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[摘 要]煤炭是我国的主要能源，加强煤炭的清洁利用是解决我国环境污染问题的必由之路，将煤炭转化成水煤浆的形式进行利用是煤炭清洁利用的一个重要方向。本文对水煤浆锅炉运行中的燃烧特性、环保特性和经济特性等进行了分析，认为水煤浆锅炉燃烧技术是未来值得大规模推广的洁净煤燃烧技术。
[关键词]水煤浆 锅炉 运行特性
中图分类号：TD327.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）26-030-01
1 引言
能源和环境保护问题是我国发展过程中面临的两个重大问题，这两个问题能否得到妥善解决关系着我国社会主义现代化建设事业的成败。目前，我国的石油进口量已经居世界第一位，这对我国的能源和国防安全带来了很大的风险，找到替代石油的能源刻不容缓。我国的煤炭储量丰富，煤炭是我国的主要能源，但煤炭的燃烧带来了严重的环境污染问题，2012年冬天我国东部地区出现了长时间的雾霾天气，这在很大程度上是由于燃煤污染物排放过多造成的。基于以上原因，积极找到替代石油的能源和发展煤的清洁利用技术就成为我们面临的迫切任务。
2 水煤浆技术简介
水煤浆是指将一定的煤粉或煤粒在添加一定化学添加剂的情况下与水混合成而成的浆状混合物，通常煤的比例占65%，水的比例占34%，化学添加剂的比例占1%。水煤浆具有液体的特点，有一定的流动性并且可以用泵输送；在水煤浆中添加的煤已经去除了煤的不可燃烧成分，所添加的都是高纯度的煤粉，因此在燃烧过程中污染物的排放得到了很好的控制，可以实现清洁燃烧。水煤浆可以像燃油一样进行雾化燃烧，燃烧效率较高，同时由于可以通过泵和管线进行输送，减轻了运煤过程中对环境的粉尘污染，因此水煤浆技术在世界上得到了很广泛的应用。
水煤浆在锅炉燃烧的流程如下：水煤浆首先通过供浆泵被输送到锅炉的燃烧系统，在燃烧系统被高温空气或蒸汽雾化，然后进入锅炉炉膛燃烧，燃烧后产生的高温烟气流经锅炉的对流换热管束、过热器、省煤器和空预器等再进入除尘器等烟气净化装置，经处理后排入大气，水煤浆燃烧后会产生部分灰渣，灰渣通过锅炉的排渣系统排出。水煤浆锅炉的整体结构与燃油和燃气锅炉比较相似，但增加了供浆系统、除灰系统、水清洗系统和烟气处理系统等，水煤浆燃烧技术比较适用于中小锅炉。
3 水煤浆锅炉的运行特性
水煤浆锅炉相对于燃煤和燃油燃气锅炉来说有一点的优势，但其在实际的运行过程中也暴露出来一些问题，我们必须针对这些问题提出相应的方案，这样才能更好地利用和推广水煤浆燃烧技术。
3.1 水煤浆锅炉运行中的问题分析
3.1.1 沉淀與堵塞问题
水煤浆锅炉由于是煤粉和水的混合物，并且煤的密度要大于水的密度，因此在锅炉的实际运行过程中水煤浆中的煤有可能沉淀下来，进而造成管道和设备的堵塞问题。解决沉淀和堵塞问题的方法主要有以下几种：
（1）尽量减少锅炉中并列管道的使用。如果锅炉中的并列管道较多，那么在供给锅炉的水煤浆总流量不变的情况下管中水煤浆的流速就会降低，对管壁的冲刷作用减弱，时间长了就会使沉淀下来的水煤浆堵塞管道，因此减少并列管道的布置有利于解决管道的堵塞问题。
（2）减少水煤浆的储存时间。由于水煤浆储存的时间越长，产生沉淀的可能性越大，因此在锅炉的运行中应尽量缩短水煤浆的储存时间，尽量缩短水煤浆从储浆罐到燃烧系统的输送时间。这可以通过减少储浆罐的数量和储浆罐中的煤浆量来实现，储浆罐可以设置一用一备，投入使用的储浆罐可以采用变浆位运行的方式运行，使罐中水煤浆的浆位处于安全运行的最低水平。
（3）定期对管道和储浆罐进行清理。沉淀和堵塞问题是水煤浆锅炉运行过程中不可避免的问题，因此定期对管道和储浆罐进行清理就显得十分必要，这可以大大减少因堵塞而发生的水煤浆锅炉运行故障。
