积极推广水煤浆技术,实现碳基能源零排放 ——水煤浆的现状、应用及发展

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浏览:7658 作者: 来源: 时间:2020-09-29 分类:研究成果财经报告文章

         2014613日,习近平总书记主持中央财经领导小组第六次会议,研究我国能源安全战略时重点强调:大力推进煤炭清洁高效利用。作为煤炭清洁高效利用的最佳形式——水煤浆,是21世纪碳基能源产业的优秀科技成果,它是煤炭实现洁净利用的最高效廉价的实用技术。在环保产业的高科技领域,我国的大部分技术、产品均落后于国际先进水平,而水煤浆是一个例外经过30余年的科研发展及产业化生产应用,我国水煤浆的制浆技术、储运技术、燃烧(气化)应用技术等都取得了令人瞩目的成就,总体技术已达国际先进水平。我国已具备自行设计、国产装备、自己施工的能力节能效益、环境效益和经济效益十分显著目前已经成为世界上水煤浆生产能力最大、应用领域最广泛、技术水平和效益最好的国家。

一、 水煤浆技术简介

(一)什么是水煤浆? 水煤浆(CWM)是由65%70%的煤、30%35%的水和约1%的添加剂混合加工制成的一种浆体燃料。它具有石油一样的流动性,可以泵送、雾化和着火燃烧,其热值相当于油的一半,可在电站锅炉、工业锅炉和工业窑炉上燃用。

(二)水煤浆技术发展的背景与现状

1、国际水煤浆的发展概况

20世纪70年代的世界石油危机导致了各国对煤浆燃料的兴趣。丰富的煤炭资源仍然是长期可靠的主要能源。然而,传统的燃煤方式造成严重大气污染的历史教训是不容忽视的。于是,煤炭液化、气化和浆化成为先进工业国家普遍重视的研究课题。

美国是最早研制发展水煤浆技术的国家之一,目前已达到工业应用的水平70年代初建成黑迈萨煤浆管道工程,运输距离达439km,年运煤量4.5Mt,几十年来以99%的可靠性为姆哈夫电厂的1580MW发电机组提供了上亿吨燃料。美国匹兹堡能源研究中心附近的电厂锅炉燃用煤泥水煤浆。

俄罗斯别洛沃建有世界规模最大的水煤浆制备管输发电工程,水煤浆生产能力达5Mt/a,管输距离262 km,管道直径为533mm,可供6×200MW电站机组670t/h锅炉燃用。

法国艾料路希电厂是世界上最为成功的煤泥水煤浆用户,自1990年以来,367t/h循环流化床锅炉(带125MW机组)一直燃用煤泥制成的水煤浆。

日本小名滨水煤浆厂,通过9公里管道供给世界应用规模最大的东京勿来电站4号机组75MW8号机组600MW锅炉燃用水煤浆。日本还注意水煤浆专用锅炉的制造研究,与中国合作进行的220t/h水煤浆专用锅炉可同时装备燃油系统,是中日两国合作的绿色援助计划之一。

此外,意大利、瑞典、加拿大等都有非常成功的水煤浆生产和燃用经验,水煤浆技术在电站上的应用在国际上已具备了工业应用水平,水煤浆技术的应用已经成熟。

2、我国水煤浆发展情况和相关产业政策

我国自1981年开始从事水煤浆技术研究,并先后列入国家六五七五八五九五攻关计划,至今共取得水煤浆技术重大科技成果33项,进入产业化阶段。八五期间以实现大型化和系列化为目标,主要进行大规模制浆与电站燃用水煤浆工业示范,完成北京浆厂建设和白杨河电厂工程改造,并组建了国家水煤浆工程技术研究中心成了一系列的水煤浆工程示范基地。我国已形成符合自己特点的水煤浆系统技术,培养了一支具有较高水平的科研、设计生产和管理的科技队伍,建立了以国家水煤浆工程技术研究中心为核心的科研开发、工程转化与生产制造的技术推广网络。

