水煤漿是20世紀70年代石油危機中發(fā)展起來的一種新型煤基流體低污染代油燃料。它既保持 了煤炭 原有的物理特性，又具有石油一樣的流動性和穩(wěn)定性，被稱為液態(tài)煤炭產品。水煤漿技術包 括水煤漿制備、儲運、燃燒等關鍵技術，是一項涉及多門學科的系統(tǒng)技術。水煤漿具有燃燒 效率高、污染物排放低等特點，可用于電站鍋爐、工業(yè)鍋爐和工業(yè)窯爐代油、代氣、代煤燃 燒，亦可作為氣化原料，用于生產合成氨、合成甲醇等。水煤漿技術是我國現階段適宜的 代油、環(huán)保、節(jié)能技術。發(fā)展水煤漿技術，用煤制取清潔燃料，以煤代油, 是我國能源長期 穩(wěn)定發(fā)展的戰(zhàn)略選擇和現實選擇。
1 國內外水煤漿技術的發(fā)展現狀及市場前景
1.1 國外水煤漿技術發(fā)展現狀
目前，日本有50萬t/a的制漿廠和經管道運輸至電廠的工業(yè)示 范項目 。日本還注意水煤漿專用鍋爐的制造研究，與中國合作進行的220t/h水煤漿專用鍋 爐可同時裝備燒油系統(tǒng)，是中日兩國合作的綠色援助計劃之一。
法國艾米路希電廠是世界上最為成功的煤泥水煤漿用戶，自1990年以來，該廠367t/h循環(huán)流 化床鍋爐一直燃用煤泥制成的水煤漿，濃度為67%，低位發(fā)熱量10.47MJ/kg，燃 燒效率為98%。
美國結合煤氣化聯合循環(huán)發(fā)電（IGCC）和德士古氣化工藝，對超低灰水煤漿直接在燃氣輪機 上燃燒的技術進行了系統(tǒng)研究，目前該技術系統(tǒng)在繼續(xù)研究之中。俄羅斯主要開發(fā)670t/h 電站鍋爐及中小鍋爐燃燒水煤漿技術。
1.2 我國水煤漿技術發(fā)展現狀及其前景
1.2.1 發(fā)展現狀
我國自1982年開始，經歷了“六五”到“九五”4個五年計劃的攻關，共取得水煤漿技術重 大科技成果33項，在技術開發(fā)、工業(yè)化制漿及燃燒等方面具備一定基礎和能力，技術已趨于 成 熟，能滿足工業(yè)化應用的基本要求。截止2002年底，我國共有水煤漿廠15座，設計能力約 為4.26Mt/a，是5年前的6.5倍，水煤漿廠的數量和總生產能力均居世界第一位。
經過多年的研究與開發(fā)，我國已形成符合自己特點的水煤漿系統(tǒng)技術，培養(yǎng)了1支具有較 高水 平的科研、設計、生產和管理的科技隊伍。建立了以國家水煤漿工程技術研究中心為核心的 科研開發(fā)、工程轉化與生產制造的技術推廣網絡。主要包括國家水煤漿工程技術研究中心（ 工藝系統(tǒng)集成、技術研究、推廣應用）、中國礦業(yè)大學北京校區(qū)（制漿工藝和技術研究）、 浙江大學（水煤漿燃燒技術開發(fā)）、北京煤炭設計研究院（工程設計）、平頂山選煤設計 院（工程設計）、南京大學和淮南合成材料廠（添加劑的研制與生產）、煤科總院唐山分院 管運所（水煤漿的輸送）、中科院力學所和北京科技大學（鍋爐、窯爐燃用水煤漿技術）等 單位。他們在水煤漿的理論研究、制漿技術、燃燒技術、儲存和管道輸送技術等諸 多領域進行了研究和開發(fā)，并在水煤漿技術開發(fā)和應用方面成為水煤漿技術開發(fā)的骨干力量。
1.2.2 我國水煤漿代油燃燒市場前景
我國燃料油消費量大, 主要為電力、石油、石化行業(yè)和建材窯爐燃油。目前我國有大小燃油 火力發(fā)電廠95個，燃料油用量近700萬 t，占市場總量的50%；陶瓷廠上千家，燃料油用量占市場總量的35%，分布以佛山和南海為 主。由于油價上漲，企業(yè)為了生存和發(fā)展，被迫改燒粉煤或水煤漿，以降低生產成本，目前 有20%的鍋爐改燒煤炭或水煤漿。“十五”期間，水煤漿年需求量在200萬t左右。
水煤漿的發(fā)展，關鍵在于市場，過低或過高估計其市場能力都會對水煤漿的發(fā)展產生不利影 響。根據“十五”期間全國燃料油節(jié)約和替代規(guī)劃，全國節(jié)約和替代燃油量1600萬t。其中 ，廣東 省節(jié)約和替代量為 230萬t，其中電廠改燒水煤漿代油30萬t；遼寧省節(jié)約和替代量為 176.6 萬t，其中電廠改燒水煤漿代油9.5萬t；江蘇省節(jié)約和替代量為 125.2萬t，其中利用德士古 氣化工藝代油30.5萬t；山東省節(jié)約和替代量為 123.1萬t。
