關(guān)于高效環(huán)保煤粉工業(yè)鍋爐技術(shù)的推廣和應(yīng)用

王玉剛

（山東省政府節(jié)能辦公室，濟(jì)南 250011）

關(guān)于高效環(huán)保煤粉工業(yè)鍋爐技術(shù)的推廣和應(yīng)用

王玉剛

（山東省政府節(jié)能辦公室，濟(jì)南 250011）

高效煤粉環(huán)保工業(yè)鍋爐技術(shù)是國(guó)家重點(diǎn)推廣的節(jié)能環(huán)保技術(shù)，對(duì)于提高煤炭清潔利用水平、改善大氣質(zhì)量具有重要意義。山東省是能源消費(fèi)大省，資源環(huán)境面臨重大壓力，加快高效煤粉環(huán)保工業(yè)鍋爐技術(shù)推廣應(yīng)用勢(shì)在必行。本文對(duì)山東省煤粉鍋爐以用現(xiàn)狀和問(wèn)題進(jìn)行分析，并參考其他地區(qū)推廣高效煤粉鍋爐的做法，提出了山東省推廣應(yīng)用高效煤粉鍋爐的途徑。

高效煤粉鍋爐；推廣；應(yīng)用；山東

高效環(huán)保煤粉工業(yè)鍋爐技術(shù)是我國(guó)在借鑒和消化德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家鍋爐燃燒技術(shù)的基礎(chǔ)上，研發(fā)成功的節(jié)能環(huán)保新技術(shù)，是國(guó)家重點(diǎn)推廣的節(jié)能產(chǎn)品。高效環(huán)保煤粉工業(yè)鍋爐技術(shù)的推廣和應(yīng)用，主要是指在煤炭清洗、煤粉制備、物流配送、煤粉儲(chǔ)存、鍋爐燃燒等環(huán)節(jié)進(jìn)行改造升級(jí)，實(shí)現(xiàn)煤炭清潔高效利用，使煙氣排放達(dá)到與天然氣鍋爐相當(dāng)?shù)乃?，?duì)改善大氣環(huán)境質(zhì)量、治理大氣污染具有十分重要的意義。

1　山東省燃煤工業(yè)鍋爐現(xiàn)狀

當(dāng)前，山東省實(shí)際在用燃煤工業(yè)鍋爐約2.1萬(wàn)臺(tái)，年煤炭消耗量1.15億噸，排放量約占全省二氧化碳、二氧化硫等排放總量的28％，是大氣污染物排放的重要源頭。濟(jì)南、淄博等城市群是全省區(qū)域大氣污染最嚴(yán)重的地區(qū)，嚴(yán)重影響生態(tài)環(huán)境和居民生活質(zhì)量。

（一）技術(shù)裝備落后。全省燃煤工業(yè)鍋爐中，1.55萬(wàn)臺(tái)為小型鍋爐，其中，2噸/時(shí)以下臺(tái)數(shù)占比達(dá)68％。在燃燒同樣煤炭的情況下，小型鍋爐的污染物排放是大型鍋爐的2-3倍。部分鍋爐老化嚴(yán)重，超過(guò)折舊年限、低能效、高排放的鍋爐仍在使用。據(jù)初步調(diào)查，老舊鍋爐的比例占到全省總量的10％，均屬于超標(biāo)排放鍋爐。

（二）運(yùn)行水平不高。鍋爐噸位普遍高于實(shí)際需求，運(yùn)行負(fù)荷波動(dòng)大，調(diào)節(jié)能力有限，實(shí)際運(yùn)行效率低。調(diào)查的重點(diǎn)用能企業(yè)中，近1/4企業(yè)的鍋爐空載運(yùn)行率在30％以上，每年因空載消耗的原煤約100萬(wàn)噸，既增加企業(yè)運(yùn)行成本，又加劇了能源消耗和污染物排放。

（三）燃料清潔性差、環(huán)保設(shè)施不到位。多數(shù)鍋爐用煤未進(jìn)行清潔洗選，煤種復(fù)雜、熱值不穩(wěn)定、灰分和含硫量高，大幅降低了鍋爐效率，加重了環(huán)境污染。多數(shù)10噸/時(shí)以下的燃煤工業(yè)鍋爐未配置有效的除塵裝置，基本沒(méi)有脫硫脫硝設(shè)施，排放超標(biāo)嚴(yán)重。由于污染源過(guò)于分散，偷排等環(huán)境違法現(xiàn)象突出。

