在我国三大化石能源矿产资源已探明储量中，煤炭占94%以上，石油和天然气仅占6%左右，这种资源条件使得我国的基础能源严重依赖煤炭，煤炭成为我国主要能源供给。

随着国家环保治理的深入，我国的能源消费结构发生了重大变化，煤炭在能源结构中占比逐步下降。但这无法改变我国未来很长一段时间仍将煤炭作为主要能源的地位。虽然经过不懈的努力和持续的能源结构调整，煤炭在我国能源生产总量占比已从80%以上降至目前的70%左右，消费总量占比从80%以上下降到去年的62%，但煤炭能源生产与消费绝对量依然非常高。对煤炭的使用方式也提出了更高的要求：清洁高效利用，实现超低排放。我公司于2003年开始对悬浮流化高效洁净燃烧水煤浆锅炉进行研发，煤炭清洁高效利用的燃烧技术已走在行业前列。

本文对我公司研发悬浮流化高效洁净燃烧水煤浆锅炉作简要介绍。

我公司从2003年起对水煤浆在工业锅炉上的应用技术和产品进行研究开发。现已开发出产品蒸发量从2t/h到260t/h（热水锅炉1.4-116MW），工作压力从0.7-9.81Mpa，蒸汽温度从饱和温度到过热540℃，产品型号主要为SZS系列、SHS系列和SHFS系列。目前SZS、SHS压力雾化燃烧方式的水煤浆锅炉在逐步淘汰，被新型SHFS型悬浮流化高效洁净燃烧水煤浆锅炉替代。

我公司与中国科学院工程热物理研究所合作研发的75t/h-260t/h的燃煤、燃水煤浆、以及燃煤泥的SHFS型悬浮流化高效洁净燃烧水煤浆锅炉，采用污染物控制技术脱硫和先进的循环流化床燃烧新技术，有效实现了炉内技术脱硫，且原始NOx排放浓度低于100mg/Nm³。这可以说在原有基础上又向前迈了一大步，具有积极的引领作用。

1、水煤浆悬浮流化高效洁净燃烧技术的原理：

将滴状水煤浆投入燃烧室下部由石英砂和石灰石构成床料的炽热流化床中，其温度在850-950℃左右。水煤浆在炽热的流化床料的加热下迅速完成水分析出，挥发份析出并着火燃烧及焦炭燃烧过程。在流化状态下颗粒状水煤浆团进一步解体为细颗粒被热烟气带出密相区进入悬浮室继续燃烧。在燃烧室出口设有分离回输装置（根据需要分为内外两种分离模式）。被热烟气带出的床层物料和较大的水煤浆颗粒团被分离器分离、捕集，通过分离器下部设置的回输通道返回燃烧室下部密相区，既减少了床层物料的损失，又实现了水煤浆颗粒团的循环燃烧，从而获得高的燃烧效率。此外，低温燃烧过程，有效抑制了热力型NOx的形成。且由于床层物料由石英砂和石灰石构成，石灰石在高温煅烧下生成CaO，燃烧装置的运行温度是CaO脱硫的最佳运行温度，CaO与SO2反应进一步生成CaSO4，大幅减少了SO2的初始排放。

2、水煤浆悬浮流化高效洁净燃烧技术的优点：

（1）实现了水煤浆的低温燃烧，解决了水煤浆悬浮燃烧带来的易于结焦、运行不稳定、安全性差的问题，同时抑制了热力型 NOx的生成与排放；（2）实现了着火燃烧后的水煤浆颗粒团的循环燃烧，具有高的燃烧效率；（3）利用石灰石与石英砂构成的媒体物料，辅之于低温燃烧技术实现了水煤浆燃烧过程中直接脱硫、脱硫系统简单、成本低；（4）采用分离回输燃尽装置提高了石灰石的利用率，减少了媒体物料的补充量，提高了燃烧效率；（5）负荷调节特性好，可在  100%~30%额定负荷范围内稳定运行，水煤浆品质适应性好；（6）降低了对水煤浆品质的要求，使制浆成本降低；（7）省略了价格昂贵的燃烧器与易出故障的雾化浆枪，不需要复杂的高压风浆系统及过滤器等设备，系统更为简单可靠；（8）运行稳定，操作简单，燃烧效率高，运用范围广，适合各种参数的锅炉。

3、悬浮流化高效洁净燃烧水煤浆锅炉具有以下技术特点：

1) 全膜式壁炉膛结构

锅炉采用全膜式壁炉膛结构，密封性能良好。

2) 高效旋风分离器

采用高效旋风分离器，可有效捕捉烟气中的细小颗粒，分离效率高，使循环物料量得到可靠保证。合理的内部设计使其具有磨损轻、阻力低、可靠性好的特点。

3) U 型自平衡返料器

采用非机械式的 U 型自平衡返料器，料位具有自平衡能力，同时又防止烟气反窜；返料风由专门的高压流化风机提供，通过调节，使物料顺利返回炉膛，保证物料稳定输送。

4) 水冷布风板等压风室

布风板由水冷壁管制成，管间布置风帽，形成膜式水冷布风板，使风室的整体热膨胀性好，易于密封，不易泄漏，保证风室内压力分配均匀。

5) 内嵌逆流柱型风帽

风帽分布均匀，保证物料均匀流化，防止结渣；采用优质耐热铸钢作为风帽材料，再加上独特的结构，使其耐磨性好，检修维护方便，具有很强的防漏渣功能。

6) 可靠的防磨措施

循环流化床锅炉燃烧系统的循环回路内由于灰浓度较高，受热面的防磨要慎重处理。为了保证锅炉长期可靠运行，本方案中采用预知防磨部位、主动设防的原则。在一些极易发生磨损的部位采用带销钉的带销钉的耐磨浇注料，特殊部位采用了金属喷涂、加防磨罩、防止烟气走廊的防磨措施。

7) 污染物控制技术

脱硫：采用炉内脱硫与尾部半干法脱硫相结合的方式；

脱硝：采用低温补燃、均均进风与布风、均均给煤、提高分离效率等技术，显著降低 NOx 原始排放浓度。

4、典型炉型的测试结果

我公司已成功将悬浮流化高效洁净水煤浆燃烧技术拓展应用于煤泥的燃烧以及水煤浆与污泥的配烧、废水制浆等。由于国内洗煤技术的推广，煤矿洗煤项目产生大量低热值的煤泥，不仅污染环境而且浪费大量能源。我公司在高效流化水煤浆悬浮燃烧技术基础上研发了煤泥燃烧技术，将煤泥挤入水煤浆流化床锅炉，采用煤泥大粒度高位给料，利用煤泥的高温凝聚结团使其在流化床内形成粒度较大的凝聚团，减少燃料的损失，提高燃烧效率，实现了煤泥的综合利用，真正实现了节能减排的目的。

工业污水、工艺废气、固体废渣（俗称工业三废），含有多种有毒、有害物质，若不经妥善处理，未达到规定的排放标准而排放到环境（大气、水域、土壤）中，超过环境自净能力的容许量，就对环境产生了污染，破坏生态平衡和自然资源，影响工农业生产和人民健康。我公司根据悬浮流化燃烧技术，创造性的将工业三废作为低品质燃料，采用悬浮流化燃烧方法，并配烧一定量的高品位水煤浆，在流化床内进行流化燃烧，达到制取高位热能蒸汽的目的。目前在临沂沂水鲁光化工的35t/h三废处理锅炉，为用户取得了巨大的经济和环境效益。