中国燃煤工业锅炉现状.pdf

r 中国 科技核心期刊 全国中文核心期刊 矿业类核心期刊J 中国燃煤工业锅炉现状 余 洁 ， 2 1 ． 煤炭科学研究总院 北京煤化工研究分院， 北京 1 0 0 0 1 3 ； 2 ． 煤炭资源高效开采 与洁净利用国家重点实验室 煤炭科学研究总院 ， 北京 1 0 0 0 1 3 摘要 介绍了中国工业锅 炉现状 ， 锅炉平均容量逐年增加 ， 燃煤锅 炉的容量和 台数 占工业 锅 炉总容量、 总台数 的6 5 ％左右。对近年 来锅炉产品进行 了统计分析 ， 结合 国家节能减排工 作的实施 ， 对在用燃煤工业锅 炉存在的问题进行分析。结果表 明 锅 炉总体技术水平落后 ， 单 机 容 量 小 ； 除 尘与 脱硫技 术 水 平 低 ， 燃 煤 锅 炉 污 染 物排 放 高 ； 自动控 制 水 平低 ； 锅 炉 用煤 质 量 不稳定 ， 不能满足锅 炉设计要 求； 锅 炉节能工作监督和管理 体 系不完善。提 出在城 市 中心 区 采用燃油、 燃气锅炉或 电加热锅炉 ， 推广新型高效煤粉锅 炉， 对燃煤工业锅炉节能减排改造给 以投融资扶持等措施 ， 以提 高燃煤工业锅 炉效率 ， 减少污染物排放 。 关键词 工业锅炉； 燃煤； 优质煤； 减排 ； 排 污费； 投融资 中图分类号 T K 2 2 9 ． 6 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 6 6 7 7 2 2 0 1 2 0 3 0 0 8 9 0 3 St a t u s a nd t r a ns f o r m a t i o n m e a s ur e s o f i nd us t r i a l c o a 1 ． fir e d b o i l e r i n Ch i n a Y U J i e 1 ． B e n g R e s e a r c h I n s t i t u t e o fC o a l C h e m i s t r y ， C h i n a C o a l R e s e a r c h I nst i t u t e ， B e n g 1 0 0 0 1 3 ， Chi na ； 2 ． S t a t e K e y L a b o r a t o ry o f H i g h E f fi c i e n t Mi n i n g a n d C l e a n U t i l i z a t i o n o f C o a l R e s o u r c e s C h i n a C o a l R e s e a r c h I n s t i t u t e ， B e ij i n g 1 0 0 0 1 3 ， C h i n a Abs t r a c t The a v e r a g e bo i l e r c a p a c i t y h a s b e e n i n c r e a s i n g y e a r b y y e a r i n Ch i n a， e s p e c i a l l y t h e c o a l fir e d b o i l e r ， wh o s e c a pa c i t y a n d q u a n t i t y ha v e a c c o u n t e d f o r a r o u n d 6 5 pe r c e n t o f t h e t o t a l c a p a c i t y a n d q ua n t i t y ． Ba s e d o n t h e n a t i o n a l s t a n d a r ds o f e n e r g y s a v i n g a n d e mi s s i o n r e d u c t i o n， a n a l y z e d t h e p r o bl e ms o f bo i l e r ， e s pe c i a l l y t he c o a l f i r e d b o i l e r s ． T he r e s u l t s s h o w t h a t t h e o v e r a l l