（四）政策法規(guī)不完善。我省工業(yè)鍋爐以傳統(tǒng)的鏈條燃煤鍋爐為主，耗能高、污染嚴(yán)重。與其他省市比，煤粉鍋爐推廣應(yīng)用起步較晚，煤粉鍋爐設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行、檢測(cè)等技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)尚不完善，準(zhǔn)入門檻較低。煤粉鍋爐推廣應(yīng)用的激勵(lì)約束機(jī)制不健全，創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)動(dòng)力不足，市場(chǎng)缺乏節(jié)能減排的內(nèi)生動(dòng)力。

2　高效環(huán)保煤粉鍋爐技術(shù)特點(diǎn)

高效環(huán)保煤粉鍋爐系統(tǒng)在德國(guó)、法國(guó)、瑞典、荷蘭等歐洲國(guó)家已十分普及，十年前德國(guó)就已經(jīng)完全消滅了低效率、高能耗、高污染的鏈條爐，雖有少量的油氣鍋爐存在，但80％以上的鍋爐使用高效煤粉鍋爐，技術(shù)成熟、運(yùn)行穩(wěn)定、環(huán)保經(jīng)濟(jì)。國(guó)內(nèi)已經(jīng)有甘肅、內(nèi)蒙古、遼寧、山西、陜西等省市在使用高效煤粉鍋爐系統(tǒng)。

該系統(tǒng)采用煤粉集中制備、精密儲(chǔ)供粉、空氣分級(jí)燃燒、爐內(nèi)脫硫、鍋殼（或水管）式鍋爐換熱、高效布袋除塵、煙氣脫硫和全過(guò)程自動(dòng)控制等先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了燃煤鍋爐的高效運(yùn)行和潔凈排放，其燃料燃燒效率可達(dá)98％以上，熱效率達(dá)92％以上，煙塵排放每標(biāo)立方米在10毫克左右，爐內(nèi)脫硫率達(dá)到40％左右，二氧化硫和氮氧化合物排放均遠(yuǎn)低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，是傳統(tǒng)油氣鍋爐和高污染、高能耗燃煤鍋爐的理想升級(jí)換代產(chǎn)品，可廣泛適用于供熱生產(chǎn)、蒸汽生產(chǎn)等行業(yè)及區(qū)域鍋爐房供暖改造、鍋爐改造等。主要特點(diǎn)：一是潔凈燃燒。鍋爐采用布袋除塵器和爐內(nèi)脫硫，可吸入顆粒物和二氧化硫的排放完全達(dá)到天然氣供熱水平，如果采用新型的除塵膜技術(shù)，可吸入顆粒物可以降到每標(biāo)立方米1毫克，采用獨(dú)有專利技術(shù)的煙氣精脫硫技術(shù)，二氧化硫可以降到每標(biāo)立方米50毫克以下，完全達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。應(yīng)用特殊的燃燒技術(shù)，氮氧化合物的排放遠(yuǎn)低于天然氣，完全可以滿足城市環(huán)保的要求。由于沒(méi)有堆煤場(chǎng)地，全系統(tǒng)實(shí)行密閉運(yùn)行、集中排灰，所以無(wú)粉塵跑冒，從而實(shí)現(xiàn)了清潔化生產(chǎn)。二是高效節(jié)能。熱效率在92％以上，比傳統(tǒng)燃煤鍋爐高出近40個(gè)百分點(diǎn)，這種就地產(chǎn)熱、就近用熱、沒(méi)有長(zhǎng)距離輸送的供能新模式，是目前各種供能方式中綜合能源利用率最高的。實(shí)際的運(yùn)行成本均低于其他的供熱方式，熱價(jià)可以在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上下調(diào)10％。三是安全穩(wěn)定。鍋爐所有系統(tǒng)均由自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)控制運(yùn)行，站房可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守，減少用工數(shù)量，提高勞動(dòng)效率。通過(guò)采用一鍵點(diǎn)火控制系統(tǒng)、設(shè)置靜電接地、二氧化碳保護(hù)和防爆門，系統(tǒng)運(yùn)行安全穩(wěn)定。四是能源供應(yīng)有保障。我國(guó)的能源特點(diǎn)是“少油貧氣富煤”，煤炭充足供應(yīng)不成問(wèn)題，而這種方式既可以燒煤粉，又可以燒天然氣和油，還可以根據(jù)實(shí)際需要混燒，能源不單一、供應(yīng)有保障。五是投資小、占地少、見(jiàn)效快、機(jī)動(dòng)靈活。每蒸噸投資35-45萬(wàn)元，占地面積減少60％，當(dāng)年建設(shè)、當(dāng)年投運(yùn)，既可以供熱，又可以供應(yīng)生產(chǎn)用蒸汽，完全可以滿足城市供熱和工業(yè)發(fā)展的需求。六是形成新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。通過(guò)制定嚴(yán)格的煤粉加工和鍋爐制造管理標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)煤粉加工、鍋爐制造企業(yè)實(shí)施準(zhǔn)入，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，可以促進(jìn)煤粉加工、燃燒器、配料系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、鍋爐、除塵器、專運(yùn)車輛等裝備制造業(yè)，以及物流配送等生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)的發(fā)展。

