水煤漿鍋爐（Coal water slurry boiler）是指使用水煤漿為燃料的鍋爐。水煤漿是一種由70%左右的煤粉，30%左右的水和少量藥劑混合製備而成的液體，可以象油一樣泵送、霧化、儲運，並可直接用於各種鍋爐、窯爐的燃燒。它改變了煤的傳統燃燒方式，顯示出了巨大的環保節能優勢。尤其是近幾年來，採用廢物資源化的技術路線後，研製成功的環保水煤漿，可以在不增加費用的前提下，大大提高了水煤漿的環保效益。在我國豐富煤炭資料的保障下，水煤漿也已成為替代油、氣等能源的最基礎、最經濟的潔淨能源之一。
基本介紹
概述,燃燒方式,使用常識,改造技術,鍋爐特點,缺點,工藝系統,燃燒方法,成本對比,
概述
水煤漿鍋爐是指以水煤漿為燃料的鍋爐，分為懸浮霧化水煤漿鍋爐和流化床水煤漿鍋爐。其中懸浮霧化水煤漿鍋爐，義可分為導熱油爐、蒸汽鍋爐和熱水鍋爐。流化床水煤漿鍋爐則屬於大型鍋爐，一般印染企業不採用。懸浮霧化水煤漿鍋爐主要是採用霧化燃燒方式，產生的蒸發量較少（通常小於10t/h），較適合於印染企業。懸浮霧化水煤漿鍋爐集中了燃油和燃煤兩者的優勢，以液態輸送，霧化燃燒。燃燒效率可達98%~ 99%，熱效率高達82%以上。具有運行成本低和節能環保的顯著特點。
燃燒方式
水煤漿鍋爐是以水煤漿作為燃料。供漿泵將水煤漿送入燃燒器，經壓縮空氣或蒸汽霧化後，在爐膛內進行穩定燃燒。燃燒後產生的高溫炯氣經鍋爐管束、省煤器等，對被加熱介質進行熱交換，然後經鍋爐尾部除塵器淨化達到環保標準後，再經引風機送入煙囪排人大氣。其燃燒方式有以下兩種。
(1)霧化懸浮燃燒。燃燒器將水煤漿與空氣以射流方式噴入爐膛，與熾熱煙氣產生強烈混合，並使水分迅速蒸發．在這種條件下，水煤漿氣流受到爐膛四壁及高溫火焰的輻射，迅速加熱懸浮在氣流中的煤顆粒，直到獲得足夠的熱量並達到了一定的溫度即開始著火燃燒。鍋爐的運行負荷取決於燃料的性質和運行工況，即鍋爐負荷低時，爐膛的平均煙溫降低，燃燒器區域的煙溫也隨之而降低。霧化燃燒式水煤漿鍋爐的最低運行負荷在50%左右。
(2)流化懸浮燃燒。該燃燒方式是將滴狀水煤漿送入燃燒室下部的熾熱流化床（南石英砂和石灰石構成床料，溫度為850~ 950℃）中對其加熱，水煤漿受熱後迅速完成水分析出，並著火燃燒進行焦炭燃燒過程。處於流化狀態下的顆粒狀水煤漿團，可進一步解體為細顆粒，然後被熱煙氣帶出密相區進入懸浮室繼續燃燒。為了減少水煤漿損失，提高燃燒效率，在燃燒室出口設有分離回輸裝置，被熱煙氣帶出的較大水煤漿顆粒團被分離器分離、捕捉，通過分離器下部設定的回輸通道返回燃燒室下部密相區，使水煤漿顆粒團得到循環燃燒。由石英砂和石灰石構成的媒體物料中，石灰石在高溫下煅燒可生成Ca0，而此時的燃燒溫度正好是Ca0與SO2反應生成CaSO4的最佳溫度，因而減少了SO2的排放。
使用常識
鍋爐是具有高溫、高壓的熱能設備，是特種設備之一，在機關、事業企業及各行各業廣泛使用，是危險而又特殊的設備。一旦發生事故，涉及公共安全，將會給國家和人民生命財產造成巨大損失。為了公共安全、人民生命和財產安全，依據國務院《特種設備安全監察條例》，使用鍋爐應注意以下全事項：
1、鍋爐出廠時應當附有“安全技術規範要求的設計檔案、產品質量合格證明、安全及使用維修說明、監督檢驗證明（安全性能監督檢驗證書）”。
