水煤漿、生物質(zhì)成型燃料和醇基燃料在工業(yè)鍋爐的節(jié)能對比分析

禤偉波

（清遠聯(lián)智咨詢有限公司廣東清遠511500）

水煤漿、生物質(zhì)成型燃料和醇基燃料在工業(yè)鍋爐的節(jié)能對比分析

禤偉波

（清遠聯(lián)智咨詢有限公司廣東清遠511500）

闡述了水煤漿、生物質(zhì)成型燃料和醇基燃料的特征和燃燒方式；以4t/h低壓蒸汽鍋爐為例，對比分析了三種燃料的經(jīng)濟性和節(jié)能性。

工業(yè)鍋爐；節(jié)能

1　燃料特征

1.1水煤漿

水煤漿是由低灰、低硫的洗精煤、水和添加劑經(jīng)物理加工而成的煤基流體燃料，可以像油一樣泵送，經(jīng)霧化后噴入爐膛內(nèi)燃燒，可以直接用于各種鍋爐、爐窯燃燒[1]。本文所對比的水煤漿成分分析見表1。

表1　水煤漿的成分分析

1.2生物質(zhì)成型燃料

生物質(zhì)成型燃料是采用農(nóng)林廢棄物（秸稈、稻殼、木屑、樹枝等）為原料，通過專用設(shè)備在特定工藝條件下加工制成棒狀、塊狀或顆粒狀燃料。本文所對比的生物質(zhì)成型燃料成分分析見表2。

表2　生物質(zhì)成型燃料的成分分析

2　燃燒方式

2.1水煤漿

水煤漿通常采用霧化懸浮燃燒方式：水煤漿與空氣經(jīng)燃燒器以射流方式進入爐膛，通過紊流擴散的外回流風以及旋轉(zhuǎn)射流或鈍體穩(wěn)燃器產(chǎn)生的內(nèi)回流卷吸周圍的高溫煙氣，促使煤漿氣流與熾熱煙氣產(chǎn)生強烈混合，水分迅速蒸發(fā)；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并達到了一定的溫度就開始著火燃燒[3]。

2.2生物質(zhì)成型燃料

生物質(zhì)成型燃料通常采用層燃燃燒方式：生物質(zhì)成型燃料通過給料機送到爐膛內(nèi)預熱，所含水分被蒸發(fā)掉，然后被高溫煙氣加熱并發(fā)生熱解，接著發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生揮發(fā)分和焦炭，最后是焦炭與氧化劑的非均向反應(yīng)和揮發(fā)分的氣相反應(yīng)[4-5]。

2.3醇基燃料

在工業(yè)鍋爐應(yīng)用中，醇基燃料通常是采用霧化燃燒方式：燃燒過程分別為噴霧形成階段、蒸發(fā)階段、著火階段和燃燒階段。霧化得越好，霧化顆粒越小，產(chǎn)生的比表面積就越大，越容易與空氣充分混合，燃燒進行得就越完全，因而燃燒效率提高，達到節(jié)約燃料的目的[2]。

3　燃料經(jīng)濟性與節(jié)能性

本文以一臺4 t/h低壓蒸汽鍋爐為例，假設(shè)4t/h低壓蒸氣鍋爐熱功率為240×104kcal，燃水煤漿鍋爐熱效率取85%，燃生物質(zhì)燃料鍋爐熱效率取83%，燃醇基燃料鍋爐熱效率取93%，分別計算燃三種燃料鍋爐燃料消耗量，從而得出燃料成本及能耗。

按計算公式：燃料消耗量=鍋爐熱功率/鍋爐熱效率/燃料低位熱值，計算得出各種燃料的消耗量，然后得出產(chǎn)汽燃料成本。計算數(shù)據(jù)見表3。

表3　三種燃料產(chǎn)汽成本與能耗計算表

由表3分析數(shù)據(jù)可知，單位產(chǎn)品能耗排序：生物質(zhì)成型燃料＞水煤漿＞醇基燃料，醇基燃料鍋爐比水煤漿鍋爐在熱能利用方面節(jié)能7.6%；生產(chǎn)每噸蒸氣燃料成本排序：醇基燃料＞生物質(zhì)成型燃料＞水煤漿，醇基燃料供汽成本是水煤漿供汽成本的184%。

4　結(jié)語

本文通過對比分析水煤漿、生物質(zhì)成型燃料和醇基燃料三種工業(yè)鍋爐燃料的經(jīng)濟性與節(jié)能性，得出以下結(jié)論：（1）從經(jīng)濟方面上看，每噸蒸汽的燃料成本對比結(jié)果是：醇基燃料＞生物質(zhì)成型燃料＞水煤漿，可見水煤漿作為工業(yè)鍋爐燃料具有經(jīng)濟性優(yōu)勢。（2）從節(jié)能方面看，能耗（燃料）對比結(jié)果是：生物質(zhì)成型燃料＞水煤漿＞醇基燃料，可見醇基燃料最為節(jié)約能源。

[1]郭新全，禤偉波,賴木貴.中小型工業(yè)鍋爐脫硝技術(shù)的研究[J].潔凈煤技術(shù),2012（6）88-90+115.

[2]傅學政,管天球.醇基燃料高效燃燒技術(shù)研究[J].湖南科技學院學報,2006(5)73-75.

禤偉波（1989—），男，漢，廣東清遠人，本科，清遠聯(lián)智咨詢有限公司助理工程師，專業(yè)從事熱能與動力工程工作。