3　蘭州市推廣應(yīng)用高效煤粉鍋爐的做法

自2010年起，甘肅省在蘭州市開(kāi)展高效煤粉鍋爐改造試點(diǎn)，全市現(xiàn)已建成煤粉工業(yè)鍋爐1200蒸噸，年煤粉制備能力達(dá)到220萬(wàn)噸。高效煤粉鍋爐熱效率達(dá)92％以上，節(jié)煤量50％以上，節(jié)電量達(dá)30％，綜合能源利用效率提高30％，煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放量遠(yuǎn)低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)值。從環(huán)境監(jiān)測(cè)看，2011-2014年，蘭州市空氣優(yōu)良天數(shù)分別為242天、270天、299天和313天。蘭州市通過(guò)推廣應(yīng)用高效煤粉鍋爐，有力地推動(dòng)了節(jié)能減排。

（一）發(fā)揮示范帶動(dòng)作用。蘭州市煤炭消耗量大、污染物排放重，燃煤鍋爐改造需求迫切。2011年，蘭州市確定對(duì)某機(jī)械廠鍋爐進(jìn)行改造，2012年改造完工并運(yùn)行，經(jīng)檢測(cè)，鍋爐熱效率達(dá)到93.36％，比普通鏈條鍋爐、水煤漿鍋爐和天然氣鍋爐分別高33、10和3個(gè)百分點(diǎn)，取得良好的示范效應(yīng)。

（二）淘汰低效燃煤工業(yè)鍋爐。對(duì)現(xiàn)有熱效率低、污染嚴(yán)重的低效燃煤鍋爐進(jìn)行摸底排查，加大淘汰力度。凡無(wú)法達(dá)到國(guó)家能耗和污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的燃煤鍋爐，統(tǒng)一進(jìn)行限期治理，達(dá)不到相關(guān)要求的，依法予以關(guān)停；對(duì)使用10年、5蒸噸以上的鏈條鍋爐，限期進(jìn)行高效煤粉鍋爐改造。

（三）提升煤粉鍋爐技術(shù)水平。針對(duì)以往煤粉鍋爐運(yùn)行中存在的運(yùn)行不穩(wěn)定、燃燒器壽命低、成本高等問(wèn)題，集中生產(chǎn)制造煤粉鍋爐核心部件。蘭州市熱力總公司應(yīng)用并改進(jìn)國(guó)內(nèi)先進(jìn)燃煤技術(shù)，投資建設(shè)的某熱力公司1臺(tái)20蒸噸鍋爐，二氧化硫、氮氧化物排放濃度分別為37毫克/立方米、67.5毫克/立方米，是鍋爐大氣污染物排放國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的18.5％和33.7％，大幅提升了能效和排放水平。

（四）推動(dòng)煤粉鍋爐產(chǎn)業(yè)發(fā)展。煤粉鍋爐的大范圍推廣應(yīng)用，帶動(dòng)了相關(guān)裝備制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在儲(chǔ)煤儲(chǔ)灰塔、除塵器、煤粉制備系統(tǒng)、燃燒器、自動(dòng)化控制系統(tǒng)、集中配送系統(tǒng)等方面，一批生產(chǎn)制造企業(yè)實(shí)現(xiàn)了自主化、規(guī)模化和產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。目前，甘肅省按常規(guī)鍋爐保有量1.2萬(wàn)臺(tái)測(cè)算，新改擴(kuò)建高效煤粉鍋爐市場(chǎng)規(guī)?？蛇_(dá)200億元。