2、鍋爐的安裝、維修、改造。從事鍋爐的安裝、維修、改造的單位應當取得省級質量技術監督局頒發的特種設備安裝維修資格證書，方可從事鍋爐的安裝、維修、改造。施工單位在施工前將擬進行安裝、維修、改造情況書面告知直轄市或者轄區的特種設備安全監督管理部門，並將開工告知送當地縣級質量技術監督局備案，告知後即可施工。
3、鍋爐安裝、維修、改造的驗收。施工完畢後施工單位要向州質量技術監督局特種設備檢驗所申報鍋爐的水壓試驗和安裝監檢。合格後由州質量技術監督局、州特種設備檢驗所、縣質量技術監督局參與整體驗收。
4、鍋爐的註冊登記。鍋爐驗收後，使用單位必須按照《特種設備註冊登記與使用管理規則》的規定，填寫《鍋爐（普查）註冊登記表》，到州質量技術監督局註冊，並申領《特種設備安全使用登記證》。
5、鍋爐的運行。鍋爐運行必須由經培訓合格，取得《特種設備作業人員證》的持證人員操作，使用中必須嚴格遵守操作規程和八項制度、六項記錄。
改造技術
1 安裝冷凝型燃氣鍋爐節能器；
燃氣鍋爐排煙中含有高達18%的水蒸氣，其蘊含大量的潛熱未被利用，排煙溫度高，顯熱損失大。天然氣燃燒後仍排放氮氧化物、少量二氧化硫等污染物。減少燃料消耗是降低成本的最佳途徑，冷凝型燃氣鍋爐節能器可直接安裝在現有鍋爐煙道中，回收高溫煙氣中的能量，減少燃料消耗，經濟效益十分明顯，同時水蒸氣的凝結吸收煙氣中的氮氧化物，二氧化硫等污染物，降低污染物排放，具有重要的環境保護意義。
2採用冷凝式餘熱回收鍋爐技術；
傳統鍋爐中，排煙溫度一般在160～250℃，煙氣中的水蒸汽仍處於過熱狀態，不可能凝結成液態的水而放出汽化潛熱。眾所周知，鍋爐熱效率是以燃料低位發熱值計算所得，未考慮燃料高位發熱值中汽化潛熱的熱損失。因此傳統鍋爐熱效率一般只能達到87%～91%。而冷凝式餘熱回收鍋爐，它把排煙溫度降低到50～70℃，充分回收了煙氣中的顯熱和水蒸汽的凝結潛熱，提升了熱效率；冷凝水還可以回收利用。
3 鍋爐尾部採用熱管餘熱回收技術；
餘熱是在一定經濟技術條件下，在能源利用設備中沒有被利用的能源，也就是多餘、廢棄的能源。它包括高溫廢氣餘熱、冷卻介質餘熱、廢汽廢水餘熱、高溫產品和爐渣餘熱、化學反應餘熱、可燃廢氣廢液和廢料餘熱以及高壓流體余壓等七種。根據調查，各行業的餘熱總資源約占其燃料消耗總量的17%~67%，可回收利用的餘熱資源約為餘熱總資源的60%。
鍋爐特點
1、水煤漿鍋爐的優勢在於環保、節能、高效，其有效的利用煤炭資源使鍋爐燃盡率達到98%以上。
2、調整負荷方便。水煤漿鍋爐的負荷可在35%—100%的範圍內任意調節，可達到經濟運行的效果。
3、節約土地。燃料及粉煤灰採用罐裝密閉運輸方式，無揚塵污染，無需儲煤場和渣場，有效地提高了土地利用率，節約用地50%以上。
4、運行成本低，自動化程度高。節約人力資源，原煤鍋爐每班6-7人，而水煤漿鍋爐每班只需2名運行人員。節約燃料20%以上。職工勞動及工業衛生條件得到大幅度改善。
5、經測試水煤漿鍋爐煙塵排放濃度為100mg/Nm3左右。國家《鍋爐大氣污染物排放標準》(GB 13271-2001)規定煙塵排放濃度為200 mg/Nm3，僅為國家標準規定燃煤鍋爐的1/2。燃燒後的灰可採用密閉的乾法氣體出灰系統收集後，可用作加氣塊和水泥的生產原料。