目前水煤浆作为一种煤基清洁燃料已经进入全面推广应用阶段,已在国内的电力、石油、化工、煤炭、建材、冶金及市政等多个行业得到应用,取得了显著的经济效益和环境效益。国内除电厂、钢厂、炼化等企业的大型燃烧设备外,愈来愈多的中小型锅炉(20吨以下)也开始燃用水煤浆。水煤浆技术已成功地推向了市场2001,我国先后投建大同汇海、广东茂名、胜利油田等多个大型浆厂。截至目前,全国已建水煤浆厂50余座,总设计生产能力已超过8000万吨/年,生产规模也由几万吨级向百万吨级及以上发展,其中50万吨/年以上规模的有近10家,规模最大的达200万吨/年,水煤浆厂的数量和总生产能力均居世界第一位。水煤浆燃烧的应用正朝着大型化、多样化、系统化的方向发展。

国家计委《中国洁净煤技术九五计划和2010年发展纲要》、国家经贸委《节约和替代燃料油十五规划》和国家环境保护总局《国家环境保护十五计划》中均将水煤浆技术的应用和推广列为重点。山西、贵州、天津及沈阳、杭州、厦门、东莞、兰州、南昌、太原、扬州等省市相继出台了多项鼓励政策,未来510年内,我国的水煤浆产业将会进入快速发展阶段。

二、水煤浆的优越性

(一)水煤浆的环保效益

我国工业锅炉约有60万台,窑炉约16万台,其中85%是燃用煤炭,平均燃烧效率65%左右。据统计,我国大气中SO2排放的90%、烟尘排放的70%都是由于直接燃烧原煤造成的煤烟型污染。国家环保局已于2000年明确规定大中城市生活用锅炉禁止烧原煤。

1、水煤浆生产过程的环保性

1)原料的环保性。制备水煤浆所选用的原料煤通常是洗精煤,灰分、硫分含量要比原煤低得多。国内现有的制浆厂原料煤灰分为6%8%,硫分为0.3%0.4%,比商品煤的灰分低20%左右。

2)生产工艺的环保性。水煤浆生产技术是从制浆、输送、脱硫除尘整体设计统一考虑,技术、工艺衔接十分周密,每个环节都是在密闭的容器内进行,一般不会出现跑、冒、滴、漏等现象。在生产制备过程中可以真正做到固、液、气污染物的零排放。

3)储运过程的环保性。水煤浆是一种黏稠的流体,具有一定的稳定性,可以罐体储存,可以用管道、槽罐汽车、铁路罐车和船舶运送,整个储运过程都是在密闭状态下,不会有泄露,既能减少损失又不污染环境。而煤炭是散装堆放,贮运中所损失的3%5%煤炭,会造成环境污染。此外,水煤浆是煤水基燃料,不存在自燃和粉尘等问题。

4)可用污水制浆,以废治废。制备水煤浆可利用企业污水,如造纸黑液、江泊废水、印染废水等,用造纸厂的黑液取代水煤浆制备过程中的添加剂和工业用水,可以达到治理黑液和节约制浆成本的目的,形成以废制废的环保效果。污泥水制水煤浆可为污泥水资源化、能源化处置提供一条新道路,能有效解决目前污水积压并形成二次污染的环境难题。

2,水煤浆燃烧应用的减排性

1)水煤浆与直接燃煤相比,燃烧效率高,可以达98%,而污染物排放却相对大大减少。这是由于水煤浆具有低灰、颗粒细、选用的是雾化或流化——悬浮的燃烧技术,具有高效、洁净的燃烧特点。

以地区为例,将燃烧标煤和燃烧水煤浆所产生的CO2排放量进行对比:江苏省2013年全年GDP63000亿元,按万元GDP耗标煤0.6%计算,全年耗标煤约3.8亿吨。煤炭的燃烧率是80%,水煤浆的燃烧率是98%,燃烧每吨水煤浆可以节约标煤180公斤,则江苏地区全年可节约标煤6800万吨。每燃烧1吨标煤产生2.7CO2,则江苏地区2013年因燃煤而产生的CO2高达10亿吨。如改燃水煤浆,理论上至少可减少约1.8亿吨CO2的排放。以此推及到全国,水煤浆全面应用后所产生的减排效益将是惊人的。

2)水煤浆含有30%左右的水分,其燃烧火焰温度比燃油和煤粉低约100200属于低温燃烧,有助于抑制NOx生成,大大降低了NOx的生成量和排放量。

3)水煤浆具有低硫的特点,其全硫含量约为0.3%0.5%;水煤浆制备时煤粉磨得很细,且输送是液态方式,这就有条件加入钙系或镁系等脱硫剂与细煤粉均匀混合,进行有效脱硫。制浆中不添加脱硫剂时,SO2的排放量可以降低20%左右;制浆中添加脱硫剂,硫的总脱除率可达50%75%