（五）開(kāi)展分布式能源建設(shè)。在城市熱電聯(lián)產(chǎn)供熱和天然氣管網(wǎng)無(wú)法覆蓋到的地區(qū)以及工業(yè)園區(qū)，推廣以高效煤粉鍋爐技術(shù)為核心的分布式熱源動(dòng)力服務(wù)體系，鼓勵(lì)專業(yè)熱力公司集約化生產(chǎn)、管理，降低熱力系統(tǒng)投資和熱源成本，提高熱源效率，降低污染物排放。蘭州市通過(guò)對(duì)部分小區(qū)進(jìn)行高效煤粉鍋爐改造，實(shí)現(xiàn)了“一集中、二轉(zhuǎn)化、三不見(jiàn)、四節(jié)能”，即煤粉制備集中供應(yīng)，人工操作轉(zhuǎn)化為智能控制、煤粉灰轉(zhuǎn)化為混凝土原料，不見(jiàn)煤、不見(jiàn)灰、不見(jiàn)煙，節(jié)煤、節(jié)電、節(jié)人、節(jié)地，真正做到了城市供熱與居民生活和諧共處。

（六）加強(qiáng)煤粉鍋爐效能考核。蘭州市成立專門的工作指揮部，將高效煤粉鍋爐推廣應(yīng)用納入效能考核，經(jīng)信、建設(shè)、環(huán)保、發(fā)改、質(zhì)監(jiān)等部門依據(jù)各自職能，以保障煤粉鍋爐推廣為目標(biāo)，實(shí)事求是、創(chuàng)新思路，共同推進(jìn)項(xiàng)目建設(shè)。指揮部實(shí)行例會(huì)制度，分時(shí)段協(xié)調(diào)解決推廣過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，有效保障了工程進(jìn)度。

4　山東省推廣應(yīng)用高效煤粉鍋爐的途徑

山東省能源消費(fèi)居全國(guó)第一，資源環(huán)境壓力大，加快高效煤粉鍋爐推廣應(yīng)用，提高能源利用效率，減少大氣污染物排放迫在眉睫。

（一）規(guī)劃建設(shè)煤粉制備基地。推廣應(yīng)用高效煤粉鍋爐，必須與建設(shè)煤粉制備基地同步展開(kāi)，實(shí)現(xiàn)煤粉集中加工、集中配送、分散使用。建設(shè)高效煤粉制備基地，要按照區(qū)域內(nèi)鍋爐分布、煤粉需求等情況，統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一布局、統(tǒng)一建設(shè)；要具備完善的物流配送設(shè)施，煤粉供應(yīng)輻射周邊區(qū)域200公里以內(nèi)，最大限度的減少物流配送成本；單個(gè)煤粉制備基地年產(chǎn)量不低于100萬(wàn)噸，形成經(jīng)濟(jì)規(guī)模； 計(jì)量裝置齊備，具備完善的煤粉生產(chǎn)銷售統(tǒng)計(jì)和管理制度，煤粉產(chǎn)銷可計(jì)量、可監(jiān)測(cè)、可核查； 煤粉的質(zhì)量必須達(dá)到以下技術(shù)指標(biāo)：

揮發(fā)分　水分　灰分　硫含量　粒度　發(fā)熱量≥30％ ≤5％ ≤15％　≤0.6％　≥180目　≥5500大卡

（二）建設(shè)高效煤粉鍋爐示范工程。推廣應(yīng)用高效煤粉鍋爐，涉及發(fā)改、節(jié)能、財(cái)政、環(huán)保、住建、質(zhì)檢等領(lǐng)域，是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。各部門要密切配合、精心組織、協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)，按照政府引導(dǎo)與企業(yè)為主相結(jié)合、重點(diǎn)突破與全面推進(jìn)相結(jié)合的原則開(kāi)展工作?？捎烧嚓P(guān)部門牽頭，通過(guò)財(cái)政資金獎(jiǎng)勵(lì)的方式，集中改造一批高效煤粉鍋爐示范項(xiàng)目。高效煤粉鍋爐安全穩(wěn)定運(yùn)行后，鍋爐在額定工況下運(yùn)行，熱效率應(yīng)達(dá)到88％以上，煙氣排放要達(dá)到煙塵≤10mg/ Nm3、SO2≤100 mg/ Nm3、 NOX≤250mg/ Nm3，實(shí)現(xiàn)煙氣排放可穩(wěn)定達(dá)到與天然氣鍋爐相當(dāng)?shù)淖钚颅h(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。