3.1.2 结渣和沾污问题
水煤浆虽然具有液体的一些性质，但它与燃油等纯液体的性质毕竟不是完全相同，在水煤浆燃烧时容易产生结渣和沾污的现象，这些问题可以通过以下几种方式解决：
（1）在配制水煤浆时应选用高灰熔点的煤，即使选用低灰熔点的煤配制水煤浆也要在低灰熔点的煤中掺入一定量的高灰熔点煤。
（2）对水煤浆锅炉内的流场进行合理组织，以保证由燃烧器喷射出的水煤浆均匀分布在炉膛内的高温燃烧区并且不碰到炉壁。
（3）在炉膛的适当位置布置吹灰器和打焦孔。
（4）在对流烟道装设吹灰器，并且取较高的设计烟气流速。
3.1.3 喷嘴的堵塞和损坏问题
通过对国内已经投入运行的水煤浆锅炉的调查发现，水煤浆喷嘴的堵塞和损坏是水煤浆锅炉运行中经常出现的问题。出现这种情况的原因主要是由于水煤浆中含有粒径较大的杂质颗粒，如煤矸石颗粒等。这些颗粒的硬度较大，而雾化喷嘴的雾化孔很小，因此这些颗粒很容易堵塞喷嘴，雾化喷嘴被堵塞以后由于水煤浆雾化不均匀，很容易造成雾化喷嘴局部过热的现象，同时由于堵塞以后为保证锅炉的正常运行需要对喷嘴进行冲洗，因此在这种冷热交替的作用下雾化喷嘴很容易破裂。要解决雾化喷嘴的堵塞和损坏问题需要从两方面努力
（1）选用质量好的水煤浆，从源头上进行控制。
（2）对过滤系统进行改造，可以在搅拌装置前装设滤孔更小的临时滤网，以增强对杂质颗粒的过滤。
3.1.4 其他问题
水煤浆锅炉在运行过程中除了上面提到的问题以外，还存在浆压波动较大、炉膛结焦现象严重、燃烧的稳定性不理想等问题，这些问题需要根据运行中的实际情况进行解决。
3.2 水煤浆锅炉运行的环保特性
与普通的燃煤锅炉相比，环保特性好是水煤浆锅炉比较突出的一个优点，这主要体现在燃烧后的污染物排放浓度较低。根据对已经在我国投入运行的水煤浆锅炉的燃烧后污染物排放情况进行监测发现，水煤浆锅炉燃烧后排放的污染物浓度值远低于普通的燃煤锅炉，其SO2气体的排放浓度低于900mg/Nm?，排放的烟尘浓度低于100mg/m?，这些指标均低于国家的排放标准，这不仅减轻了企业治理污染物排放的费用，而且也在很大程度上改善了企业职工的劳动环境。
总的来看，水煤浆锅炉的运行特性相比于燃油锅炉还是存在着一定的差距，因为与燃油锅炉的燃烧特性相比，水煤浆在燃烧过程中产生的一定量的灰尘和SO2气体等，需要配备除尘和脱硫装置。但与燃煤锅炉相比，水煤浆锅炉的运行特性还是有一定的优势，因为配制水煤浆所用的煤已经去除了其中的非可燃物质，燃烧过程产生的污染物量大为减少，可以在一定程度上实现清洁燃烧；此外，水煤浆锅炉的负荷调节特性较好，可以在35%-100%的负荷范围内根据实际情况进行调节，燃尽效率也高达98%。
以上是水煤浆锅炉运行过程中所体现出来的几个基本的运行特性，通过对以上特性的分析我们可以看出，水煤浆锅炉兼具有燃煤锅炉和燃油锅炉的一些特点，它的环保特性介于燃煤锅炉和燃油锅炉之间，由于其负荷调节范围较大，因此适用于热负荷变化比较大的场合，可以根据实际用热量灵活调节热负荷。
4 结语
由于我国的石油资源比较匮乏，煤炭仍然是支撑我国经济发展的主要能源，而我国煤炭的70%都应用于锅炉的燃烧，而锅炉中的大部分都是中小型锅炉，这些锅炉的燃烧效率较低，对环境的污染严重，必须对这些锅炉进行改造。在石油和天然气等清洁能源不足的情况下，积极发展水煤浆锅炉不仅可以弥补我国油气资源不足的缺点，同时还能提高锅炉的燃烧效率，降低污染物的排放，带来比较好的经济效益和社会效益。因此，加快对中小锅炉的改造，使中小锅炉采用水煤浆燃烧技术，是解决我国环境污染问题和能源短缺问题的必由之路。
参考文献：
[1] 解长旺，樊静琳，丁立坤.中小型水煤浆锅炉的应用与推广.区域供热，2006，04：34-36