4)水煤浆燃尽率高达98%,产生烟尘量明显减少。由于水煤浆的烟尘表面积大,电阻小,烟气湿度大,因而烟尘收集性能好,除尘效率高。水膜除尘器效率一般可达到99%左右。

5)水煤浆燃烧技术与灰渣排放系统是封闭的,水在封闭的系统内可循环使用,不会对周边环境造成污染。水煤浆尾部少量的渣也为湿式存在,湿渣排放减少了灰渣在运输过程中的二次污染。水煤浆锅炉与燃煤锅炉相比,渣量也大幅度减少,4t/h水煤浆蒸汽锅炉每小时渣量仅45kg,是煤炉的六分之一,减少了排渣周期。

对于燃煤的单位,由于无煤场和制粉系统,具有生产流程简化,节省人力和资金投入较少的特点。另外,其环境粉尘、噪声污染也有很大的降低,可提高燃料使用全过程中的安全性。总之,燃烧水煤浆可极大地减少环境污染,产生明显的环境效益。

(二)水煤浆的经济效益

由于2.2吨水煤浆的热值相当于1吨原油,而2.2吨水煤浆的售价远低于1吨原油的售价。全国平均的水煤浆市场价格大概每吨850元,每吨重油按7000元计,以2.2吨水煤浆代替1吨重油计算,每替代1吨重油可以节约5200元(7000/吨-850/×2.2=5130/燃料费用可降低70%以上。据统计,全国每年锅炉燃油量在4000万吨以上,其中至少50%可以用水煤浆替代,可节约经费1026亿元。

(三)水煤浆的节能效益

燃用水煤浆与直接烧煤相比,具有燃烧效率高、负荷易调控、节能和环境效益好等显著优势。燃烧效率从烧原煤80%左右提高到98%以上,锅炉热效率从65%左右提高到83%以上,理论上可以节约原煤19.3%以水煤浆代煤用于轧钢加热炉,最早在桂林钢厂,后来为绍兴轧钢厂采用,连续运行了9年。燃烧效率由85%提高到98.5%以上,节煤30%

(四)水煤浆与传统煤炭及超细煤粉的综合对比

1、燃烧水煤浆与燃烧煤炭的各项数据比较详见下表

图片5 

 

2、水煤浆与超细煤粉的对比

将煤加工成超细化煤粉燃烧,煤粉与空气接触面增加,一定程度上也可以提高燃烧效率,但与水煤浆相比,其安全性、环保性、稳定性大大降低。超细煤粉颗粒过小(颗粒直径多为2050um),在制粉、输送及燃烧过程中极易产生爆炸,危险性高,安全隐患大;而水煤浆成品含30%35%左右的水,且采用全封闭流体生产与输送,燃烧过程中,由于水份蒸发使浆滴具有多孔性,利于挥发份的析出,促进CO的氧化,加速了水煤浆雾炬的着火,使雾炬的着火温度低于煤粉且雾炬火焰稳定,降低了炉膛产生爆燃的危险,安全性很高。

煤粉由于运输难度大,基本上都在锅炉房现场制备,燃烧前粉尘飞扬,燃烧过程中因温度过高易结焦,易产生氮氧化合物,燃烧后则产生大量飞灰,极易污染环境;而水煤浆通常以洗选的精煤制成,其含有的灰分、硫分比原煤制成的超细煤粉低得多,作为流体燃料,燃尽率高,节省场地,燃烧区火焰平均温度比煤粉炉低100200,大大降低了氮氧化物的产生,在流体输送中可加入各种脱硫剂,所以水煤浆锅炉的大气污染物排放,如粉尘、SO2NOx、烟气黑度等均大大低于煤粉炉。

由于煤粉火焰长,不能适应小型工业锅炉炉膛容积小的现状,结焦严重,管壁磨损严重,所以煤粉锅炉一直以来适合在大型电站上使用,不适合小型锅炉;水煤浆是专业厂生产的清洁燃料,成份稳定、质量可靠,燃水煤浆锅炉房占地面积小,厂房、设备投资小,适用范围广。所以,无论是环境保护、设备投资,还是安全运行,水煤浆相较于超细煤粉,都有其无法比拟的优势。