b o i l e r t e c h no l o g y i s b a c k wa r d． s i n g l e ． b o i l e r c a p a c i t y i s l o we r a n d t h e d us t e x t r a c t i o n a nd d e s ul f u r a t i o n t e c h n o l o gy i s u n a d v a n c e d． Th e c o a 1 ． f i r e d b o i l e r s d i s c h a g e l a r g e a mo u n t s o f p o l l u t a n t a n d t h e a u t o ma t i c c o n t r o l s y s t e m a l s o c a n t wo r k we l 1 ．Th e q ua l i t y o f foe d c o a l i s S O i n s t a b l e t h a t i t c a n t me e t t h e d e ma n d o f b o i l e r d e s i g nme n t ． Th e s u p e r v i s i o n a n d ma n a g e me n t s y s t e ms for b o i l e r e ne r g y s a v i n g a r e f a u l t y ． I n o r d e r t o r e s o l v e t h o s e p r o b l e ms， p u t for wa r d s o me me t h o d s ， whi c h a r e a s f o l l o we d． En c o ur a g e t h e u s e o f o i l ． fi r e d， g a s - f i r e d o r e l e c t r i c a l l y h e a t e d b o i l e r i n u r ba n c e n t e r s ．Ex t e n d n e w t y p e s o f h i g h e f f i c i e n t p u l v e riz e d c o a l b o i l e r ．T r a ns f e I t i n c u r r e n t e n e r g y s a v i n g a nd e mi s s i o n r e d uc t i o n t e c h n o l o g y wi t h v e n t u r e c a p i t a l ， wh i c h wo u l d i mp r o v e t h e e ffic i e nc y o f i n d us t ria l c o a 1 ． fir e d b o i l e r a nd r e d u c e p o l l u t a n t e mi s s i o n ． Ke y wo r d s i n d us t r i a l b o i l e r； c o a l fi r e d； h i g h q u a l i t y c o a l ； e mi s s i o n r e du c t i o n； e mi s s i o n c h a r g e； v e n t u r e c a p i t a l 1 工业锅炉基本情 况 工业锅炉是重要的热能动力设备 ， 在国民经济发 展 、 居民生活中起着不可或缺 的作用 ， 同时工业锅炉 在使用过程中对环境造成 的污染也 日趋严重。据统 计 ， 截止 2 0 0 9年底， 中国在用锅炉 5 9 ． 5 2万 台， 其中 工业锅炉 5 8 ． 4 8万台 ， 占锅 炉总台数 的 9 8 ． 2 5 ％ ， 工 业锅炉总量呈逐年上升的态势 ， 统计数据见表 1 1 - 5 ] 。 表 1 在 用工业锅炉统计 收稿 日期 2 0 1 2 0 3 2 7 责任编辑 孙淑君 作者简介 余洁 1 9 6 O 一 ， 女， 四川青神人， 高级工程师， 从事洁净煤技术、 环境影响评价、 节能评估等方面的工作。 