。

3.7 低氮復合燃燒設(shè)備可靠運行保護措施 3.7.1 對管路堵塞的防范措施 盡量在管路系統(tǒng)中設(shè)計選用分段法蘭連接，以保證在出現(xiàn)故障時，可以在不停爐的狀態(tài)下，及時處理修復。3.7.2 對磨機密封的防范措施

準備好備用的密封膠，當磨機密封出現(xiàn)異常，又不可退出系統(tǒng)的情況下，用密封膠做應(yīng)急性處理。

3.7.3 對燃燒器異常的防范措施

當燃燒器燃燒異常時，往往是操作失誤或煤粉過于潮濕形成堵塞所致。為此，在燃燒器底部設(shè)計有疏通封板。此時，退出復合燃燒系統(tǒng)，打開底部封板，將堵塞的煤粉掏出，然后重新裝上底部封板，按正常方式啟動復合燃燒系統(tǒng)即可。3.7.4 對鍋爐發(fā)生“四管”破裂時的防范措施

當鍋爐出現(xiàn)水冷壁、過熱器、再熱器、省煤器等 “四管”破裂時，煙氣溫度明顯降低，煙氣中水蒸氣含量會增加。此時，需停止系統(tǒng)煙氣循環(huán)的運行，以防止煙氣中灰塵堵塞煙氣循環(huán)管路系統(tǒng)。3.7.5 確保動篩穩(wěn)定運行的技術(shù)措施

為了防止潮濕原煤或異物堵塞動篩螺桿，設(shè)計動篩小煤倉的倉門可以在線打開，在故障發(fā)生時，可以不停爐處理。同時在動篩出口底部，設(shè)計有疏通封板，以方便在線不停爐處理動篩底部的異物。3.7.6 控制復合燃燒系統(tǒng)漏風的措施

復合燃燒系統(tǒng)和管路漏風會影響鍋爐燃燒效果，形成對環(huán)境的污染，必須采取以下措施減少系統(tǒng)漏風。低氮復合燃燒系統(tǒng)制造時，重點防止漏焊、砂眼、脫焊等現(xiàn)象，確保焊接質(zhì)量；對法蘭連結(jié)部位，要填滿石棉繩并把緊螺栓、壓實，最后再用“ 水玻璃”勾縫；對除塵器殼體和灰斗進行仔細檢查，除塵器箱體除滿足必要的檢修門孔外，其余全部封焊。通過以上綜合措施，控制漏風率<2%。4.設(shè)備規(guī)格

4.1型號規(guī)格

設(shè)備型號：XLDn----35/20 型式：爐側(cè)安裝在線式低氮復合燃燒系統(tǒng) 用途：35t/h燃煤鍋爐的低氮燃燒脫硝工程 4.2 技術(shù)參數(shù)

5.工程設(shè)計方案

35噸鍋爐的主機系統(tǒng)安裝通常分為兩種形式，一種安裝在鍋爐房的二層平臺上，一種安裝在鍋爐房的底層。以第一種方式居多。本工程設(shè)計以第一種安裝方式為準：（1）動篩螺桿和煤粉燃燒器：設(shè)計安裝在二層平臺上。每臺動篩有個機架，安裝減速器和電動機。樓板穿孔，作為末煤原料輸入和煤粉燃料輸出通道。

（2）磨粉機和熱管換熱器：設(shè)計安裝在底層。每臺熱管換熱器有個機架，以保證熱管換熱器與主煙道對接。每臺磨粉機有一個減震基座和煤粉加壓提升風機。煤粉的輸送氣源采用三葉型低噪音羅茨鼓風機，型號為FSR150型，風壓49.0kPa，風量12.4m3/min。（3）煤粉燃燒器預留孔徑 在新建鍋爐的左右側(cè)，距離爐排前端2.5米---3米，距爐排表面0.5米處，預留 Ф400 的通孔。這是在線式低氮復合燃燒系統(tǒng)對新建鍋爐提出的唯一預設(shè)要求。其他的工作均可以在鍋爐安裝完后實施。6.電氣及控制系統(tǒng)

本工程電氣及控制系統(tǒng)包括低壓供配電系統(tǒng)、基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)(包括電氣傳動、自動化儀表檢測和控制)等。系統(tǒng)設(shè)計遵循先進、可靠、實用的原則，整體自動化水平達到當前國內(nèi)先進水平。

控制模式主要有三種方式有三種：自動控制、控制室手動控制、就地手動控制。三種控制方式有不同級別的授權(quán)，以避免設(shè)備在運行中的誤操作。6.1低壓供配電系統(tǒng) 6.1.1 電源