三、水煤浆在我国能源发展中的战略地位

尽管煤炭在我国一次能源中的比重由巅峰时期的70.7%下降到近期的66.6%,但是煤炭始终占我国能源生产总量的3/4、消费总量的2/3以上。根据相关数据分析,2013年,我国一次能源生产总量34亿吨标准煤,其中原煤产量36.8亿吨,占国内一次能源生产总量的75.7%。现在机械、电力和建材等行业每年烧油3000万吨,全国现有600万千瓦电站烧油锅炉(大部分是计划外用油)5000多台各种工业窑炉,每年烧油800多万吨,冶金、轻工、化工、机械、建材等部门的燃煤工业锅炉和窑炉有数十万台,燃用煤炭4亿多吨。

中国现有10万吨以下的锅炉约70余万台(含工业窑炉),而因烟尘排放不符合环保标准和运行效率低下,将停用、更换和改造的锅炉高达50%以上。仅在现有锅炉本体不变的情况下,改燃水煤浆,就可为国家节约数百亿元固定资产投资。水煤浆作为洁净煤领域中最实用最廉价的技术,完全可以与其他技术一道承担起将煤炭由肮脏能源转化为洁净能源的重任,我们的任务不是单纯地降低煤炭使用量,而是实施煤炭洁净化战略,增加洁净煤炭发电,通过电动车替代原油,降低原油对外依赖度,保证我国立足国内能源战略的实施。


积极推广水煤浆技术,实现碳基能源零排放 ——水煤浆的现状、应用及发展

浏览:7660 作者: 时间:2020-09-29 分类:研究成果财经报告文章
2014年6月13日,习近平总书记主持中央财经领导小组第六次会议,研究我国能源安全战略时重点强调:“大力推进煤炭清洁高效利用。”作为煤炭清洁高效利用的最佳形式——水煤浆,是21世纪碳基能源产业的优秀科技成果,它是煤炭实现洁净利用的最高效廉价的实用技术。在环保产业的高科技领域,我国的大部分技术、产品均落后于国际先进水平,而水煤浆是一个例外。

         2014613日,习近平总书记主持中央财经领导小组第六次会议,研究我国能源安全战略时重点强调:大力推进煤炭清洁高效利用。作为煤炭清洁高效利用的最佳形式——水煤浆,是21世纪碳基能源产业的优秀科技成果,它是煤炭实现洁净利用的最高效廉价的实用技术。在环保产业的高科技领域,我国的大部分技术、产品均落后于国际先进水平,而水煤浆是一个例外经过30余年的科研发展及产业化生产应用,我国水煤浆的制浆技术、储运技术、燃烧(气化)应用技术等都取得了令人瞩目的成就,总体技术已达国际先进水平。我国已具备自行设计、国产装备、自己施工的能力节能效益、环境效益和经济效益十分显著目前已经成为世界上水煤浆生产能力最大、应用领域最广泛、技术水平和效益最好的国家。

一、 水煤浆技术简介

(一)什么是水煤浆? 水煤浆(CWM)是由65%70%的煤、30%35%的水和约1%的添加剂混合加工制成的一种浆体燃料。它具有石油一样的流动性,可以泵送、雾化和着火燃烧,其热值相当于油的一半,可在电站锅炉、工业锅炉和工业窑炉上燃用。

(二)水煤浆技术发展的背景与现状

1、国际水煤浆的发展概况

20世纪70年代的世界石油危机导致了各国对煤浆燃料的兴趣。丰富的煤炭资源仍然是长期可靠的主要能源。然而,传统的燃煤方式造成严重大气污染的历史教训是不容忽视的。于是,煤炭液化、气化和浆化成为先进工业国家普遍重视的研究课题。

美国是最早研制发展水煤浆技术的国家之一,目前已达到工业应用的水平70年代初建成黑迈萨煤浆管道工程,运输距离达439km,年运煤量4.5Mt,几十年来以99%的可靠性为姆哈夫电厂的1580MW发电机组提供了上亿吨燃料。美国匹兹堡能源研究中心附近的电厂锅炉燃用煤泥水煤浆。