引用格式 余洁 中国燃煤工业锅炉现状[ J ] ． 洁净煤技术， 2 0 1 2 ， 1 8 3 8 9 9 1 ， 1 1 3 ． 余洁 中国燃煤工业锅炉现状 8 9 90 中国每年锅炉用煤 约 2 1 ． 5亿 t ， 电站锅炉用煤 约 1 5亿 t ， 工业锅炉用煤约 6 ． 5亿 t 。电站锅炉的 特点是单 台锅炉容量大 ， 锅炉 台数 占总 台数 比例小 于 1 ％ ， 经过多年研发 ， 电站锅炉的污染控制技术 成 熟 ， 污染控制较易实现。 工业锅炉量 大面广 ， 单 台锅 炉容量较小 ， 安 装 污染控制 系统 的经 济投 入相 对较 高， 目前 真正 安 装 、 运行污染物减排 系统 的锅 炉很少 ， 因此需加 强 燃煤工业锅炉节能减排技术 的推广应用。 2工业锅炉 生产情况 2 ． 1 锅炉平均容量逐年增加 通过对部分锅炉生产企业 的调查数据来看 ， 近 年来 ， 企业所 生产的锅炉 台数变化不 大 ， 但 总容量 增幅较大 ， 平均单台锅炉容量逐年增加。 近年来 随着城市集 中供热规模 的扩大及 环保 政策的实施 ， 工业 锅炉平均 容量还将 继续提 高， 小 容量燃煤工业锅炉数量将会退 出城市市场 ， 但在城 镇和农 村将 继 续使 用。从市 场需 求来 看 ， 不 大于 2 0 t ／ h的中小型燃煤工业锅炉仍将是 主流产品 ， 约 占总台数的 9 4 ％。表 2为部分锅炉企业 工业锅炉 生产情 况 J ， 不 同容量锅 炉产 品数据 台数 、 蒸吨 数 统计见表 3 、 表 4 J 。 表 2部分锅炉企业工业锅炉 生产 情况 表 3不同容量锅炉产量 台数 及占总量 比例 2 ． 2燃煤锅炉分析 量 、 总 台数 的 8 0 ％以上。锅 炉产品 中， 燃煤锅炉 占 据统计 ， 目前 在用 锅炉 中燃 煤锅 炉 约 占总容 总容量 、 总台数 的 6 5 ％左右 ， 统计数据 见表 5 。 表 5工业锅炉产品和燃煤锅炉数 据统计 注 不 计 余 热 锅 炉 。 燃煤锅炉所用的燃料 基本以烟煤为 主， 在烟煤 中又以 Ⅱ类烟煤 AI I 居多。在城市 中心 区以及对 环境要求严格 的地 区， 所 用锅炉基 本采用燃 油 、 燃 气锅炉或电加热锅炉 。 锅炉产品中， 燃用烟煤锅炉 的生产量 占总产量 台数 和总蒸吨数 的 5 0 ％～ 6 0 ％ ； 燃用无烟煤锅炉 的生产量 占总产量 、 总蒸 吨数的 1 ％左右 ； 燃用劣质 煤 、 褐煤、 贫煤的锅炉数量很少 ， 主要为循环流化床 锅炉。 3 燃煤 工业锅炉存在 的问题 自2 0世纪七八十年代以来 ， 国内曾先后通过 自 洁净煤技术 2 0 1 2年第 1 8卷第 3期 主开发和国际合作 ， 开展过许 多燃煤工业锅炉的技 术提高工作 ， 组织过不少燃煤技术的攻 关研究 。近 几年 国内燃煤工业锅炉技术 已得到发展和进步， 已 成功开发出小型煤粉燃烧技术 系统 ， 回燃式抛煤机 锅炉及关键技术 ， 链条锅炉分层 给料和变负荷控制 技术 ， 全程优 化配风及运行 自动诊 断控制技术 ， 燃 煤工业锅炉烟气 除尘 、 脱硫一体化技术等。大力发 展了集中供热和区域供热技术 ， 提高了工业锅炉 的 燃烧效率 ， 同时减少了污染物排放 。 但总体来看 ， 目前 中国燃煤工业锅炉 的运行状 况仍低于国外同类产品的水平 ， 锅 炉房整体系统 的 效率较低 ， 小型燃煤设备 污染物排放 超标严重 ， 燃 煤工业锅炉的节能减排工作任重道远。 3 ． 1 锅 炉 总体 技 术水 平 落后 。 单机 容量 小 燃煤工业锅炉数量多， 尽管平均容量逐年上升 ， 但单机容量仍然较小。容量 ≤3 5 t ／ h的锅炉数量约 占工业锅炉总台数的 9 6 ％， 其 中容量 ≤1 0 t ／ h的 占 8 0 ％。大多数锅炉为链条炉， 总体工艺水平较差 。 在燃 煤 工 业 锅 炉 中， 层 燃 炉 约 占总 容 量 的 8 0 ％ ， 不 同容量 的链条炉约 占4 5 ％ 。由于高效 、 环 保 、 节能的先进燃煤锅 炉还没有得 到推广应用 ， 燃 煤工业锅炉热效率较低 ， 约 6 2 ％左右 ， 且 自动化水 平低 、 污染物排放超标 。 目前锅炉存 在的问题有 运行负荷 较低 、 灰渣 含碳量高 、 过量空气系数大、 排烟温度高等。