一前言一研究背景年后,我国节能减排工作进人定量考核阶段,主要污染物排放量成为国家考核地方政府的硬指标。
要完成这些硬指标,关键的一环是技术上的突破和创新。
长期以来,广西锅炉(窑炉)沿袭燃煤,尽管采取形式多样的除尘脱硫技术措施,但效果有限,难以达到国家减排要求,污染仍然严重有的企业几经周折,投人大量资金采用燃油技术,但由于油费过贵,成本过大,承受不起油源供应不足,燃油难以推广。
燃煤污染严重燃油难以承受,要完成节能减排硬指标,只有依靠技术进步和创新,开发新的清洁能源水煤浆,开发燃用水煤浆的水煤浆锅炉新技术。
这就是进行本课题研究的必然性和重要性。
广西煤的含硫量和灰分都特别高,一般含硫量一特高的达灰分高的燃烧所排放的二氧化硫和烟尘的量比较大,多年来,居高难减,成为全国大气污染严重的地区之一。
据统计,南宁市年(尚未推广应用水煤浆锅炉新技术前工业燃煤万排放二氧化硫烟必年内要减排任务艰巨。
按照过去采用的湿法等技术除尘脱硫,效果难以达到要求,大气严重污染局面难以改变。
在这样严峻的形势下,我们迎难而上,勇于探索,敢于攻关,研究开发以水煤浆清洁能源和水煤浆锅炉新技术的创新及应用成果,取代传统的燃煤锅炉(窑炉为解决南宁广西摆脱劣质燃料煤造成的节能减排困境,清除大气污染,提高空气质量作出了应有的贡献。
二研究的目的和任务水煤浆清洁能源和水煤浆锅炉新技术的创新和推广应用研究的目的和任务是寻求解决燃煤污染严重,燃油太贵的环境问题和经济问题的新能源新技术。
通过技术引进创新和示范工程的成果推广应用逐步淘汰燃煤锅炉(窑炉达到节能减排消除污染提高大气环境质量的目的。
用创新的技术生产清洁能源水煤浆,用以替换灰分大含硫高的煤作燃料用创新技术生产制造安装的水煤浆锅炉替换传统的燃煤锅炉。
开创应用新的洁净的能源水煤浆及与之相配套的水煤浆锅炉,形成新的水煤浆良睦产业链取得热效率高环境清洁的节能减排显著的良好效果。
三)任务来源和立项依据引进创新和推广应用水煤浆和水煤浆锅炉是环保节能减排的攻关技术,是能源结构改变和第九章环境保护相关领域研究进展燃烧技术创新的重大突破。
它改变了传统的燃料,创新了燃烧技术设备,创新了南宁市燃料结构模式,拓展了南宁市燃烧工业节能减排的新的技术路线。
因此,南宁市环保局南宁市财政局给予立项,补助部分经费。
研究工作在各方共同努力下,依靠技术引进和改造创新,历经三年多时间完成了一台口水煤浆锅炉两台4口水煤浆锅炉及口水煤浆厂等三项示范工程,完成了技术创新应用示范研究任务,取得了良好的经济效益和环境效益。
二研究创新的技术原理研究方法和技术工作路线一水煤泉生产原理及工艺路线水煤浆是由约的煤的水和小于的化学添加剂混合,经过一定的加工制成流体煤基洁净燃料。
液体化的水煤浆外观像油不自燃无腐蚀无挥发性,热值相当于石油的一半水煤浆等于川柴油的热值经检测,水煤浆灰分而煤的灰分为左全硫而煤的全硫高达一故称为洁净燃料水煤浆流动性能好,用密闭容器运输和储存,燃用时采用管道泵送,雾化燃烧,操作环境清洁,消除强体力劳动,完全可代油气代煤在锅炉和工业窑炉燃用,具有省时省力高效节能无污染(或少污染)运行经济等优点,是最适宜我国国情的新一代清洁能源。
