大慶石化公司煉油廠燃油鍋爐改造為150 t/h水煤漿鍋爐于2004年投入運(yùn)行。多年的工業(yè)應(yīng)用表明，水煤漿的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和環(huán)保價(jià)值較高。經(jīng)濟(jì)效益：比燃油節(jié)省，尤其在煤油廠，不僅博得了油漿的差價(jià)，還可提高重油深加工的效益。環(huán)保效益：有害氣體SO2、N0X灰塵的排放控制優(yōu)于普通鍋爐。
    從地域比較，能源短缺的南方地區(qū)比北方地區(qū)更適宜使用水煤漿鍋爐，從北方把精煤運(yùn)到南方，就地制漿，比運(yùn)輸原煤可大大節(jié)省運(yùn)力和運(yùn)輸成本。此外，水煤漿鍋爐的推廣還和地方政府的環(huán)保政策有關(guān)。燒油、氣雖然潔凈，但成本太高，很多小企業(yè)負(fù)擔(dān)過重。有些城市不允許燒原煤，水煤漿作為一種性價(jià)比中等的代用燃料允許燃用，富通新能源生產(chǎn)銷售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒木屑顆粒機(jī)壓制的木屑生物質(zhì)顆粒燃料。
1、燃料的性質(zhì)
    目前國內(nèi)生產(chǎn)水煤漿的企業(yè)有2類。一類是焦化廠、化驗(yàn)廠生產(chǎn)供德士古造氣爐用的水煤漿。另一類是專供鍋爐、爐窯作為燃料用的專業(yè)制漿廠，對制漿品質(zhì)有較嚴(yán)格的要求，國家水煤漿中心已制訂了水煤漿質(zhì)量的國家標(biāo)準(zhǔn)。水煤漿都用洗精煤為原料，所以它的低位熱值一般都能達(dá)到18810 kj/kg，但洗精煤的揮發(fā)份只有24%~25%，在設(shè)計(jì)鍋爐燃燒設(shè)備時應(yīng)予充分注意。
    由于煤質(zhì)的差異，不同煤種制成的漿其易燒程不同，需要配置不同的燃燒設(shè)備，每種燃燒設(shè)備燃用不同來源的漿則會得到不同的燃燒效果。
2、水煤漿的霧化
    水煤漿既然作為1種代油燃料，能像油一樣流動當(dāng)然也能像油一樣采用噴霧的方式在爐膛空間霧化成漿滴，漿滴水份蒸發(fā)后，其揮發(fā)份析出，燃燒過程幾乎和普通煤粉爐燃燒過程一樣。
  (1)霧化方法
    和燃油霧化類似，水煤漿噴化方式既有機(jī)械方式、汽力—氣力機(jī)械方式以及汽力—氣力方式。
    重油可以通過加熱來降低粘度，再通過機(jī)械方式將油甩成薄膜，薄膜和空氣強(qiáng)烈磨擦斯裂成細(xì)油滴；而水煤漿粘度比重油高得多，不可能像重油一樣加熱到150℃這樣高，因?yàn)闇囟冗_(dá)到80~115℃后添加劑會變質(zhì)，失去了流動性，粘度不降反增。所以單純用機(jī)械方法要消耗更高的能量，且機(jī)件內(nèi)部煤漿通道磨損加速，還會引起通道堵塞等問題。
    顯然，水煤漿霧化的難度比重油大，所以采用多級混合式蒸汽機(jī)械化噴咀。第1級霧化是用2層蒸汽流沖擊煤漿流。此時煤漿表面的水份遇到過熱蒸汽后立即汽化形成煤顆粒團(tuán)和蒸汽的混合物；第2級霧化是混合物的旋渦室及噴頭內(nèi)強(qiáng)烈擾動并多次沖擊壁面使混合進(jìn)一步均勻和細(xì)化顆粒團(tuán)；第3級霧化作用在于混合物在壓差的作用下高速噴出蒸汽。體積快速膨脹同時與護(hù)膛氣體強(qiáng)烈磨擦的共同作用把煤顆粒分散及粉碎，最終得到的煤粒團(tuán)尺寸約為80—100um。應(yīng)當(dāng)指出：汽、漿在噴槍內(nèi)混合時間極短，所以會有部分漿液未被烘干。