在線式低氮復合燃燒系統(tǒng)使用的電源為380V/220V-50Hz。因為開機和關(guān)機均有程序要求，所以在可能的情況下，電源采用兩路獨立電源，并且能夠相互自動切換（包括控制電源）?？刂齐娫慈魏我宦返墓收暇粫е孪到y(tǒng)的任一部分失電。任一路電源故障都報警，并自動切換到另一路工作，電源切換時不影響系統(tǒng)的正常工作。6.1.2 接地系統(tǒng)

為有效地抑制干擾（電源干擾、電磁干擾、線路干擾等），系統(tǒng)設(shè)計有系統(tǒng)安全地（N）、保護屏蔽地（PE）和計算機地（TE）三類接地系統(tǒng)，確保自動化設(shè)備安全可靠運行。

6.1.3 低壓開關(guān)柜 低壓開關(guān)柜全部采用模數(shù)化鍍鋅型材表面噴塑組裝而成，各回路采用功能單元化，供電可靠，操作靈活方便，便于維修，各回路主開關(guān)選用高分斷能力的塑殼斷路器?？刂乒窬哂心芊缐m、防水、防小動物進入、有足夠的強度和剛度、不易變形等特點。具有機柜防電磁干擾和保證靜態(tài)元件不會誤動功能，機柜內(nèi)帶有機械通風及照明裝置。機柜中連接電纜用的端子排留有5~10％備用量，端子單元可以適應(yīng)2.5mm2芯線的連接，端子排、電纜接頭、電纜走線槽為阻燃型材料，端子排的安裝便于接線，并采用底部進出電纜方式。機柜采用自動通風措施，以降低溫度，保證該部件的正常運行，其控制開關(guān)具有“啟動－停止－自動”的選擇功能。6.2 控制系統(tǒng)

低氮燃燒系統(tǒng)采用集中控制和機旁控制兩種控制方式，其中集中控制分為程序控制、PLC自動控制和操作站畫面控制?？刂葡到y(tǒng)采用先進、成熟、符合有關(guān)工業(yè)標準、有良好業(yè)績的控制系統(tǒng)產(chǎn)品。

六.設(shè)備供貨范圍及性能指標

1.設(shè)備供貨范圍

成套低氮燃燒設(shè)備的設(shè)計、制造、包裝運輸、安裝、調(diào)試服務(wù)。2.設(shè)備供貨分交點

2.1需方供貨并負責以下工作：

? 將低壓電纜（380V）接到低壓柜進線開關(guān)端子； ? 土建基礎(chǔ)的設(shè)計施工；

? 接地裝置的設(shè)計、制造、安裝，接地裝置的接地電阻不大于4歐姆，符合國家TT接地系統(tǒng)標準。需方只負責把接地線接到控制室地面以上，設(shè)備連接由乙方負責。

?將PLC系統(tǒng)作單獨的接地，其接地電阻為4歐姆。?將除塵設(shè)備有效接地及防雷保護。? 預埋鐵與地腳螺栓的設(shè)計施工； 2.2供方供貨并負責以下工作：

? 低壓柜進線開關(guān)端子以內(nèi)的設(shè)備供貨與安裝； ? 預埋鐵及地腳螺帽以上的設(shè)備供貨與安裝： 3.在線式低氮燃燒系統(tǒng)的性能指標： 3.1 同比降低氮氧化合物：≥15% 3.2采用自動、手動兩種操作模式。正常運行過程中，采用以自動為主，以手動操作方式為輔。

3.3除塵器漏風率：≤2%

3.4材質(zhì)與壽命：正常使用情況下壽命8年。

3.5 設(shè)備主體的使用壽命≥10年，保證強度和腐蝕裕度。

七、設(shè)備的制造、安裝、調(diào)試、培訓

1.設(shè)備制造 1.1 總體要求

1）由于設(shè)備系統(tǒng)部件較多，整體系統(tǒng)設(shè)備將盡可能制造成適合于運輸?shù)慕M合件。2）磨機部件充分考慮到振動的影響，并做必要的動平衡調(diào)試。

3）燃燒系統(tǒng)設(shè)備的所有連續(xù)焊縫平直，無虛焊、假焊，焊縫高度滿足設(shè)計要求，并進行煤油滲漏試驗。箱體和灰斗間采用手工連續(xù)焊接，保證焊接的強度和密封性符合相應(yīng)行業(yè)標準。焊接后的焊縫應(yīng)進行清理焊渣和飛濺物，不允許有明顯的焊渣、飛濺物和銹蝕末清除就涂刷底漆。關(guān)鍵部位用手提砂輪機修磨焊縫和飛濺物。