俄罗斯别洛沃建有世界规模最大的水煤浆制备管输发电工程,水煤浆生产能力达5Mt/a,管输距离262 km,管道直径为533mm,可供6×200MW电站机组670t/h锅炉燃用。

法国艾料路希电厂是世界上最为成功的煤泥水煤浆用户,自1990年以来,367t/h循环流化床锅炉(带125MW机组)一直燃用煤泥制成的水煤浆。

日本小名滨水煤浆厂,通过9公里管道供给世界应用规模最大的东京勿来电站4号机组75MW8号机组600MW锅炉燃用水煤浆。日本还注意水煤浆专用锅炉的制造研究,与中国合作进行的220t/h水煤浆专用锅炉可同时装备燃油系统,是中日两国合作的绿色援助计划之一。

此外,意大利、瑞典、加拿大等都有非常成功的水煤浆生产和燃用经验,水煤浆技术在电站上的应用在国际上已具备了工业应用水平,水煤浆技术的应用已经成熟。

2、我国水煤浆发展情况和相关产业政策

我国自1981年开始从事水煤浆技术研究,并先后列入国家六五七五八五九五攻关计划,至今共取得水煤浆技术重大科技成果33项,进入产业化阶段。八五期间以实现大型化和系列化为目标,主要进行大规模制浆与电站燃用水煤浆工业示范,完成北京浆厂建设和白杨河电厂工程改造,并组建了国家水煤浆工程技术研究中心成了一系列的水煤浆工程示范基地。我国已形成符合自己特点的水煤浆系统技术,培养了一支具有较高水平的科研、设计生产和管理的科技队伍,建立了以国家水煤浆工程技术研究中心为核心的科研开发、工程转化与生产制造的技术推广网络。

目前水煤浆作为一种煤基清洁燃料已经进入全面推广应用阶段,已在国内的电力、石油、化工、煤炭、建材、冶金及市政等多个行业得到应用,取得了显著的经济效益和环境效益。国内除电厂、钢厂、炼化等企业的大型燃烧设备外,愈来愈多的中小型锅炉(20吨以下)也开始燃用水煤浆。水煤浆技术已成功地推向了市场2001,我国先后投建大同汇海、广东茂名、胜利油田等多个大型浆厂。截至目前,全国已建水煤浆厂50余座,总设计生产能力已超过8000万吨/年,生产规模也由几万吨级向百万吨级及以上发展,其中50万吨/年以上规模的有近10家,规模最大的达200万吨/年,水煤浆厂的数量和总生产能力均居世界第一位。水煤浆燃烧的应用正朝着大型化、多样化、系统化的方向发展。

国家计委《中国洁净煤技术九五计划和2010年发展纲要》、国家经贸委《节约和替代燃料油十五规划》和国家环境保护总局《国家环境保护十五计划》中均将水煤浆技术的应用和推广列为重点。山西、贵州、天津及沈阳、杭州、厦门、东莞、兰州、南昌、太原、扬州等省市相继出台了多项鼓励政策,未来510年内,我国的水煤浆产业将会进入快速发展阶段。

二、水煤浆的优越性

(一)水煤浆的环保效益

我国工业锅炉约有60万台,窑炉约16万台,其中85%是燃用煤炭,平均燃烧效率65%左右。据统计,我国大气中SO2排放的90%、烟尘排放的70%都是由于直接燃烧原煤造成的煤烟型污染。国家环保局已于2000年明确规定大中城市生活用锅炉禁止烧原煤。

1、水煤浆生产过程的环保性

1)原料的环保性。制备水煤浆所选用的原料煤通常是洗精煤,灰分、硫分含量要比原煤低得多。国内现有的制浆厂原料煤灰分为6%8%,硫分为0.3%0.4%,比商品煤的灰分低20%左右。

2)生产工艺的环保性。水煤浆生产技术是从制浆、输送、脱硫除尘整体设计统一考虑,技术、工艺衔接十分周密,每个环节都是在密闭的容器内进行,一般不会出现跑、冒、滴、漏等现象。在生产制备过程中可以真正做到固、液、气污染物的零排放。