    (2)影響霧化質(zhì)量的因素
    ①汽—氣耗率。性能良好的Y型重油噴咀汽耗率一般為3%一5%．水煤漿噴咀則要達(dá)到15%—20%，
  ②粘度及濃度提高需增大氣耗率。
  ③蒸汽一空氣壓力適當(dāng)提高有利于霧化質(zhì)量的提高。
  ④蒸汽管和漿管為套管結(jié)構(gòu)時，蒸汽溫度過高易出現(xiàn)漿管因煤漿烤干而結(jié)塊形成堵塞。
  ⑤在不堵塞的前提下，較小的噴射孔徑對霧化有利。
  ⑥采用空氣霧化時，提高漿溫至80℃以下可改善粘度。實(shí)用中只加熱到40℃左右。
3、水煤漿的燃燒
   水煤漿噴入爐內(nèi)后經(jīng)干燥、揮發(fā)份析出并燃燒、最后焦碳燃完的過程。在利用過熱蒸汽作為霧化介質(zhì)的情況下，水煤漿大部分顆粒團(tuán)表面水份已在噴咀內(nèi)被過熱蒸汽加熱汽化，尚有顆粒團(tuán)內(nèi)部的少量水份需要進(jìn)入爐內(nèi)干燥汽化，因此及時送入一次風(fēng)將水蒸汽吹走或稀釋，以利揮發(fā)份的析出著火。由于顆粒團(tuán)周圍有水蒸汽進(jìn)一步吸熱推遲了揮發(fā)份的析出，所以著火點(diǎn)必然是遲后的，一般延遲0.3-0.5m。大量的水蒸汽存在也使火焰溫度比煤粉爐低IOO—200 ℃。然而水份的存在也可能帶來2種有利的作用：(1)結(jié)團(tuán)在強(qiáng)熱的作用下內(nèi)部水份汽化使用炸裂或形成容易燃燒的多孔性結(jié)構(gòu)；(2)焦氣化反應(yīng)，形成co、CHz、H2等中間產(chǎn)物，加速焦碳燃燒，這多少彌補(bǔ)了水份的不利因素。實(shí)踐證明設(shè)計(jì)合理的水煤漿鍋爐其燃燼率，鍋爐效率和煤粉爐不相上下。大慶石化公司煉油廠水煤漿鍋爐的燃燼率高于99%。
4、150t/h水煤漿鍋爐設(shè)計(jì)特性
    (1)采用較寬松的爐膛燃燒空間，窖熱負(fù)荷取得較低(505 MJ/m3·h)，煤顆粒在爐膛內(nèi)的停留時間為3.23s。
    (2)爐膛斷面取得較大(9.32 Ml/m3·h)，以減輕燃燒器區(qū)域的結(jié)渣。大慶石化公司煉油廠的灰渣流動溫度僅為1302℃，屬易結(jié)渣煤。
    (3)采用四角切向燃燒方式。四角布置直流燃燒器，其射流在爐中央形成1個旋轉(zhuǎn)的火球（從電視畫面上即可看到），火炬按螺旋線上升所以行程長。每個角的漿霧炬一方面靠自身卷吸熱煙氣加熱，另一方面4支火炬互為加熱點(diǎn)火。
    (4)根據(jù)燃料互補(bǔ)型配風(fēng)特點(diǎn)，瓦斯噴咀和煤漿噴咀間隔布置，方便運(yùn)行中燃料的切換。瓦斯噴咀按發(fā)光火焰設(shè)計(jì)，以便于使用權(quán)爐膛出品溫度和燒漿時接近，使噴水減溫器工作比較平穩(wěn)。
    (5)采用自制冷凝水減溫，調(diào)溫能力強(qiáng)。