4）機組的整理滿足以下要求:所有銳邊及構(gòu)件加工圓滑以防止造成人員傷害；金屬表面的清理和整理符合標準工藝。1.2 過程控制

我公司制定了嚴密的質(zhì)量控制程序，在工程實施期間對所提供的設(shè)備(包括外購設(shè)備)進行監(jiān)造、檢查和性能驗收試驗，除專業(yè)質(zhì)量檢查員檢查外，還采取后段工序?qū)η懊婀ば虻陌氤善夫炇罩贫?，人人樹立起質(zhì)量意識，互相監(jiān)督，共同提高，確保所提供的設(shè)備符合約定的要求。所有設(shè)備的制造都經(jīng)過工廠檢驗。

1）工廠檢驗是質(zhì)量控制的一個重要組成部分。我公司嚴格進行廠內(nèi)各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的檢驗和試驗，并提供合同設(shè)備的簽發(fā)質(zhì)量證明、檢驗記錄和測試報告，作為交貨時質(zhì)量證明文件的組成部分。

工廠主要檢驗項目如下：

2）檢驗范圍包括原材料和元器件的進廠，部件的加工、組裝、試驗、出廠驗收。3）檢查的結(jié)果要滿足技術(shù)規(guī)范的要求，如有不符之處或達不到標準要求應(yīng)采取措施處理，直至滿足要求。2.包裝和運輸

2.1 設(shè)備盡量在工廠完成組裝，以減少現(xiàn)場的拼裝工作量，提高安裝質(zhì)量與效率。工廠組裝尺寸以運輸工具所能承擔的最大尺寸為限。對于易受潮或現(xiàn)場組裝容易的設(shè)備，應(yīng)整體交付至交貨點。

2.2 我公司交付的所有貨物符合國家標準中關(guān)于包裝、儲運指示標志的規(guī)定及貨物承運部門的規(guī)定，根據(jù)合同設(shè)備不同的形狀及特性進行包裝，并應(yīng)按設(shè)備特點，按需要分別加上防潮、防雨、防霉、防腐蝕和防震等保護措施，具有適合長途運輸、多次搬運和裝卸的堅固包裝，以確保合同設(shè)備安全、無損地運抵現(xiàn)場。

2.3 我公司對合同設(shè)備進行妥善的油漆防護和包裝，以適應(yīng)遠途陸上運輸條件和大量的吊裝、卸貨、長期露天以及實際運行時的需要，且能保證設(shè)備在現(xiàn)場的保管，對于可以露天堆放的設(shè)備，保證在合理時間內(nèi)防止雨雪、受潮、生銹、腐蝕、受振以及機構(gòu)和化學引起的損壞。2.4 產(chǎn)品包裝前，我方負責按部套進行檢查清理，不留異物，并保證零部件齊全。2.5 對包裝箱內(nèi)和捆內(nèi)的各散裝部件在裝配圖中的部件號、零件號標記清楚。2.6 所有管道、管件、閥門及其它設(shè)備的端口必須用保護蓋或其它方式妥善防護。2.7 設(shè)備的運輸：采取汽車運輸方式。

2.8 嚴格按合同交貨期交貨。在合同設(shè)備發(fā)運前與買方聯(lián)系，按工程進度要求，在保證安裝進度的前提下分批發(fā)貨。3.安裝和調(diào)試

3.1 我公司派遣有能力、合格、有資質(zhì)的安裝、調(diào)試人員及時進廠安裝、調(diào)試。3.2 根據(jù)項目的總體進度要求，安裝、調(diào)試人員將按照安裝、調(diào)試工序表安排分步安裝、調(diào)試。

3.3 設(shè)備安裝前，首先對基礎(chǔ)進行檢查校對，設(shè)備基礎(chǔ)必須與設(shè)計圖紙一致，平面標高偏差＜

±2mm，合格后才能安裝。安裝工作嚴格按照設(shè)備圖紙、安裝工序和國家、行業(yè)有關(guān)的安裝規(guī)范要求進行。

3.4 安裝設(shè)備由下而上，安裝前時需檢查設(shè)備有無變形、損壞并進行修整。3.6 調(diào)試

調(diào)試過程是低氮燃燒設(shè)備建設(shè)過程中的最后一道關(guān)鍵工序，也是直接影響到裝置的投產(chǎn)時間、決定低氮燃燒設(shè)備設(shè)備長期安全穩(wěn)定高效運行的重要環(huán)節(jié)。因此在調(diào)試過程中，必須嚴格執(zhí)行相關(guān)大綱的規(guī)定，科學、合理地組織本裝置的調(diào)試工作，使裝置達到國家、地方相關(guān)規(guī)范的規(guī)定和設(shè)計要求。

