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1、水煤漿鍋爐的能效分析AnalysisofEnergyEfficiency ofCWS-firedBoiler0前言水煤漿在鍋爐和工業(yè)爐窯應用現狀燃料低位發(fā)熱量是計算鍋爐熱效率依據，因此必須單獨計算燃料水份對鍋爐能效的影響。水煤漿鍋爐的能效包括磨煤電耗、燃料中水份帶走的熱損失、鍋爐運行熱效率和鍋爐運行電耗等4個部分。水煤漿爐與鏈條爐和煤粉爐進行能效比較的前提1）同一種燃料。即指燃燒某種水煤漿的鍋爐與燃燒該水煤漿原料煤的鏈條爐及煤粉爐進行比較。如表1采用大同原煤及以該原煤研磨的大同水煤漿。2）電耗對能效影響的計算方法：磨煤電耗和運行電耗均分別
2、折算到磨制1kg水煤漿的電耗和輸送1kg水煤漿進爐膛燃燒的電耗。這些電耗對應的熱量占水煤漿低位發(fā)熱量對百分比即是對能效影響值。1水煤漿爐與鏈條爐的能效比較1.1燃料水份對水煤漿爐與鏈條爐能效的影響燃料中水份在爐膛被加熱至沸點，接著就汽化并把汽化后的水蒸氣過熱到鍋爐排煙溫度后排出爐外，這3個過程帶走的總熱量按文獻[1]進行計算（這里略去燃料中氫氣燃燒后生成水蒸氣的影響），計算結果列入表2。1.2磨煤電耗對兩種鍋爐能效的影響1.3水煤漿爐和鏈條爐運行電耗比較1.3.1水煤漿爐新增用電設備表5容量6t/h水煤漿爐新增用電設備及所配置電機功率1.
3、3.2水煤漿鍋爐運行中產生的飛灰量對引 風機電耗和環(huán)境的影響盡管水煤漿中含灰量很低，但燃料中大約90%灰分經鍋爐尾部排到爐外。按表1提供的大同煤和大同漿的含灰量可估算出飛灰量，其結果列在表6中。由于在鏈條爐中，燃料中僅約10%灰分經鍋爐尾部排到爐外。因此，水煤漿爐原始煙塵排放濃度大大超過鏈條爐。為了穩(wěn)定達到一類地區(qū)低于環(huán)保新標準100mg/Nm3的要求，不得不采用多管加布袋兩級除塵。由于布袋除塵器的阻力在1200~1500Pa，比通常采用多管加水膜兩級除塵增加阻力約600Pa，這導致引風機運行電耗增加15kWh（6t/h爐）。 水煤漿爐
4、1小時新增電耗36.95+15=51.95kWh對一臺6t/h水煤漿爐，與同容量鏈條爐相比（扣除不需要拖動爐排的電機功率2kW），水煤漿爐運行1小時增加電耗就是47.95kWh?？紤]部分新增設備屬間斷運行等因素，新增電耗取38.36kWh。這樣，以一臺6t/h水煤漿爐1小時約燃燒1.050t水煤漿計算，燃燒1t漿新增電耗是36.53kWh。1.4水煤漿爐和鏈條爐運行熱效率分析比較鏈條爐運行熱效率比水煤漿爐低。比較定性的。為了簡化，從反平衡角度進行分析。即略去化學不完全熱損失、散熱損失和灰渣熱損失的影響。導致鏈條爐比水煤漿爐運行熱效率低的主
5、要原因是機械不完全熱損失和排煙熱損失。深入分析可知，爐渣含碳量高、過量空氣系數大分別是鏈條爐這兩大熱損失超過水煤漿爐的關鍵原因。爐渣含碳量高的原因分析我國工業(yè)鍋爐設計煤種是Ⅱ類煙煤，其灰分和揮發(fā)份比大同原煤或Ⅱ級水煤漿的原料煤差很多（表8）這是影響燃盡的主要因素。燃料灰分對爐渣含碳量影響很大，從表8可算得：Ⅱ類煙煤的灰份是大同原煤的2.14~3.42倍，灰份高容易使煤在燃燒過程出現裹灰，碳被氧化的速度減慢，來不及燃盡就落入渣斗，使爐渣含碳量增高。此外，常用Ⅱ類煙煤揮發(fā)份也比大同原煤或Ⅱ級水煤漿的原料煤偏低，這也影響燃盡。表8Ⅱ類煙煤和大同
6、原煤的主要煤質特性鏈條爐爐膛過量空氣系數偏大的原因分析：鏈條爐排上燃料是分階段的層狀燃燒，盡管采用相應的分段送風等措施，但因燃料變化和爐排側密封不可能嚴密，為了防止局部缺氧，仍然必須選擇比水煤漿爐偏大的過量空氣系數。其次爐門和渣斗的漏風。通常爐膛出口的?≥1.4。水煤漿爐與煤粉爐一樣屬懸浮燃燒，煤粉與空氣混合較好；此外，爐膛密封也相對好。通常爐膛出口?≈1.25。基于上述分析鏈條爐比同一原料煤的水煤漿爐運行熱效率大約低2-3%。綜上所述，在水煤漿爐和鏈條爐能效比較中，因水煤漿水份、磨煤電耗及運行電耗對水煤漿爐能效產生影響為-8.714%；
7、而運行熱效率對水煤漿爐能效影響為+2~3%。因此，水煤漿爐能效比燃燒制漿原料煤的鏈條爐大約低5~7%。2水煤漿爐和煤粉爐的能效比較2.1水煤漿爐和煤粉爐磨煤電耗和運行熱效率可認為基本相同。2.2由于運行電耗增加，水煤漿鍋爐能效比煤粉爐低，這里僅取1%。2.3水分對水煤漿鍋爐能效的負面影響3.894%。3.結論與建議3.1由于單位熱量（如1MJ）的水煤漿價僅為重油價的二分之一；因此不管哪種容量的鍋爐，只要用水煤漿替代原先的重油燃燒，由于燃料費用顯著下降，故都能取得明顯的經濟效益。此外，水煤漿在能源安全方面有其重要意義。3.2與燃燒制漿原料煤
8、的鏈條爐相比，水煤漿爐運行熱效率高于鏈條爐2~3%，但因水煤漿磨煤電耗和水份帶走熱量以及運行增加的電耗等因素的影響，其總能效比燃燒制漿原料煤的鏈條爐要低5~7%。對于燃燒含水含灰相對多的Ⅱ、Ⅲ