    (6)熱風(fēng)溫度350℃，高溫風(fēng)可加熱汽化和揮發(fā)份析出、著火。
    (7)由于煤灰流動溫度極低(1320℃)，所以只布置了有限的保溫衛(wèi)燃帶以幫助著火。
5、優(yōu)化操作運(yùn)行
    (1)鍋爐安裝過程中，運(yùn)行操作人員應(yīng)熟悉設(shè)備圖紙資料，以便掌握設(shè)備的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，一旦安裝完畢，保溫包覆后，鍋爐內(nèi)部的結(jié)構(gòu)有時無法辨別。例如：風(fēng)門實(shí)際開度和外部操作連桿之間的關(guān)系，安裝時未標(biāo)識清楚，造成開關(guān)混亂，燒壞瓦斯風(fēng)道。火檢引出布置不當(dāng)，和汽漿管線不相容，造成火檢失靈。
    (2)鍋爐啟動前應(yīng)做冷態(tài)動力場試驗(yàn)，測定實(shí)際的四角分配偏差，四角風(fēng)量大小應(yīng)調(diào)平，為日后熱態(tài)運(yùn)行調(diào)整提供依據(jù)。F、T2臺電視屏顯示差別大，顯然爐內(nèi)流場有別，原因是安裝先天誤差帶是后天結(jié)渣引起的，需要分析的依據(jù)。四角切向燃燒是組合燃燒，爐內(nèi)燃燒穩(wěn)定性、火焰充滿度、火炬不掃爐墻、不結(jié)渣、燃燼度均和四角均等配風(fēng)及單角配風(fēng)的合理性有關(guān)。
    (3)漿清洗、水霧化管道及附件冷態(tài)下應(yīng)沖洗干凈，不允許殘留固體顆粒，閥門附件應(yīng)檢查是否切換正常。
    (4)漿、汽、水各層管線接頭層次分明，色標(biāo)正確，以免接錯管線。
    (5)煤漿槍伸出噴口的距離以減輕噴咀附近結(jié)渣為準(zhǔn)，并必須固定，切忌縮入套管中。
    (6)瓦斯和漿混燒工況應(yīng)避免瓦斯和漿搶風(fēng)。
    (7)-次風(fēng)量18%—20%。既可推遲著火點(diǎn)，減輕噴口結(jié)渣，又可使350℃的熱風(fēng)把漿團(tuán)周圍的水蒸汽吹掃和稀釋，加速揮發(fā)份析cH{燃燒。
    (8)完善FSSS系統(tǒng)，防止意外事故發(fā)生。
    (9)漿壓和汽壓采用差壓控制，確保漿壓流量穩(wěn)定、配比合理。
    (10)規(guī)范投，停槍操作程序，避免堵槍，避免汽壓壓制噴漿管，避免噴頭急冷急熱。
    (11)定時檢驗(yàn)噴頭磨損情況，并及時更換零件。
6、結(jié)束語
    我國作為主要的動力燃料之一的石油、天然氣非常短缺，已是世界上第二大進(jìn)口國。因此煤炭仍是我國的主要動力用煤。以煤代油是既定國策，大慶石化公司燃油鍋爐改造為150t/h水煤漿鍋爐后，已平穩(wěn)安全運(yùn)行了6a，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益的雙贏，值得在同類煉油企業(yè)中推廣應(yīng)用，三門峽富通新能源不但生產(chǎn)銷售生物質(zhì)鍋爐，而且還銷售木屑顆粒機(jī)等生物質(zhì)燃料成型機(jī)械設(shè)備，木屑顆粒機(jī)專業(yè)壓制生物質(zhì)顆粒燃料，生物質(zhì)顆粒燃料主要供生物質(zhì)鍋爐燃燒使用。