3)储运过程的环保性。水煤浆是一种黏稠的流体,具有一定的稳定性,可以罐体储存,可以用管道、槽罐汽车、铁路罐车和船舶运送,整个储运过程都是在密闭状态下,不会有泄露,既能减少损失又不污染环境。而煤炭是散装堆放,贮运中所损失的3%5%煤炭,会造成环境污染。此外,水煤浆是煤水基燃料,不存在自燃和粉尘等问题。

4)可用污水制浆,以废治废。制备水煤浆可利用企业污水,如造纸黑液、江泊废水、印染废水等,用造纸厂的黑液取代水煤浆制备过程中的添加剂和工业用水,可以达到治理黑液和节约制浆成本的目的,形成以废制废的环保效果。污泥水制水煤浆可为污泥水资源化、能源化处置提供一条新道路,能有效解决目前污水积压并形成二次污染的环境难题。

2,水煤浆燃烧应用的减排性

1)水煤浆与直接燃煤相比,燃烧效率高,可以达98%,而污染物排放却相对大大减少。这是由于水煤浆具有低灰、颗粒细、选用的是雾化或流化——悬浮的燃烧技术,具有高效、洁净的燃烧特点。

以地区为例,将燃烧标煤和燃烧水煤浆所产生的CO2排放量进行对比:江苏省2013年全年GDP63000亿元,按万元GDP耗标煤0.6%计算,全年耗标煤约3.8亿吨。煤炭的燃烧率是80%,水煤浆的燃烧率是98%,燃烧每吨水煤浆可以节约标煤180公斤,则江苏地区全年可节约标煤6800万吨。每燃烧1吨标煤产生2.7CO2,则江苏地区2013年因燃煤而产生的CO2高达10亿吨。如改燃水煤浆,理论上至少可减少约1.8亿吨CO2的排放。以此推及到全国,水煤浆全面应用后所产生的减排效益将是惊人的。

2)水煤浆含有30%左右的水分,其燃烧火焰温度比燃油和煤粉低约100200属于低温燃烧,有助于抑制NOx生成,大大降低了NOx的生成量和排放量。

3)水煤浆具有低硫的特点,其全硫含量约为0.3%0.5%;水煤浆制备时煤粉磨得很细,且输送是液态方式,这就有条件加入钙系或镁系等脱硫剂与细煤粉均匀混合,进行有效脱硫。制浆中不添加脱硫剂时,SO2的排放量可以降低20%左右;制浆中添加脱硫剂,硫的总脱除率可达50%75%

4)水煤浆燃尽率高达98%,产生烟尘量明显减少。由于水煤浆的烟尘表面积大,电阻小,烟气湿度大,因而烟尘收集性能好,除尘效率高。水膜除尘器效率一般可达到99%左右。

5)水煤浆燃烧技术与灰渣排放系统是封闭的,水在封闭的系统内可循环使用,不会对周边环境造成污染。水煤浆尾部少量的渣也为湿式存在,湿渣排放减少了灰渣在运输过程中的二次污染。水煤浆锅炉与燃煤锅炉相比,渣量也大幅度减少,4t/h水煤浆蒸汽锅炉每小时渣量仅45kg,是煤炉的六分之一,减少了排渣周期。

对于燃煤的单位,由于无煤场和制粉系统,具有生产流程简化,节省人力和资金投入较少的特点。另外,其环境粉尘、噪声污染也有很大的降低,可提高燃料使用全过程中的安全性。总之,燃烧水煤浆可极大地减少环境污染,产生明显的环境效益。

(二)水煤浆的经济效益

由于2.2吨水煤浆的热值相当于1吨原油,而2.2吨水煤浆的售价远低于1吨原油的售价。全国平均的水煤浆市场价格大概每吨850元,每吨重油按7000元计,以2.2吨水煤浆代替1吨重油计算,每替代1吨重油可以节约5200元(7000/吨-850/×2.2=5130/燃料费用可降低70%以上。据统计,全国每年锅炉燃油量在4000万吨以上,其中至少50%可以用水煤浆替代,可节约经费1026亿元。

(三)水煤浆的节能效益

燃用水煤浆与直接烧煤相比,具有燃烧效率高、负荷易调控、节能和环境效益好等显著优势。燃烧效率从烧原煤80%左右提高到98%以上,锅炉热效率从65%左右提高到83%以上,理论上可以节约原煤19.3%以水煤浆代煤用于轧钢加热炉,最早在桂林钢厂,后来为绍兴轧钢厂采用,连续运行了9年。燃烧效率由85%提高到98.5%以上,节煤30%