[2] 秦景民，孙向文. 正和集团35t/h 燃煤锅炉与水煤浆锅炉运行安全性和经济性分析.科技信息，2011，13：495-496
[3] 吕丽华.水煤浆及水煤浆锅炉的研究.电工文摘，201：2，05：68-70
[关键词]水煤浆 锅炉 运行特性
中图分类号：TD327.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）26-030-01
1 引言
能源和环境保护问题是我国发展过程中面临的两个重大问题，这两个问题能否得到妥善解决关系着我国社会主义现代化建设事业的成败。目前，我国的石油进口量已经居世界第一位，这对我国的能源和国防安全带来了很大的风险，找到替代石油的能源刻不容缓。我国的煤炭储量丰富，煤炭是我国的主要能源，但煤炭的燃烧带来了严重的环境污染问题，2012年冬天我国东部地区出现了长时间的雾霾天气，这在很大程度上是由于燃煤污染物排放过多造成的。基于以上原因，积极找到替代石油的能源和发展煤的清洁利用技术就成为我们面临的迫切任务。
2 水煤浆技术简介
水煤浆是指将一定的煤粉或煤粒在添加一定化学添加剂的情况下与水混合成而成的浆状混合物，通常煤的比例占65%，水的比例占34%，化学添加剂的比例占1%。水煤浆具有液体的特点，有一定的流动性并且可以用泵输送；在水煤浆中添加的煤已经去除了煤的不可燃烧成分，所添加的都是高纯度的煤粉，因此在燃烧过程中污染物的排放得到了很好的控制，可以实现清洁燃烧。水煤浆可以像燃油一样进行雾化燃烧，燃烧效率较高，同时由于可以通过泵和管线进行输送，减轻了运煤过程中对环境的粉尘污染，因此水煤浆技术在世界上得到了很广泛的应用。
水煤浆在锅炉燃烧的流程如下：水煤浆首先通过供浆泵被输送到锅炉的燃烧系统，在燃烧系统被高温空气或蒸汽雾化，然后进入锅炉炉膛燃烧，燃烧后产生的高温烟气流经锅炉的对流换热管束、过热器、省煤器和空预器等再进入除尘器等烟气净化装置，经处理后排入大气，水煤浆燃烧后会产生部分灰渣，灰渣通过锅炉的排渣系统排出。水煤浆锅炉的整体结构与燃油和燃气锅炉比较相似，但增加了供浆系统、除灰系统、水清洗系统和烟气处理系统等，水煤浆燃烧技术比较适用于中小锅炉。
3 水煤浆锅炉的运行特性
水煤浆锅炉相对于燃煤和燃油燃气锅炉来说有一点的优势，但其在实际的运行过程中也暴露出来一些问题，我们必须针对这些问题提出相应的方案，这样才能更好地利用和推广水煤浆燃烧技术。
3.1 水煤浆锅炉运行中的问题分析
3.1.1 沉淀與堵塞问题
水煤浆锅炉由于是煤粉和水的混合物，并且煤的密度要大于水的密度，因此在锅炉的实际运行过程中水煤浆中的煤有可能沉淀下来，进而造成管道和设备的堵塞问题。解决沉淀和堵塞问题的方法主要有以下几种：
（1）尽量减少锅炉中并列管道的使用。如果锅炉中的并列管道较多，那么在供给锅炉的水煤浆总流量不变的情况下管中水煤浆的流速就会降低，对管壁的冲刷作用减弱，时间长了就会使沉淀下来的水煤浆堵塞管道，因此减少并列管道的布置有利于解决管道的堵塞问题。
（2）减少水煤浆的储存时间。由于水煤浆储存的时间越长，产生沉淀的可能性越大，因此在锅炉的运行中应尽量缩短水煤浆的储存时间，尽量缩短水煤浆从储浆罐到燃烧系统的输送时间。这可以通过减少储浆罐的数量和储浆罐中的煤浆量来实现，储浆罐可以设置一用一备，投入使用的储浆罐可以采用变浆位运行的方式运行，使罐中水煤浆的浆位处于安全运行的最低水平。
（3）定期对管道和储浆罐进行清理。沉淀和堵塞问题是水煤浆锅炉运行过程中不可避免的问题，因此定期对管道和储浆罐进行清理就显得十分必要，这可以大大减少因堵塞而发生的水煤浆锅炉运行故障。
3.1.2 结渣和沾污问题
水煤浆虽然具有液体的一些性质，但它与燃油等纯液体的性质毕竟不是完全相同，在水煤浆燃烧时容易产生结渣和沾污的现象，这些问题可以通过以下几种方式解决：