缺點
1、對操作員各方面能力要求高；
2、對維修工技能要求高，且工作量大；
3、易耗件多，備件成本高。
工藝系統
水煤漿作為替代重油的新型燃料已經在鍋爐和工業爐窯上得到一定程度的推廣套用。在電站鍋爐方面，已從蒸發量220 th鍋爐成功運行發展到670 th鍋爐的試運行；在工業鍋爐方面，全同有數十家鍋爐廠在設計製造不同容量的水煤漿鍋爐並成功運行。水煤漿套用於鋼鐵、陶瓷、玻璃等行業的T業爐窯也在推進之中其中不乏成功的經驗。 水煤漿鍋爐全部採用管道流態輸送和霧化實現短時間油自動點火操作簡單方便勞動強度遠低於燃煤鍋爐安全性高。鍋爐爐膛升溫迅速短時間內可達到900—1200~C實現水煤漿的連續穩定燃燒避免了燃煤鍋爐加煤時低溫燃燒不充分的重污染過程也避免了燃油鍋爐高溫(1300~C)燃燒產生的大量氮氧化物污染。在煙氣含塵量、含二氧化硫量等環保排放指標上均優於國家標準。
水煤漿鍋爐系統的基本流程水煤漿由供漿泵送入燃燒器經壓縮空氣(或蒸汽)霧化在一定條件下水煤漿在爐膛內穩定燃燒產生的高溫煙氣經鍋爐管束、省煤器等從鍋爐尾部排出通過除塵器達到環保標準後經引風機進入煙囪排入大氣。燃燒後的極少灰渣通過排渣系統排出爐外。水煤漿鍋爐系統除了具有和燃油、燃氣鍋爐系統相同的系統(供油系統或供氣系統、水處理系統、蒸汽或熱水系統、排煙系統)外還增加了供漿系統(包括儲漿罐、輸漿泵、日用漿罐、供漿泵、線上過濾器、流量計等)、霧化介質系統(空氣壓縮機、儲氣罐或蒸汽)、清洗水系統、除灰系統(出渣機、沉澱池)、煙氣處理系統(省煤器、帶文丘里管的濕式脫硫除塵器、引風機)。
燃燒方法
及工藝流程
1.空氣壓力霧化懸浮燃燒原理
水煤漿鍋爐設備配置流程圖
水煤漿鍋爐設備配置流程圖水煤漿與空氣經燃燒器以射流方式進入爐膛，促使煤漿氣流與熾熱煙氣產生強烈混合，水分迅速蒸發；同時水煤漿氣流又受到爐膛四壁和高溫火焰的輻射。而將懸浮在氣流中的煤顆粒迅速加熱，水煤漿顆粒獲得了足夠的熱量並達到了一定的溫度就開始著火燃燒。其著火熱隨燃料的性質和運行工況的變化而變化，鍋爐負荷低時，爐膛平均煙溫降低，燃燒器區域的煙溫也將降低。所以霧化燃燒固態排渣水煤漿鍋爐最低運行負荷在50%左右。
2.流化懸浮高效潔淨燃燒技術原理
將滴狀水煤漿投入燃燒室下部由石英砂和石灰石構成床料的熾熱流化床中，其溫度在850-950℃左右。水煤漿在熾熱的流化床料的加熱下迅速完成水分析出，揮發分析出並著火燃燒及焦碳燃燒過程。在流化狀態下顆粒狀水煤漿團進一步解體為細顆粒被熱煙氣帶出密相區進入懸浮室繼續燃燒。在燃燒室出口設有分離回輸裝置。被熱煙氣帶出的媒體物料和較大的水煤漿顆粒團被分離器分離、捕捉，通過分離器下部設定的回輸通道返回燃燒室下部密相區，既減少了煤體物料的損失，又實現了水煤漿顆粒團的循環燃燒，從而獲得高的燃燒效率。此外，低溫燃燒過程，有效的控制了熱力型NOx的形成。且由於媒體物料由石英砂與石灰石構成，石灰石在高溫下煅燒生成CaO，CaO與SO2反應進一步生成CaSO4，抑制了SO2的排放，而燃燒裝置的運行溫度是CaO脫硫的最佳運行溫度，可有效的減少SO2的排放
