水煤浆与煤粉的应用比较分析

1水煤浆的发展历程
作为一个产煤大国,我国煤炭资源丰富,价格低廉。上世纪历经石油危机之后,国家开始积极开发可以替代石油的新型能源,在该时代背景下,水煤浆应运而生。然而,从成立国家水煤浆工程研究中心到90年代末的将近十年间,由于燃烧技术始终未取得显著进展,使用领域仅限于个别小级别的电站锅炉,使得水煤浆的推广受阻。1998年国家水煤浆研究中心旗下的河南水煤浆研究
所,在河南登封兆峰陶瓷厂试验成功第一台水煤浆热风炉,这才打开了陶瓷行业的推广大门。与燃重油相比,水煤浆的应用可以节约三分之二的燃料费,市场诱惑力巨大。1998年到2000年间,在山东淄博得以大面积推广,2000到2003年间,除去抛光砖厂,广东佛山地区几乎所
有陶瓷厂都已改用水煤浆热风炉。不久,2004年随着高温除尘设备的配套成功,抛光砖厂也可以使用水煤浆作为燃料来生产粉料了,短短几年间,水煤浆彻底取代了重油,成为建陶行业粉料制备环节燃料的不二选择,创造了无可估量的经济效益。
2水煤浆的优劣分析
迪克静脉在水煤浆推出之初,除了火电厂,国内大多工业锅炉
电池盖帽
是层燃锅炉,煤炭燃烧效率在75%以下。相当于每年有一个大型煤炭企业的产量随炉渣白白扔掉。而水煤浆可以象油一样泵送、罐装储存和雾化燃烧,配合较好的燃烧设备,水煤浆的燃烧效率可以达到98%以上,因此,被国家列为新型能源。当时,多数不了解情况的人或有意或无意地盲目抬高水煤浆的价格,把水煤浆统称为"环保"燃料,其实是陷入了理解误区。水煤浆毕竟是煤的简单加工产品,把煤加工成浆状后并没有改变煤的化学特性,其含硫量和灰分不会降低,燃烧排放环节如果处理不好照样会带来空气和水体污染,换言之,水煤浆的品质优劣完全由制造水煤浆的原煤决定。这一点,早在2001年全行业都在推崇水煤浆时,笔者就提出了这一点,还写了一篇短文:《走出误区,正确认识水煤浆》。目的就是要提醒陶瓷行业的人士,不要盲目推崇水煤浆,甚至把使用含硫高的劣质煤加工的水煤浆误认为“环保燃料”。
首先,就所谓“环保”而言,采用低硫、低灰、高灰熔点的商品煤生产的才是优质水煤浆,而且要结合使用燃烧效率高、氮氧化物产生少(空气过剩系数控制合理)的燃烧炉才能达到环保要求。这么浅显的道理,相信很多专业人士都会明白,不是所有的水煤浆都是“环保”燃料。
其次,就“节能”而言,也是多数人的一个理解误区。陶瓷行业很多人理解的“节能”概念,
是指与重油相比较
周万杰
钢板桩引孔(佛山市旋燃洁净燃烧技术有限公司,佛山
528225)
,并结合水煤浆热风
炉实际应用数据对其与煤粉的能耗进行了较详细的计算比较,发现水煤浆的能耗和碳排放都高于煤粉洁净燃烧方式,与水煤浆相比,
煤粉的节能降耗优势明显。
;能耗;煤粉洁净燃烧
节约了燃料费用,并非节约了能源消耗量。另一方面,与直接燃煤相比的"节能",也是对燃烧方式而言,是水煤浆旋风燃烧炉与以链排为代表的层燃式燃烧的对比,而非燃料本身。坦白地说,如果有了合理的燃烧方式,使燃料的燃烧效率同样达到98%以上,那么,直接燃烧煤粉比燃烧水煤浆更加节能。因为,水煤浆所含的大量水分消耗了很大的热量。
一般情况下,制备水煤浆的粉煤的热值是5500kcal/kg,商品煤水分为15%,制备成水分为45%(实际要大)的水煤浆后,水煤浆的试验热值为
5500×(1-45%)=3025kcal/kg
燃烧时,1kg水煤浆中,其外加水从室温加热到饱和蒸汽,再继续升温到炉膛温度1100℃所吸收的热量,简化近似计算如下:
团队监控
(45%-15%)×(3300+1500)=1440kJ=344kcal
