水煤浆、生物质成型燃料和醇基燃料在工业锅炉的节能对比分析

禤伟波

（清远联智咨询有限公司广东清远511500）

水煤浆、生物质成型燃料和醇基燃料在工业锅炉的节能对比分析

禤伟波

（清远联智咨询有限公司广东清远511500）

阐述了水煤浆、生物质成型燃料和醇基燃料的特征和燃烧方式；以4t/h低压蒸汽锅炉为例，对比分析了三种燃料的经济性和节能性。

工业锅炉；节能

1　燃料特征

1.1水煤浆

水煤浆是由低灰、低硫的洗精煤、水和添加剂经物理加工而成的煤基流体燃料，可以像油一样泵送，经雾化后喷入炉膛内燃烧，可以直接用于各种锅炉、炉窑燃烧[1]。本文所对比的水煤浆成分分析见表1。

表1　水煤浆的成分分析

1.2生物质成型燃料

生物质成型燃料是采用农林废弃物（秸秆、稻壳、木屑、树枝等）为原料，通过专用设备在特定工艺条件下加工制成棒状、块状或颗粒状燃料。本文所对比的生物质成型燃料成分分析见表2。

表2　生物质成型燃料的成分分析

2　燃烧方式

2.1水煤浆

水煤浆通常采用雾化悬浮燃烧方式：水煤浆与空气经燃烧器以射流方式进入炉膛，通过紊流扩散的外回流风以及旋转射流或钝体稳燃器产生的内回流卷吸周围的高温烟气，促使煤浆气流与炽热烟气产生强烈混合，水分迅速蒸发；同时水煤浆气流又受到炉膛四壁和高温火焰的辐射，而将悬浮在气流中的煤颗粒迅速加热，水煤浆颗粒获得了足够的热量并达到了一定的温度就开始着火燃烧[3]。

2.2生物质成型燃料

生物质成型燃料通常采用层燃燃烧方式：生物质成型燃料通过给料机送到炉膛内预热，所含水分被蒸发掉，然后被高温烟气加热并发生热解，接着发生反应产生挥发分和焦炭，最后是焦炭与氧化剂的非均向反应和挥发分的气相反应[4-5]。

2.3醇基燃料

在工业锅炉应用中，醇基燃料通常是采用雾化燃烧方式：燃烧过程分别为喷雾形成阶段、蒸发阶段、着火阶段和燃烧阶段。雾化得越好，雾化颗粒越小，产生的比表面积就越大，越容易与空气充分混合，燃烧进行得就越完全，因而燃烧效率提高，达到节约燃料的目的[2]。

3　燃料经济性与节能性

本文以一台4 t/h低压蒸汽锅炉为例，假设4t/h低压蒸气锅炉热功率为240×104kcal，燃水煤浆锅炉热效率取85%，燃生物质燃料锅炉热效率取83%，燃醇基燃料锅炉热效率取93%，分别计算燃三种燃料锅炉燃料消耗量，从而得出燃料成本及能耗。

按计算公式：燃料消耗量=锅炉热功率/锅炉热效率/燃料低位热值，计算得出各种燃料的消耗量，然后得出产汽燃料成本。计算数据见表3。

表3　三种燃料产汽成本与能耗计算表

由表3分析数据可知，单位产品能耗排序：生物质成型燃料＞水煤浆＞醇基燃料，醇基燃料锅炉比水煤浆锅炉在热能利用方面节能7.6%；生产每吨蒸气燃料成本排序：醇基燃料＞生物质成型燃料＞水煤浆，醇基燃料供汽成本是水煤浆供汽成本的184%。

4　结语

本文通过对比分析水煤浆、生物质成型燃料和醇基燃料三种工业锅炉燃料的经济性与节能性，得出以下结论：（1）从经济方面上看，每吨蒸汽的燃料成本对比结果是：醇基燃料＞生物质成型燃料＞水煤浆，可见水煤浆作为工业锅炉燃料具有经济性优势。（2）从节能方面看，能耗（燃料）对比结果是：生物质成型燃料＞水煤浆＞醇基燃料，可见醇基燃料最为节约能源。

[1]郭新全，禤伟波,赖木贵.中小型工业锅炉脱硝技术的研究[J].洁净煤技术,2012（6）88-90+115.

[2]傅学政,管天球.醇基燃料高效燃烧技术研究[J].湖南科技学院学报,2006(5)73-75.

禤伟波（1989—），男，汉，广东清远人，本科，清远联智咨询有限公司助理工程师，专业从事热能与动力工程工作。