表 6为 燃用河北某矿区烟煤锅炉的热效率实测数据 ， 从实 测结果看 ， 所测锅炉的平均热效率为 5 7 ％ ， 而 2 t ／ h 锅炉的平均热效率仅达到 4 1 ％ ， 远低于锅炉的设计 热效率 。 表 6 燃 用河北某矿区烟煤锅炉的热效率 实测数 据 先进 国家 的燃煤 工业锅炉运 行热效率平 均为 8 0％ ～8 2％ [ 8 1 ，有些锅炉投运 已 2 0～ 3 0 a ， 其热效率 仍然很高 ， 如美国一台容量为 2 4 9 7 0 k g ／ h的蒸汽锅 炉 ， 投运 已有 2 3 a ， 其热效率仍达到 8 2 ％。 3 ． 2 除尘与脱硫技术低 ， 燃煤锅炉污染物排放高 工业锅 炉以燃煤为主 ， 年燃 煤量约在 6 ． 5亿 t 余洁 中国燃煤 T1【 锅炉现状 i 中国 科技核心期刊 全国中文核心期刊 矿业类 核心期刊J 左右。多数燃煤 工业 锅炉 的污染物排放 控制技术 水平低 ， 所采用 的除尘设施效 率不到 7 0 ％ ， 烟尘排 放超标 。由于脱硫设备 的投资和运行成本较高 ， 目 前工业锅炉基本没有配套脱硫装置 ， 特别是小型锅 炉 ， S O ， 排放普遍超标。现有湿式除尘脱硫一体化 装置实际脱硫效率一般为 3 0 ％～ 6 0 ％ ， 投 资和脱硫 成本都较高， 用户不愿使用 ， 环保部门很难监督。 近几年 ， 政 府大力推行燃煤 优质化工作 ， 强调 使用低硫煤 ， 这方 面有 了一定 的改善 ， 但从整体上 来讲 ， S O ， 排放超标仍然是锅炉排放 污染 的一个重 要 问题 。 3 ． 3自动 控制 水平低 许多锅炉缺少必要 的仪器仪表配置， 如炉膛温 度显示仪表 、 排烟温度计 、 氧量计 、 流量计 含水和 蒸汽 以及煤的计量等监测仪表。由于普遍未设热 电偶温度计对炉膛温度进行检测 ， 司炉工或管理人 员无法确定在实际负荷状态下炉膛 温度应控制 的 范围， 鼓 、 引风量与燃料供应量如何配 比； 更无法确 定在负荷变动情况下 ， 炉膛温度的变化 ， 鼓 、 引风量 与燃料应做怎样的相应调整。造成运行管理不善 ， 操作不 当， 排烟温度高， 炉渣含碳量高 、 炉膛 空气过 剩系数偏大等不 良状况 ， 锅炉效率 明显下 降， 煤耗 量增加。 3 ． 4用煤 质量 不稳 定 中国锅炉用煤品种多变、 质量不稳定， 且 以散煤 和原煤为主。一直没有像欧美国家那样， 采用链条锅 炉专用煤。中国燃煤工业锅炉以层燃锅炉为主， 煤炭 灰分和硫分普遍较高 ， 煤的发热量与挥发分波动大， 细末煤含量大， 无法满足层燃锅炉设计要求 如要求 粒度小于 6 mm的细末煤含量不大于 3 0 ％等 ， 既降 低锅炉热效率 ， 也增加了锅炉的污染物排放。 3 ． 5锅炉节能工作监督和管理体 系不完善 目前中国燃煤工业锅 炉的安全 、 环保和节能监 督严重分离。技术监督局负责安全监督 ， 每年年检 ， 工作较规范； 环保部 门负责污染物排放控制的监督 与管理 ， 按年抽查 ， 全面规 范管理难度 大； 一直没有 建立完善的 国家和地方节能管理体 系和能源执法 监督体系 ， 各地节能 中心只负责能效检测和技术服 务 ， 无人负责节能执法 。缺乏完善 的、 与市场经 济 发展相适应的国家和地方节能政策及相关标准， 已 有的标准多属 指导性 的， 未与设计规范 、 设备 制造 和实际应用相联系 ， 实施效果差 。导致技术落后 ， 下转第 1 1 3页 91 4 限位控制开关调整到正确位置后锁定。 3 ． 2 安装 要点 1 阀门与所 连接 烟道组合后 ， 在进行 吊装 时 的捆绑不得使阀杆承受外力 ， 避免阀杆及执行机构 受力而变形 ， 从而影响阀叶的转动和密封性 。 2 在烟道安装过程 中， 随时清理烟道 内的杂 物 ， 确保烟道安装结束后 内部无 杂物 ， 消 除运行 中 对阀门造成 的安全隐患。 3 当阀门在 烟道安装 后 ， 先外 观检查 阀 叶与 阀体的转动间隙 ， 后进行 手动调节 ， 检查 阀叶转动 情况 ， 全过程应无异常。 3 ． 3调 试 要点 1 在烟气进入余热锅 炉前 ， 接通 电源和 自动 控制回路 ， 进行 电动执行 机构带动 阀叶转动 ， 动作 信号正常， 阀叶转动正常 ， 全开和全 闭动作正常 ， 反 馈信号能正确传递实时工况。 