与原始热值相比:
(344÷3025)×100%=11.4%
也就是说,有大于10%的热量被水煤浆的水分所消耗。从实际的燃烧对比中也得到了验证。根据某陶瓷厂5000型喷雾塔的实际统计,采用同样的煤粉制备的水煤浆和直接采用该煤粉磨粉在同样的燃烧炉上生产同样的粉料,燃烧效率同样达到了98%以上。跟踪对比结果(水煤浆的干基热值为3104kcal/kg,煤粉的热值为5850 kcal/kg)。
水煤浆消耗量:108.6kg/t粉料,折合热量消耗: 108.6×3104=337094kcal
煤粉消耗量:45.3kg/t粉料,折合热量消耗: 45.3×5850=265005kcal
两者相差:
((337094-265005)/265005)×100%=27%
条纹码
这是一个令人惊讶的结果。换句话说,在现有水煤浆旋风热风炉不做系统改动的情况下,仅仅将水煤
浆燃料改为煤粉,就可节约至少四分之一的煤粉,这是毫无悬念的理论推定加实际测定。假设一个喷雾塔平均每天生产粉料500t的话,就可以节约6t煤。假设一年有300个工作日就会降耗1800t煤,按一吨粉煤600元计算,每个喷雾塔一年就能节约108万元的燃料,节约的燃料成本显著。
但是,实际节约的27%的燃料热量消耗,与理论计算的水煤浆所含水分造成的11.4%的热量损失有较大出入。如何寻造成这两者差值的影响因素。
从干燥塔的原理着手来看,水煤浆中被热风炉加热气化了的水分在进入干燥塔后,增加了干燥塔的内部空间水分,使本来以烘干泥浆水分为目的的干燥塔空间内,除了泥浆的水分以外又额外增加了水煤浆的水分,降低了干燥塔的干燥效率,正是这部分的效率损失与水煤浆水分造成的热量损失叠加,造成了总的热量消耗比燃烧煤粉多出27%的惊人结果。该数据并非精确测定,可参照实际生产过程中长期的对比效果。燃煤消耗的减少使得废气的排放相应减少。所以,通过以上分析,煤粉在节能减排方面明显优于人们传统意识里的“洁净新能源”水煤浆。
3煤粉洁净燃烧技术
无动力除尘旋风式洁净燃烧炉的煤粉燃烧技术,是把煤粉磨细,以能达到水煤浆的颗粒度为最佳。即使达不到,有水煤浆细度的80%也是可以的。在燃烧炉的启动阶段,由于水煤浆中含有大量水分,使炉膛升温困难,即使在燃烧炉完成启动后的工作状态下,也必须保证炉膛温度在一个高温的状态下工作,否则极
易熄火。所以,要求水煤浆颗粒度足够细小,以增加燃料颗粒与火焰的接触面积。而我国的大部分烟煤来自内蒙,灰熔点较低,若炉膛一味高温就很容易造成结渣,煤种与燃烧方式之间的矛盾迫使用户放弃热值高且价格低廉的内蒙烟煤,而选购灰分大热值低价格却高的山西粉煤。
而对于煤粉来说,由于没有大量水分的吸热,使得炉膛启动非常迅速,燃烧过程中也不需要过高炉温就能保持平稳的燃烧状态,尤其是优质煤粉,900℃左右都可以完全燃尽,因此,对煤的灰熔点要求也不如水煤浆用煤苛刻。
以空气为助燃物的燃烧设备,氮氧化物的产生来自于燃烧过程的高温,单从这一点来讲,煤粉燃烧炉的温度可以比水煤浆降低至少100℃,所释放的氮氧化物要比水煤浆燃烧炉少,更有利于减少对空气的污染。
4结语
综合水煤浆和煤粉的能耗比较分析,不难发现,水煤浆并不具备显著的节能降耗优势,而煤粉摒除了水煤浆多出的水分吸热,具有易燃烧、资源丰富、低污染等优势,是一种环保经济的能源。

本文发布于:2024-09-23 17:19:06,感谢您对本站的认可!

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