據統(tǒng)計，北京地區(qū)燃油機組裝機容量達500MW以上,燃油量約312萬t。燃油鍋爐若不改造，意 味著 承受較大的經濟負擔,如果改燒水煤漿,不僅系統(tǒng)簡單、改造投資少,而且運行費用相對較低 。“十五”期間北京水煤漿年需求總量在100～150萬t。
因此，水煤漿代油燃燒的主要市場在石油石化和電力行業(yè),區(qū)域上以廣東省為主。
根據目前市場需求, 若國內石油價格維持在20美元/桶以上，再加上國家政策支持，目前 可形成水煤漿生產能力800萬t/a左右。
從將來可能的水煤漿市場需求情況看：電站鍋爐燃用水煤漿約為433～515萬t，占總用漿量8 00萬t的55%～65%，其它為供熱鍋爐或工業(yè)窯爐。因此，燃油電站將是水煤漿代油的最大市 場，燃油相對集中的廣東、遼寧、山東等地區(qū)是水煤漿代油的重點地區(qū)。
2 我國水煤漿技術發(fā)展存在的主要問題
（1）水煤漿制備、輸送、儲備和燃燒技術有待提高。水煤漿磨礦設備、攪拌設備需進一 步提高機械性能，并進一步減少電耗；制漿廠缺少在線質量檢測手段。螺桿泵比其它種類的 泵更適合輸送水煤漿，但其定子、轉子、軸封等部件壽命較短。水煤漿雖然一般儲存在帶有 攪拌裝置的貯罐中，但往往會產生一些沉淀，影響使用。
水煤漿燃燒器尚未形成系列化，不能滿足不同用戶燃用水煤漿的需求，噴嘴壽命較短(小于2 000h)。水煤漿燃燒配套設備運行可靠程度較低，預燃室存在結渣問題，低投入的干法除塵設備有待進一步開發(fā)。
（2）水煤漿技術應用有一定局限性。一是適宜制水煤漿的煤種有一定范圍，主要為中等變質程度煤，低變質程度的褐煤成漿性差，高變質程度的無煙煤燃燒困難；二是受水煤漿穩(wěn)定性和運輸價格的影響,運輸距離受到限制；三是部分原設計燃油的鍋爐或窯爐，受爐體結構或周邊場地的限制，改燒水煤漿難度較大。四是與燒油相比，改燒水煤漿后鍋爐出力有所下降，依鍋爐類型不同，負荷將下降20%左右；五是環(huán)保效益不十分突出，還需要配套除塵和除渣設備。
?。?）需要政府加強宏觀指導，合理規(guī)劃并通過技術引導和配套政策的支持，促進市場 良性發(fā)展。
3 水煤漿技術、經濟、環(huán)境評價
?。?）水煤漿代油燃燒具有很好的經濟效益，抗風險能力強。在目前價格水平下， 油 價下降40%或水煤漿價格上漲67%，燃用水煤漿和燃用油，其運行成本相當；若是價格在± 30%內波動，無論是電站鍋爐還是工業(yè)鍋爐，水煤漿代油都有較好的經濟效益。
（2）水煤漿代替煤粉燃燒，將會增加運行成本，在經濟上為負效益。環(huán)境評價結果表明， 在煤質相同情況下，燃燒水煤漿和煤粉，無論是污染物排放總量，還是排放濃度都很接近， 水煤漿沒有明顯的環(huán)境優(yōu)勢，因此水煤漿代替煤粉燃燒，市場潛力不大。
（3）水煤漿在大城市代替天然氣，其應用范圍有限，如在北京市水煤漿代天然氣只能在其 二類區(qū)的B區(qū)有競爭力，且對水煤漿質量尤其硫分含量有嚴格要求，一般來說水煤漿硫分應 控制在0.35%以內，對于脫硫型水煤漿，在目前技術水平下，脫硫率只能達到30%，水煤漿硫 分應控制在0.5%以內，同時對燃燒裝置也有要求，最好使用在集中供熱和熱電聯產裝置上， 采取高效的除塵脫硫裝置如布袋除塵器或靜電除塵器等，除塵效率要大于98%。加強水煤漿 燃燒技術及裝備可靠性研究，能提高水煤漿的使用量。
?。?）燃油鍋爐改為水煤漿鍋爐不多的主要原因是目前鍋爐燃燒、出力、效率 等方面尚存在不少問題，尤其是設備的 可靠性差，將直接影響企業(yè)的正常生產，因此應加大燃燒成套設備技術的研究和攻關 。
4 水煤漿技術發(fā)展的政策性建議