（1）在配制水煤浆时应选用高灰熔点的煤，即使选用低灰熔点的煤配制水煤浆也要在低灰熔点的煤中掺入一定量的高灰熔点煤。
（2）对水煤浆锅炉内的流场进行合理组织，以保证由燃烧器喷射出的水煤浆均匀分布在炉膛内的高温燃烧区并且不碰到炉壁。
（3）在炉膛的适当位置布置吹灰器和打焦孔。
（4）在对流烟道装设吹灰器，并且取较高的设计烟气流速。
3.1.3 喷嘴的堵塞和损坏问题
通过对国内已经投入运行的水煤浆锅炉的调查发现，水煤浆喷嘴的堵塞和损坏是水煤浆锅炉运行中经常出现的问题。出现这种情况的原因主要是由于水煤浆中含有粒径较大的杂质颗粒，如煤矸石颗粒等。这些颗粒的硬度较大，而雾化喷嘴的雾化孔很小，因此这些颗粒很容易堵塞喷嘴，雾化喷嘴被堵塞以后由于水煤浆雾化不均匀，很容易造成雾化喷嘴局部过热的现象，同时由于堵塞以后为保证锅炉的正常运行需要对喷嘴进行冲洗，因此在这种冷热交替的作用下雾化喷嘴很容易破裂。要解决雾化喷嘴的堵塞和损坏问题需要从两方面努力
（1）选用质量好的水煤浆，从源头上进行控制。
（2）对过滤系统进行改造，可以在搅拌装置前装设滤孔更小的临时滤网，以增强对杂质颗粒的过滤。
3.1.4 其他问题
水煤浆锅炉在运行过程中除了上面提到的问题以外，还存在浆压波动较大、炉膛结焦现象严重、燃烧的稳定性不理想等问题，这些问题需要根据运行中的实际情况进行解决。
3.2 水煤浆锅炉运行的环保特性
与普通的燃煤锅炉相比，环保特性好是水煤浆锅炉比较突出的一个优点，这主要体现在燃烧后的污染物排放浓度较低。根据对已经在我国投入运行的水煤浆锅炉的燃烧后污染物排放情况进行监测发现，水煤浆锅炉燃烧后排放的污染物浓度值远低于普通的燃煤锅炉，其SO2气体的排放浓度低于900mg/Nm?，排放的烟尘浓度低于100mg/m?，这些指标均低于国家的排放标准，这不仅减轻了企业治理污染物排放的费用，而且也在很大程度上改善了企业职工的劳动环境。
总的来看，水煤浆锅炉的运行特性相比于燃油锅炉还是存在着一定的差距，因为与燃油锅炉的燃烧特性相比，水煤浆在燃烧过程中产生的一定量的灰尘和SO2气体等，需要配备除尘和脱硫装置。但与燃煤锅炉相比，水煤浆锅炉的运行特性还是有一定的优势，因为配制水煤浆所用的煤已经去除了其中的非可燃物质，燃烧过程产生的污染物量大为减少，可以在一定程度上实现清洁燃烧；此外，水煤浆锅炉的负荷调节特性较好，可以在35%-100%的负荷范围内根据实际情况进行调节，燃尽效率也高达98%。
以上是水煤浆锅炉运行过程中所体现出来的几个基本的运行特性，通过对以上特性的分析我们可以看出，水煤浆锅炉兼具有燃煤锅炉和燃油锅炉的一些特点，它的环保特性介于燃煤锅炉和燃油锅炉之间，由于其负荷调节范围较大，因此适用于热负荷变化比较大的场合，可以根据实际用热量灵活调节热负荷。
4 结语
由于我国的石油资源比较匮乏，煤炭仍然是支撑我国经济发展的主要能源，而我国煤炭的70%都应用于锅炉的燃烧，而锅炉中的大部分都是中小型锅炉，这些锅炉的燃烧效率较低，对环境的污染严重，必须对这些锅炉进行改造。在石油和天然气等清洁能源不足的情况下，积极发展水煤浆锅炉不仅可以弥补我国油气资源不足的缺点，同时还能提高锅炉的燃烧效率，降低污染物的排放，带来比较好的经济效益和社会效益。因此，加快对中小锅炉的改造，使中小锅炉采用水煤浆燃烧技术，是解决我国环境污染问题和能源短缺问题的必由之路。
参考文献：
[1] 解长旺，樊静琳，丁立坤.中小型水煤浆锅炉的应用与推广.区域供热，2006，04：34-36
[2] 秦景民，孙向文. 正和集团35t/h 燃煤锅炉与水煤浆锅炉运行安全性和经济性分析.科技信息，2011，13：495-496
[3] 吕丽华.水煤浆及水煤浆锅炉的研究.电工文摘，201：2，05：68-70