已被列为《当前国家重点鼓励发展的产业产品和技术目录国家经贸委国家环保总局明确要求应用水煤浆替代燃料油被国家环保总局评为年环境保护实用技术(类水煤浆的主要生产工艺为选煤粉碎球磨进洛搅拌混合鱼丝丝卜搅拌卜乳化储罐二水谋浆锅妒的构造及燃烧原理水煤浆锅炉主要组成部分如下图所示水煤浆锅炉作为燃用水煤浆的新一代燃烧设备,与一般锅炉有许多不同之处。
经过改进和创新的水煤浆锅炉在运行中实现自动化控制操作,通过操作台监控,调节整个燃烧过程,达到燃烧充分热效率高除尘脱硫效果显著等效果。
其主要燃烧工艺路线如下中国环境科学学会学术年会论文水煤浆储罐咔泵送水煤浆竺琳雾燃烧炉膛内燃烧烟气脱硫除尘排放烟气三研究方法本课题的研究创新的主导思想是以科学发展观为指导,深人开展(水煤浆和水煤浆锅炉)技术调查市场调查能源调查试点单位调查等各方面调查研究,在此基础上,制订技术方案,进行技术经济环境等方面论证和修改选择试点和设备,试验生产水煤浆(中引进和改进创新水煤浆锅炉炉膛等然后用新工艺生产的水煤浆在改进的水煤浆锅炉里进行燃烧,试验成果通过广西和南宁市专家核查验收,获得南宁市政府肯定召开现场会进行推广应用。
四)技术工作路线本课题以科学发展观作为指导,深人开展有关方面的水煤浆和水煤浆锅炉技术调研分析能源市场调研分析环境污染调研分析以及技术经济环境调研对比分析,弃粗选精除劣择好反复筛选,制订出技术方案,然后邀请专家评议论证,进行修改完善对引进的技术和设备,着重分析其存在问题和不足之处,并有针对性地采取改进和创新措施,提高技术水平和效果。
三研究创新的内容及成果一水煤菜锅炉的引进及创新内容和成果年,为解决南宁百会药业集团有限公司两台口h燃煤锅炉排放烟尘二氧化硫严重污染危害邻近市和周边居民状况,在南宁市环保局指导和支持下,南宁市环境科学学会会同广西益浩水煤浆设备有限公司(原称广西三旭科贸公司南宁百会药业集团有限公司组成技术攻关组,先后赴湖南株洲湘潭山东青岛江苏盐城国家水煤浆中心等处调研,制定引进和创新采用水煤浆清洁燃料和水煤浆锅炉新技术方案,经专家论证和市环保局审定后,广西益浩水煤浆设备有限公司以总承包形式引进和改进青岛威特牌水煤浆锅炉,替代南宁百会药业集团有限公司的口h燃煤锅炉,并燃用广西益浩水煤浆设备有限公司中试生产出来的水煤浆,正常运行数月后,南宁市环保监测站监测结果各项排放污染物均达标,技术监督部门监测鉴定,发给锅炉运行证。
年月,通过了广西和南宁市的专家组核查验收,一致认为该项水煤浆锅炉技术示范工程取得成功。
在引进该项技术中,课题研究组对关键技术如雾化的喷头炉膛结构脱硫除尘的设施进水温度等进行改进和创新,取得适应稳定提高效率的效果。
由于南宁市燃煤4口锅炉较多,为了引导用户采用水煤浆锅炉新技术,再引进和创新4口水煤浆锅炉,进行对口示范。
从南宁市环保监测站的监测报告知道,两台4口水煤浆锅炉示范效果都比第一台口水煤浆锅炉的好,起到了良好的示范作用。
在研究推广应用水煤浆和水煤浆锅炉技术中,依据实际情况,经研究设计和计算,对原有技术设备结构工艺和配套设备等方面进行较多的改进和创新,且取得较为显著的创新成果。
改进点火装置,使冷炉点火时间缩短停炉小时点火时间为分钟以内,停炉天以上时点火时间在巧分钟以内同时使点火用油比第二代水煤浆锅炉节省30以上,燃尽率提高改进锅炉炉墙为重型炉墙,保温效果好寿命长降低成本。
全面更新设计炉膛结构,保证在大负荷长时间燃烧时更不易结焦。
重新设计新一代燃烧器,配风更合理,喷嘴雾化更好,火焰充满度更好,使用寿命大幅度提高。