2 S P或 P H锅炉 、 A Q C锅炉应先分别调试后 ， 同时稳定运 行 ， 适 时进行锅炉 的烘炉 、 煮炉、 吹管、 发电调试等 。 3 在水泥生产线正 常运转的条件下 ， 首先打 开余热锅炉出口电动阀门的5 0 ％， 观察生产线有无 异常。若无异常 ， 逐步将 出口电动 阀门开至 1 0 0 ％ ， 并随时观察生产线 的运行情况 。 4 以 1 0 ％～ 2 0 ％阀叶开启 量的速率逐步开启 余热锅炉及进 口电动阀门， 同时观察锅炉入 口烟气 r 中国科技核心期刊 全国中文核心 期刊 矿业类核心期刊J 温度 ， 每增加 电动调节 门阀 门的开启量 ， 应稳定运 行 3 0 m i n左右 ， 随时观察水泥生产线运转情况 。 5 当余 热 锅 炉进 口电 动 调节 阀 门全 开 至 1 0 0 ％ ， 水泥生产线运行正常。在调试过程 中， 可适 当调节旁通电动调节门 尤其是 A Q C余热锅炉 ， 待旁通电动调 节 阀门全关 闭后 ， 锅炉 带满 负荷工 作 ， 水泥生产线运行应正常。 6 在余 热锅炉烘 炉、 煮炉及汽轮发 电机组发 电等调试过程 中， 自动控 制系统投入 ， 随机调整监 控各电动调节门受热膨胀后 的动作状况 ， 动作应灵 敏可靠 。 7 通过调试各电动调节门的开启量 ， 保证余热 锅炉人 口风温在 3 0 mi n内由 3 0 0℃变化到 4 5 0℃ 左右。而汽轮机入 口主蒸汽温度 波动范围应控制 在 3 5℃以内。 8 通过 与水 泥生产线 高温风机、 窑尾及窑头 风机等的配合调试 ， 使之达到最佳平衡运行状态 。 4 结 语 通过分析 电动调 节门 的作用 、 工作原理 ， 把握 安装调试要点 ， 在河南省安装集 团有限责任公 司近 年来承建的中信集团 、 中材节能、 大连世达 、 海螺川 崎等 6 O多个水泥余热发电的施工项 目中， 逐步积累 了成熟的安装经验 ， 取得了 良好 的经济效益 和社会 效益 上接第 9 1页 高能耗 、 高污染的锅炉不 断进入市场 ， 严重影 响高 技术锅炉产品的推广与应用 。 4 结 论 1 工业锅炉 的效率 随容量 的增 加而提高 ， 因 此要限制小容量锅炉的生产和使用 ， 提倡集中供热 。 2 燃煤工业锅炉污染物减排可以采取清洁燃 料替代 、 燃用优质煤 洗选加工煤 、 配煤 、 采用烟气 脱硫与除尘技术 、 选 用新 型高效 煤粉锅炉 、 旧锅 炉 的技术改造等手段实现 。 3 从政策上应给予相应 的支撑 ， 如健全激励 政策 ， 对燃煤工业锅炉节能减排技术改造给以投融 资扶持 ； 加强对锅炉效率 和污染物排放的监督 和控 制 ； 提高排污费征收标准、 加大超标排放处罚力度 ； 制定和完善相关 的工业锅炉标 准 ； 推广先进 的工业 锅炉技术等。 黄克政 水泥余热 发电烟道 申_ 动调节 门的安装与调试 参考 文献 [ 1 ] 郭奎建． 2 0 0 5年特种设备统计分析[ J ] ． 中国特种设 备安全， 2 0 0 6 ， 2 2 5 3 4 3 7 ． [ 2 ] 郭奎建． 2 0 0 6年特种设备统计分析[ J ] ． 中国特种设 备安全 ， 2 0 0 7 ， 2 3 5 3 1 3 3 ． [ 3 ] 郭奎建． 2 0 0 7年 特种 设备 统计 分 析 [ J ] ． 中 国特 种设 备安全， 2 0 0 8 ， 2 4 5 3 3 3 5 ． [ 4 ] 郭奎建． 2 0 0 8年特种设备统计分析[ J ] ． 中国特种设 备安全 ， 2 0 0 9 ， 2 5 5 4 2 4 6 ． [ 5 ] 郭奎建． 2 0 0 9年 特种设 备 统计 分析 [ J ] ． 中 国特 种设 备安全 ， 2 0 1 0 ， 2 6 5 6 9 7 4 ． [ 6 ] 国家统计局能源统计 司． 中国能源统计年鉴 2 0 1 1 [ M] ． 北京 中国统计 出版社 ， 2 0 1 1 ． [ 7 ] 吴立新， 陈贵锋 ， 余洁， 等． 工业锅炉高效燃烧与污染 控制技术的跟踪研究[ R] ． 北京 煤炭科学研究总院 北京煤化工研究分院 ， 2 0 1 0 ． [ 8 ] 吴立新， 余洁． 燃煤工业锅炉技术[ J ] ． 洁净煤技术， 2 0 0 9 ， 1 2 6 5 3 5 6 ． 1 1 3