3.6.1 單機調(diào)試

調(diào)試前應(yīng)對傳動機構(gòu)、裝置進行檢查，對轉(zhuǎn)動、滑動部分加油潤滑，保證運轉(zhuǎn)靈活。

在安裝全部結(jié)束后進行單機調(diào)試。先手動，后電動，各機械部件應(yīng)無松動、卡死現(xiàn)象，輕松靈活，密封性好。再進行8小時空載試運轉(zhuǎn)。

3.6.2 聯(lián)動調(diào)試

在整個系統(tǒng)啟動，系統(tǒng)風機運行條件下進行負載聯(lián)動，重復單機調(diào)試的各項步驟進行運行。

3.6.2 實載運行 工藝設(shè)備正式運行，隨時對各運動部件、閥門進行檢查，記錄好運行參數(shù)。3.7驗收測試

3.7.1測試要求及方法：按國家標準（《燃燒器性能測試方法》，《固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態(tài)污染物采樣方法》GB/T16157、《煙氣采樣器技術(shù)條件》HJ/T47-1999）進行。

3.7.2 測試測點的部位按所設(shè)計的管道布置圖、測點位置、數(shù)量由雙方達成協(xié)議，隨安裝進度安裝相應(yīng)的試驗測點，所安裝的測點滿足試驗的要求。

3.7.3 性能驗收測試在對低氮燃燒系統(tǒng)調(diào)試結(jié)束、具備測試條件后進行，如果性能達不到設(shè)計要求，經(jīng)賣方繼續(xù)調(diào)試和消缺后，再重做一次性能測試，此間發(fā)生的一切費用由我方負責。3.8 培訓

我公司安排專業(yè)的技術(shù)人員為用戶單位的鍋爐房司爐人員設(shè)備管理人員、技術(shù)人員及操作人員進行免費的專業(yè)培訓，為用戶單位提供一流的培訓服務(wù)。運行人員參加培訓，并經(jīng)考核合格后方可上崗操作。

八、運行、維護和檢修

1.低氮燃燒系統(tǒng)的啟動 1.1 初次啟動前的檢查

低氮燃燒系統(tǒng)在安裝過程中和安裝完畢后應(yīng)進行仔細檢查，以保證質(zhì)量。1）安裝時要注意檢查殼體所有連接處是否緊固，需要密封處密封的如何，焊接是否不漏氣，磨機是否水平。

2）進行結(jié)構(gòu)檢查后再檢查電氣連接的各個接點，消除接觸不良的隱患。3）對各個電機減速機分別確認正反轉(zhuǎn)。對控制系統(tǒng)要驗證邏輯控制是否正確的運行情況。1.2 啟動操作方法

在低氮燃燒系統(tǒng)系統(tǒng)經(jīng)過檢查，認為安裝良好可供使用，并將所有應(yīng)開的閥門打開，即可啟動。操作方法如下： 1）鍋爐點火時，爐溫較低。低氮復合燃燒系統(tǒng)沒有配置點火系統(tǒng)，因此待鍋爐運行穩(wěn)定，爐膛溫度達到600℃時，可以投入復合燃燒系統(tǒng)。2）將啟動方式選擇在自動時，只需按下啟動按鈕即可。3）將啟動方式選擇在手動式時，需按下列順序進行操作： 啟動磨粉機 →啟動風機、輸煤螺桿、→啟動動篩螺桿

2.低氮燃燒系統(tǒng)的停機

整個低氮燃燒系統(tǒng)停機按以下方法操作：

1）當選擇在自動方式時，只需按下停止按鈕即可。2）當選擇在手動方式時，需按下列順序進行操作： 關(guān)停動篩→延時關(guān)停風機、輸煤螺桿、→延時關(guān)停磨粉機 3.日常維護和檢修

低氮燃燒系統(tǒng)要設(shè)專人操作和檢修，全面掌握復合燃燒系統(tǒng)的性能和構(gòu)造，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，確保復合燃燒系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)。值班人員要記錄當班運行情況及有關(guān)數(shù)據(jù)。