大幅度增加受热面积,使锅炉出力更足,在燃用每公斤0大卡热值的国标班级水煤第九章环境保护相关领域研究进展浆并在常温进水时出力率达到额定出力的短时间更达到(6)改进附属配套设施通过重新优化设计辅机参数并优化配置消烟除尘设备和消声降噪设备,提高降噪和减排效果。
合南方水煤浆的实际,自主设计制造生产金益浩系列水煤浆锅炉。
二)自主研发制造水煤桨洁净燃料并取得技术工艺创新成果为了同步生产供应水煤浆锅炉示范工程燃用的水煤浆,X拼年下半年广西益浩水煤浆设备有限公司,在参观学习国家水煤浆中心的生产技术的基础上,自行设计研制生产水煤浆。
精选优质煤,自制大部分设备,以百会药业集团原来的维车间旧址进行中试,试产的水煤浆经检测各项指标符合国标的级浆水平,即投人中试生产,保证供应了水煤浆示范锅炉的用浆,使示范工程顺利完成。
年自主设计建成了年产口水煤浆生产厂。
广西益浩水煤浆设备有限公司生产的水煤浆,质量指标达到国标级浆标准发热量心浓度豁度挥发分灰分全硫水煤浆性能稳定,有较好结构状态和流变特性,稳定性(不发生硬沉淀可达到以上。
生产水煤浆清洁能源技术改进创新内容及其优点有改进生产流程,提高球磨机及破碎机的生产效率,提高产品质量,降低生产能耗。
以往同类的生产流程不是原料煤经单级破碎后直接送人球磨机就是经过两级破碎后再送人球磨机存在如下的问题单级破碎表面上是流程缩短了,但是大量的粗煤粒进人球磨机,把原来由高效低耗的破碎机完成的工作转给了低效高耗的球磨机来完成,降低了单位产量虽然双级破碎流程直接进人球磨机的粗料比单级破碎少。
但二级破碎效率低,且还有不少的粗料被送人球磨机,球磨机的效能难以发挥。
针对以上两个缺点,益浩公司水煤浆生产系统在采用单级破碎的基础上增加一道筛分工序,能有效地控制进人制浆球磨机的原料粒度,大幅度提高系统的生产效率,生产能力比同规格其他企业的设备增大一倍。
三经创新改进后的水煤浆洁净燃料及水煤浆锅炉特性经过创新和改进研究生产的水煤浆质量优良,达到国标,燃烧充分经过创新和改进(自主设计)的水煤浆锅炉具有雾化良好点火快省油燃烧稳定热效率高等优点,取得良好的经济效益和环境社会效益。
1)燃烧状况良好。
锅炉喷浆雾化燃烧稳定,炉膛内火焰透亮,充满度好。
带负荷运行检测的过量空气系数为一蒸汽压力达到户生产工艺设定值表明燃烧工况好。
观察沉淀的灰渣呈灰白色,显示锅炉有较高的燃尽率。
锅炉采用防结渣恒温燃烧技术,炉膛温度保持在℃以下,未出现炉膛结焦现象。
2)负荷调节范围较大。
锅炉运行中供浆泵转速可在一转间调节,炉膛温度表明锅炉有较大的负荷调节范围,稳定性可控性良好。
设备性能良好,可用自动控制台操作运行。
锅炉喷油点火投浆伴烧时间和油耗指标均在正常的范围内,锅炉自动点火,升温起压快。
炉膛采用独特的干式侧吹灰技术,用压缩空气和喷水自动清灰,节省劳动力。
机组配置的螺杆式空压机不锈钢立式水泵专用螺杆泵全自动软水处理器等辅机性能可靠,自动化程度高,水泵操作简便。
每班只需配置司炉工人。
安全性能较好。
水煤浆为煤水两相流浆体,成分稳定不自燃无腐蚀无挥发性。
储浆使用60耐钢罐(配有气搅装置),在储存状态和燃用过程均有很高的安全性。
环保减排良好。
水煤浆采用密闭容器运输和储存,燃用时在管道中泵送,取消以前的储煤场,彻底解决了煤尘或煤泥水对环境造成的污染问题。
锅炉车间环境干净整洁,实现了清洁生产,司炉操作简便轻松。