(四)水煤浆与传统煤炭及超细煤粉的综合对比

1、燃烧水煤浆与燃烧煤炭的各项数据比较详见下表

图片5 

 

2、水煤浆与超细煤粉的对比

将煤加工成超细化煤粉燃烧,煤粉与空气接触面增加,一定程度上也可以提高燃烧效率,但与水煤浆相比,其安全性、环保性、稳定性大大降低。超细煤粉颗粒过小(颗粒直径多为2050um),在制粉、输送及燃烧过程中极易产生爆炸,危险性高,安全隐患大;而水煤浆成品含30%35%左右的水,且采用全封闭流体生产与输送,燃烧过程中,由于水份蒸发使浆滴具有多孔性,利于挥发份的析出,促进CO的氧化,加速了水煤浆雾炬的着火,使雾炬的着火温度低于煤粉且雾炬火焰稳定,降低了炉膛产生爆燃的危险,安全性很高。

煤粉由于运输难度大,基本上都在锅炉房现场制备,燃烧前粉尘飞扬,燃烧过程中因温度过高易结焦,易产生氮氧化合物,燃烧后则产生大量飞灰,极易污染环境;而水煤浆通常以洗选的精煤制成,其含有的灰分、硫分比原煤制成的超细煤粉低得多,作为流体燃料,燃尽率高,节省场地,燃烧区火焰平均温度比煤粉炉低100200,大大降低了氮氧化物的产生,在流体输送中可加入各种脱硫剂,所以水煤浆锅炉的大气污染物排放,如粉尘、SO2NOx、烟气黑度等均大大低于煤粉炉。

由于煤粉火焰长,不能适应小型工业锅炉炉膛容积小的现状,结焦严重,管壁磨损严重,所以煤粉锅炉一直以来适合在大型电站上使用,不适合小型锅炉;水煤浆是专业厂生产的清洁燃料,成份稳定、质量可靠,燃水煤浆锅炉房占地面积小,厂房、设备投资小,适用范围广。所以,无论是环境保护、设备投资,还是安全运行,水煤浆相较于超细煤粉,都有其无法比拟的优势。

三、水煤浆在我国能源发展中的战略地位

尽管煤炭在我国一次能源中的比重由巅峰时期的70.7%下降到近期的66.6%,但是煤炭始终占我国能源生产总量的3/4、消费总量的2/3以上。根据相关数据分析,2013年,我国一次能源生产总量34亿吨标准煤,其中原煤产量36.8亿吨,占国内一次能源生产总量的75.7%。现在机械、电力和建材等行业每年烧油3000万吨,全国现有600万千瓦电站烧油锅炉(大部分是计划外用油)5000多台各种工业窑炉,每年烧油800多万吨,冶金、轻工、化工、机械、建材等部门的燃煤工业锅炉和窑炉有数十万台,燃用煤炭4亿多吨。

中国现有10万吨以下的锅炉约70余万台(含工业窑炉),而因烟尘排放不符合环保标准和运行效率低下,将停用、更换和改造的锅炉高达50%以上。仅在现有锅炉本体不变的情况下,改燃水煤浆,就可为国家节约数百亿元固定资产投资。水煤浆作为洁净煤领域中最实用最廉价的技术,完全可以与其他技术一道承担起将煤炭由肮脏能源转化为洁净能源的重任,我们的任务不是单纯地降低煤炭使用量,而是实施煤炭洁净化战略,增加洁净煤炭发电,通过电动车替代原油,降低原油对外依赖度,保证我国立足国内能源战略的实施。


专家委员会(以姓氏笔画为序)
王   沅 
邓  运
赵喜子
杨凯生
陈小津
陈佐洱
李君如
张克华
张燕生
张宇燕
谢渡扬
苏   宁
马晓力
于洪君
王秦丰
叶克冬
刘晓北
乔宗淮
张国宝
张红宇
宋晓梧
李毅中
李   勇
许宪春
张  茅
张思平
陈小工
陈清泰
汪光焘
周坚卫
秦朝英
徐冠华
徐庆华
胡存智
周禹鹏
周和平
曹保榆
梁维娜
葛东升
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