九、質(zhì)量保證和服務(wù)承諾

1.質(zhì)量保證

我公司為保證工程質(zhì)量，從項目設(shè)計、制造、安裝、調(diào)試到驗收，所有工作均嚴格按照國家標準、布袋除塵器行業(yè)標準及設(shè)計圖紙、技術(shù)要求和設(shè)備檢驗大綱執(zhí)行，電氣要求按國標GB50058-92標準執(zhí)行。

我公司在設(shè)備加工質(zhì)量上提出了嚴格要求。設(shè)備制作均嚴格按照國家標準執(zhí)行進行檢驗，重要部件不平整度和誤差均控制在正負3mm以內(nèi)，一般部件不平整度和誤差不允許超過正負5mm。所有產(chǎn)品在工廠內(nèi)部都有預組裝和成熟的制造工藝。由我方供應(yīng)的所有除塵器設(shè)備部件出廠時，均附有我公司質(zhì)檢部簽發(fā)的產(chǎn)品質(zhì)量合格證書作為交貨的質(zhì)量證明文件。對某些主要設(shè)備還應(yīng)有全套買方代表簽字的監(jiān)造與檢驗記錄和試驗報告。外購件附有相關(guān)的產(chǎn)品合格證、質(zhì)量保證書、試驗文件等。

對于外購的設(shè)備、部件及備品備件，保證其性能符合國家或國際有關(guān)標準的要求。對于由此而產(chǎn)生的任何質(zhì)量問題，不以任何理由拒絕承擔維修、更換或賠償?shù)呢熑?。為保證工程質(zhì)量，我公司承諾嚴格按照用戶要求、設(shè)計要求及國家、行業(yè)相關(guān)標準進行施工，制定科學的施工方案，確保工程項目質(zhì)量，使燃燒系統(tǒng)長期、穩(wěn)定、可靠運行。所有施工單位均具有相關(guān)資質(zhì)，并經(jīng)用戶認可。2.質(zhì)量保證期

所有設(shè)備自驗收移交之日起，質(zhì)保期一年。質(zhì)保期內(nèi)因制造、安裝引起的設(shè)備本身質(zhì)量問題所發(fā)生的故障和零部件損壞，由我公司及時進行分析處理和更換，一切費用由我 公司承擔。由于用戶操作維護不當造成的設(shè)備故障及零部件損壞，則由用戶負責承擔，我公司可提供技術(shù)服務(wù)，并積極協(xié)助配合用戶解決問題。質(zhì)保期過后，終身為用戶提供全面的技術(shù)支持及優(yōu)惠的備件供應(yīng)。3.服務(wù)承諾

1）終身為用戶提供技術(shù)咨詢。

2）設(shè)備安裝完畢后進行系統(tǒng)調(diào)試，調(diào)試合格后方能進行工程驗收。

3）設(shè)備驗收合格后，為使用方提供完整的竣工資料，并對運行維修人員進行免費的培訓。經(jīng)過培訓的人員應(yīng)能達到熟練操作、檢修的程度。

4）產(chǎn)品使用過程中，如發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題，在接到用戶通知后及時做出答復，并派出技術(shù)人員跟蹤解決。省內(nèi)24小時內(nèi)到達現(xiàn)場，省外48小時內(nèi)到達現(xiàn)場。

5）產(chǎn)品投入運行后跟蹤產(chǎn)品質(zhì)量，不定期回訪用戶，做好用戶反饋信息的分析處理工作，最大限度的滿足用戶。

十、35t/h鍋爐低氮燃燒設(shè)備系統(tǒng)供貨清單

十一、合同能源管理方案（業(yè)主選擇）

1、業(yè)主按設(shè)備投標價的50%出資。

2、合同能源管理期5年。

3、我司按鍋爐出廠能耗指標降低5%承包供應(yīng)原煤（我司有年產(chǎn)30萬噸高效原煤分選廠，可以確保原煤的質(zhì)量）。原煤價格由業(yè)主根據(jù)市場行情雙方商定，隨行就市。

4、按鍋爐出廠氮氧化合物排放指標降低15%承包運行管理低氮燃燒系統(tǒng)。合同能源管理期內(nèi)，設(shè)備的維護維修和提升改造由我司負責。

5、合同能源管理期內(nèi)，達不到承保環(huán)保指標和節(jié)能指標的責任，由我司承擔。

6、合同能源管理期滿后，如業(yè)主希望，我司愿意續(xù)簽合同能源管理合同。