水煤浆锅炉的大气污染物排放情况燃用的水煤浆经检测灰分全硫而通常商品煤的灰分在20左右,全硫在一水煤浆与之相比,有害成分低得多,从燃料源头上中国环境科学学会学术年会论文集(减少了污染物的含量。
水煤浆锅炉采用雾化燃烧方式,燃尽率较散煤燃烧提高以上。
加上水煤浆为煤水混合物,燃烧温度比烧油和煤粉低一大大减少和的析出燃烧产生的水蒸气也使部分还原成显著减少的排放。
水煤浆锅炉在稳定燃烧状态下产生的烟尘初始浓度为一岁初始浓度为一的岁时,初始浓度为均低于相同蒸发量煤机组的排放值。
综上所述,在锅炉烟气排放考核四项指标中,水煤浆锅炉的检测数值优于国家允许的排放标准,优于燃油燃煤排放值。
(6)水煤浆锅炉的节能较显著。
可控从运行情况看,燃用水煤浆具有与燃油基本相同而优于燃煤的低负荷稳燃性能和调峰能力,负荷调节范围在一避免或减少普通燃煤锅炉压火时的燃料损耗。
节能水煤浆为雾化燃烧,燃尽率高达以上,国家专业机构对该型4口水煤浆锅炉检测的资料显示热效率接近油锅炉,达到一而普通中小型燃煤锅炉的热效率仅有一表明燃用水煤浆能提高能源利用效率,减少煤炭的燃用量(从而也相应减少了污染物排放量节能效果显著。
燃料储运零损耗水煤浆运输和储存均密闭,不存在损耗问题。
四水煤浆锅妒运行经济分析吨蒸汽成本分析根据口水煤浆锅炉运行成本统计资料,吨蒸汽生产成本元,基本反映了水煤浆锅炉在当前燃料动力价格水平下的生产成本。
燃油燃煤和水煤浆锅炉运行技术经济指标对比根据燃油燃煤和水煤浆锅炉一般运行的经验数据,各生产蒸汽(蒸汽压力)的综合费用比较如下燃料燃料耗量嫩料费用压火煤废电耗水耗工资费用生产维修每吨蒸汽种类了元耗比元(元综合费用(元蒸汽)柴油燃煤水煤浆印水煤浆代油燃用经济分析按上表数据,燃用水煤浆的吨蒸汽综合费用(在负荷饱满均衡的状态)仅为燃用柴油的6口h锅炉用水煤浆代油,按每天运行年生产计算,则节约生产费用如下图如上图所示,水煤浆代油燃用每年降低生产成本42万元,除当年收回设备投资外,还可节约费用余万元。
水煤浆代煤燃用经济分析从直接生产费用来比较,燃水煤浆与燃煤的吨蒸汽成本大致相当,但综合比较,水煤浆锅炉具有优于燃煤锅炉的多方面的效益水煤浆锅炉省去了上煤等系第九章环境保护相关领城研究进展统,方便管理,节省劳动力,减少工资费用,百会药业公司燃煤锅炉用余人,而改用水煤浆锅炉运行只需三分之一的人力(人)节省用地面积多平方米减少排污费支出,每年少交排污费多万元。
四结束语经过改进和创新了的水煤浆洁净燃料生产工艺和生产技术及水煤浆锅炉新技术,具有很多优点。
技术优势显著,市场竞争力强。
已得到南宁市人民政府的充分肯定和用户的信赖。
南宁市人民政府发出了《南宁市人民政府关于南宁市推广应用水煤浆实施的意见南府号文),在南宁市掀起了推广工作的高潮。
据初步统计,全市已推广应用水煤浆锅炉30多台,取得显著的经济环境效益。
据统计,南宁市年与年比较,减排二氧化硫8仪刃口减排烟尘口提前完成减排任务。
年大气环境质量全优天数比加年大幅增加了年,南宁市区环境空气质量全市优良率达其中优的天数达创下年来市区环境质量新高,在全国省会(首府城市中名列第三。
今考文献上海工业锅炉研究所。
工业锅炉通用件图册。
北京中国标准出版社,」中国煤矿煤质及应用评价。
太原山西科学技术出版社,以拓。
水煤浆试验方法(一佗佣水煤浆技术条件(一佗加5]水煤浆内燃引擎的方法和应用(美国专刊年月日出版)