從目前的市場情況看 ，制漿廠能力并沒有完全發(fā)揮，存在供過于求現象。主要原因是制漿和用漿2個市場的發(fā)展 不協(xié)調，水煤漿制漿沒有形成經濟規(guī)模，燃燒技術還有待進一步完善。國家必須對水煤漿廠 的建設進行統(tǒng)籌安排，發(fā)展有一定經濟規(guī)模的水煤漿廠，做好區(qū)域性漿廠布局規(guī)劃和區(qū)域性 用戶儲配供應的建設。需要制定合理的配套技術經濟政策，由政府部門通過政策引導加強 宏觀指導，促進制漿和用漿2個市場的平衡、協(xié)調發(fā)展。
4.1 已有政策
發(fā)展水煤漿工業(yè)應用，不僅符合早期國家制定的“以煤代油、壓縮燒油”的能源政策和環(huán)保 政策，還被列為1989年《國務院關于當前產業(yè)政策要點的決定》中重點支持的產業(yè)、產品； 1997年修訂的《外商投資產業(yè)指導目錄》、《中國高新技術產品出口目錄》（序號07201070），1999年國家經貿委發(fā)布的《近期行業(yè)技術發(fā)展重點》，2001年國家經貿委發(fā)布的《當前國家重點鼓勵的產品技術和產業(yè)目錄》中也將發(fā)展水煤漿技術列為重點發(fā)展技術；2001年國家計劃發(fā)展委員會發(fā)布的《國民經濟和社會發(fā)展第十個五年計劃能源發(fā)展重點專項規(guī)劃》和《當前優(yōu)先發(fā)展的高新技術產業(yè)化重點領域指南》中也把水煤漿作為加快開發(fā)和推廣應用的潔凈煤技術之一，逐步提高清潔利用水平和利用效率，從而更好地保護環(huán)境，走可持續(xù)發(fā)展之路。2001年原國家經貿委發(fā)布的《節(jié)約和替代燃料油“十五”規(guī)劃》中把水煤漿技術作為替代燃料油的重要技術之一。
4.2 政策性建議
4.2.1 進一步提高水煤漿生產及設備質量
?。?）單系統(tǒng)能力25萬t/a和50萬t/a配套的專用設備（磨機、調漿器、高剪切強化泵、大 型儲罐等）的研制和燃燒器、噴嘴的大型化、系列化開發(fā)。
?。?）大型化、系列化燃燒設備的配套（包括水煤漿專用鍋爐、噴嘴、除塵、排渣、脫硫、 脫硝設備）和規(guī)范，以提高設備的可靠性。
（3）建立和完善水煤漿生產管理的標準化體系。
（4）水煤漿在線檢測儀器和質量檢測方法的開發(fā)研究。
（5）高穩(wěn)定性脫硫環(huán)保型水煤漿技術的開發(fā)等。
4.2.2 加大宏觀調控和政策扶持力度
(1)應加強水煤漿廠及燃燒改造工程設計的組織工作。加強協(xié)作，集中優(yōu)勢力量，設計優(yōu) 質示范工程，避免水煤漿廠和燃燒改造工程的低水平重復。
(2)在水煤漿廠的建設布局上，應作好宏觀調控和統(tǒng)一規(guī)劃。因為水煤漿的運距對水煤漿市 場的發(fā)展有很大影響,所以應該考慮合理運輸半徑和合理經濟規(guī)模，做到布局合理，避免盲 目投資和重復建設。在必須使用水煤漿代油的條件下，按目前水 煤漿的運價（0.40元/t•km），水煤漿的極限運距為800km。在目前的運價水平下（煤：0.1 5元/t•km,水煤漿0.40元/t•km）水煤漿的合理運輸距離在200km，超過200km應鼓勵發(fā)展 用戶 型水煤漿廠和用戶集中地的集中型水煤漿廠。礦區(qū)漿廠應走利用浮選精煤高濃度制漿或煤泥 制備經濟型水煤漿的道路，并配套建設熱電廠，走煤、熱、電一體化之路，努力改善礦區(qū) 生態(tài)環(huán)境。
(3)對目前有示范意義的水煤漿生產和應用企業(yè),應組織清潔示范企業(yè)試點,“制漿-運輸-燃 燒"一體化， 并給予國債貼息貸款或優(yōu)惠貸款。
(4)水煤漿生產和使用企業(yè)應享受高新技術企業(yè)待遇，過渡性減免所得稅3年。應繼續(xù)執(zhí)行還 貸期內水煤漿發(fā)電電價與燃油發(fā)電同價，給予水煤漿發(fā)電優(yōu)先上網的政策。
(5)要淘汰規(guī)模小、沒有用戶保證的水煤漿廠。
4.2.3 進一步進行技術示范與應用推廣
?。?）建設單機生產能力30～50萬t/a，生產規(guī)模50～100萬t/a的水煤漿生產廠。
?。?）大型燃油鍋爐改燒水煤漿示范。
?。?）“制漿-管道運輸-電站燃燒”示范工程。
?。?）城市應用水煤漿供熱與建立中央型的水煤漿儲罐示范工程等。
(本文第一作者為國務院發(fā)展研究中心資深研究員)