一、水煤浆燃烧技术发展的现状

20 世纪 70 年代中期开发的一种新型煤基洁净液体燃料，它具有与油相似的储存、输送和燃烧特性。国际上许多国家如美国、日本飞英国等都对水煤浆开展了广泛的研究 , 并获得商业应用。此后，由于国际油价的下跌，在多数国家作为技术贮备，暂未推广应用，但日本和俄罗斯仍坚持工业化长期应用。我国石油资源严重短缺，远远不能满足交通运输飞石油化工等工业的发展需求，节约用油和用水煤浆代泊是我国的基本能源政策。

我国的煤炭资源丰富， 煤的利用成为工农业的主要动力来源。针对这一基本国情，早在 20 世纪 80 年代浙江大学即开展了洁净煤技术之一的水煤浆的研究，此研究课题先后被列入国家：“六五”、“七五”、“八五”、“九五”科技攻关项目，现已进入工业化应用阶段，在国内大小电站锅炉及工业锅炉中得到了较为广泛的应用，如北京造纸一厂的 6Ot/h 燃油锅炉改烧水煤浆锅炉、 35t/h 专用水煤浆锅炉；白杨河发电厂的 230t/h 燃油锅炉改烧水煤浆锅炉；汕头万丰电厂的 220t/h 燃油锅炉改烧水煤浆锅炉；茂名电厂的 220t/h 煤粉锅炉改烧水煤浆锅炉；齐鲁石化、吉林石化 65t/h 燃油锅炉改烧水煤浆锅炉等。

近两年，随着国家对环保的重视及国际油价的较大波动，水煤浆作为一种低污染燃料又成为热点，特别在广东省、山东省、石化行业等得到较大发展，200MW燃水煤浆机组已通过可行性研究。现已投用的水煤浆锅炉（含新建和改造）绝大多数采用悬浮（雾化）燃烧的方式，小容量锅炉通常采用前置燃烧室的型式。

二、燃烧机理

悬浮（雾化）燃烧原理：水煤浆与空气经燃烧器以射流方式进入炉膛，通过紊流扩散的外回流风以及旋转射流或钝体稳燃器产生的内回流卷吸周围的高温烟气，促使煤浆气流与炽热烟气产生强烈混合，水分迅速蒸发；同时水煤浆气流又受到炉膛四壁和高温火焰的辐射，而将悬浮在气流中的煤颗粒迅速加热，水煤浆颗粒获得了足够的热量并达到了一定的温度就开始着火燃烧。其着火热随燃料的性质和运行工况的变化而变化，锅炉负荷降低时，炉膛平均烟温降低，燃烧器区域的烟温也将降低，这对水煤浆的着火是不利的。所以雾化燃烧固态排渣水煤浆锅炉最低运行负荷在50%左右，否则，就将危及着火的稳定性，甚至熄火。此燃烧方式供浆压力为 1.3MPa, 雾化蒸汽压力为 1.6MPa。

流化床燃烧原理：燃料由输浆管送向燃烧室上部水煤浆粒化器，供浆压力在 0.4MPa 左右。水煤浆经粒化器粒化后送入燃烧室，燃烧室下部流化床的温度在 850~950 ℃。水煤浆在热物料加热下迅速析出水分、挥发分并完成着火燃烧及焦炭燃烧过程，在流化状态下颗粒状水煤浆团进一步解体为细颗粒进入悬浮室继续燃烧。燃烧室出口处设置分离器，较大颗粒水煤浆和床料被分离、捕捉，返回燃烧室下部继续燃烧，这样既减轻了床料的减少，又实现了水煤浆循环燃烧，提高了燃烧效率。

三、两种燃烧方式的比较

现常用的水煤浆通常为精煤浆，由 65% 左右的精煤、 35% 左右的水和 1% 的添加剂组成，具有低灰、低硫的特性，与通常的煤粉炉相比其燃烧污染物排放较少，但还不能满足日益严格的环保指标，还需上烟气脱硫脱硝系统，这是由悬浮（雾化）燃烧的特性所决定的。

对已投入运行的水煤浆锅炉调查显示，采用悬浮（雾化）燃烧的水煤浆锅炉燃烧效率可达到 98%~99%，与煤粉炉相当。其燃烧特性与劣质烟煤、贫煤相似，在运行中存在下列问题有待解决。

(1) 对水煤浆的煤质变化比较敏感 , 以“八一”浆和“兖日”浆为例，原以“八一”浆设计的锅炉改烧热值相对较高的“兖日”浆后往往会出现较严重的结焦现象，影响锅炉正常安全运行。

(2) 对于小容量水煤浆锅炉而言，其炉膛容积热负荷相对较高，多采用旋流燃烧器，“稳燃”与“结焦”这对矛盾较难处理，在运行中很难防止结焦。

(3) 水煤浆喷嘴的平均寿命在 1500h 左右，有待提高。

(4) 对浆的颗粒度要求高，平均颗径要求小于45μm, 制造成本高。

(5) 运行中对浆压和雾化介质压力的控制严格，汽耗比较高，约 0.2t 汽 /t 浆。

(6) 水煤浆中加入石灰石粉后的燃烧试验表明，对浆的燃烧效率影响较大，在浆的燃烧过程中脱硫前景不乐观。

(7) 炉前系统复杂，需配搅拌器、过滤器等。

(8) 水煤浆理论燃烧温度虽然比煤粉要低200 ℃左右，NOX排放量有所减少，但要满足日益严格的环保标准要求，还需采用烟气再循环、炉膛主燃烧区上部水煤浆再燃技术等。

(9) 锅炉出渣、出灰系统复杂，不易综合利用。

综上所述，特别是结焦问题、 NOX 排放问题、 S02排放问题有待进一步研究解决。

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