（三）加快發(fā)展鍋爐裝備制造業(yè)。以現(xiàn)有鍋爐制造企業(yè)為龍頭，聯(lián)合國(guó)內(nèi)外鍋爐制造企業(yè)，全面實(shí)施鍋爐生產(chǎn)技術(shù)改造，提高系統(tǒng)集成能力，使?jié)稀⑻┌?、臨沂等市成為高效環(huán)保煤粉鍋爐制造基地。鼓勵(lì)通過(guò)引進(jìn)消化技術(shù)，發(fā)展煤粉研磨設(shè)備、煤粉儲(chǔ)存設(shè)備、煤粉運(yùn)輸專業(yè)車、布袋除塵設(shè)備等配套產(chǎn)品。鼓勵(lì)節(jié)能服務(wù)公司采取合同能源管理的模式，對(duì)高效環(huán)保煤粉鍋爐改造提供設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試、培訓(xùn)、維修、保養(yǎng)等服務(wù)。

（四）鼓勵(lì)分布式區(qū)域供熱。隨著城市發(fā)展速度加快，供熱管網(wǎng)升級(jí)改造越來(lái)越頻繁，因供熱管網(wǎng)多建于城市主干道路地下，改造帶來(lái)的擁堵、揚(yáng)塵等嚴(yán)重影響居民生活，造成社會(huì)資源浪費(fèi)。高效煤粉鍋爐供熱系統(tǒng)是一項(xiàng)節(jié)能環(huán)保、安全穩(wěn)定的供熱新模式，與熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱系統(tǒng)的“大投資、大鍋爐、大煙囪、大管網(wǎng)、受電廠制約和全年不間斷排放”相比，占地少、投資省，即停即開(kāi)、使用方便，運(yùn)行成本低、經(jīng)營(yíng)效益好。在城市供熱管網(wǎng)無(wú)法覆蓋到的地區(qū)、工業(yè)園區(qū)，可輕松、方便地設(shè)置鍋爐房，形成煤粉“鍋爐島”，實(shí)施分布式區(qū)域供熱。

（五）增加清潔能源供應(yīng)。黨的十八屆五中全會(huì)提出，推進(jìn)能源革命，加快能源技術(shù)創(chuàng)新，建設(shè)清潔低碳、安全高效的現(xiàn)代能源體系，推動(dòng)煤炭等化石能源清潔高效利用。國(guó)家、省出臺(tái)的大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃，要求推進(jìn)清潔煤利用，推廣應(yīng)用高效節(jié)能環(huán)保型鍋爐，提高能源使用效率。鑒于高效煤粉鍋爐排放標(biāo)準(zhǔn)已優(yōu)于天然氣排放，省有關(guān)部門應(yīng)盡快將高效煤粉鍋爐供熱作為一項(xiàng)清潔能源供熱系統(tǒng)，納入到大氣污染防治的重要舉措之中，予以大力推廣和應(yīng)用。

［1］國(guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃的通知（國(guó)發(fā)［2013］37號(hào)）.

［2］山東省2013-2020年大氣污染防治行動(dòng)規(guī)劃.

［3］關(guān)于印發(fā)山東省“工業(yè)綠動(dòng)力”計(jì)劃實(shí)施方案的通知（魯經(jīng)信資［2015］257號(hào)）.

［4］蘭州市熱力總公司.新型高效煤粉鍋爐供熱系統(tǒng)在城市熱能供應(yīng)中的推廣和應(yīng)用.2014.

［5］.山東省經(jīng)濟(jì)和信息化委員會(huì).蘭州市多措并舉加快高效煤粉鍋爐推廣應(yīng)用［J］，經(jīng)濟(jì)情況，2015.

（責(zé)任編輯：姚英）

A Research on Popularization and Application of High Efficiency and Environmental Protection of Coal Industry Boiler Technology

WANG Yugang
（Energy Conservation Office of Shandong Provincal Government，Jinan 25011）

High efficiency pulverized coal environmental protection industrial boiler technology which is the national key promotion of energy saving and environmental protection technology，has important significance for improving the level of coal cleaning utilization and air quality.As a big province of energy consumption，Shandong's resource and environment are under so great pressure that we should accelerate the application of the technology of high efficiency coal environmental protection industrial boiler.This paper analyses the status and problems of coal dust boiler in Shandong province，consults the method of promoting high efficiency pulverized coal boiler in other areas，and put forward the way to promote the application of high efficiency coal boiler in Shandong province.

High efficiency pulverized coal boiler； Popularization； Application； Shandong

TK176

A

10.3969/j.issn.1003-8256.2015.06.010

王玉剛（1964-），男，山東省政府節(jié)能辦公室，處長(zhǎng)，管理學(xué)碩士，研究方向?yàn)楣I(yè)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行監(jiān)測(cè)分析等。