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，濟南 250011）

高效煤粉環(huán)保工業(yè)鍋爐技術(shù)是國家重點推廣的節(jié)能環(huán)保技術(shù)，對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)用勢在必行。本文對山東省煤粉鍋爐以用現(xiàn)狀和問題進行分析，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)是我國在借鑒和消化德國等發(fā)達(dá)國家鍋爐燃燒技術(shù)的基礎(chǔ)上，研發(fā)成功的節(jié)能環(huán)保新技術(shù)，是國家重點推廣的節(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、煤粉儲存、鍋爐燃燒等環(huán)節(jié)進行改造升級，實現(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剑瑢Ω纳拼髿猸h(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，山東省實際在用燃煤工業(yè)鍋爐約2.1萬臺，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，1.55萬臺為小型鍋爐，其中，2噸/時以下臺數(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）運行水平不高。鍋爐噸位普遍高于實際需求，運行負(fù)荷波動大，調(diào)節(jié)能力有限，實際運行效率低。調(diào)查的重點用能企業(yè)中，近1/4企業(yè)的鍋爐空載運行率在30％以上，每年因空載消耗的原煤約100萬噸，既增加企業(yè)運行成本，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/時以下的燃煤工業(yè)鍋爐未配置有效的除塵裝置，基本沒有脫硫脫硝設(shè)施，排放超標(biāo)嚴(yán)重。由于污染源過于分散，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、制造、運行、檢測等技術(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)用的激勵約束機制不健全，創(chuàng)新驅(qū)動動力不足，市場缺乏節(jié)能減排的內(nèi)生動力。

2　高效環(huán)保煤粉鍋爐技術(shù)特點

高效環(huán)保煤粉鍋爐系統(tǒng)在德國、法國、瑞典、荷蘭等歐洲國家已十分普及，十年前德國就已經(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、運行穩(wěn)定、環(huán)保經(jīng)濟。國內(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、精密儲供粉、空氣分級燃燒、爐內(nèi)脫硫、鍋殼（或水管）式鍋爐換熱、高效布袋除塵、煙氣脫硫和全過程自動控制等先進技術(shù)，實現(xiàn)了燃煤鍋爐的高效運行和潔凈排放，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：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)到國際先進水平。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。由于沒有堆煤場地，全系統(tǒng)實行密閉運行、集中排灰，所以無粉塵跑冒，從而實現(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個百分點，這種就地產(chǎn)熱、就近用熱、沒有長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。實際的運行成本均低于其他的供熱方式，熱價可以在現(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)均由自動測控系統(tǒng)控制運行，站房可以實現(xiàn)無人值守，減少用工數(shù)量，提高勞動效率。通過采用一鍵點火控制系統(tǒng)、設(shè)置靜電接地、二氧化碳保護和防爆門，系統(tǒng)運行安全穩(wěn)定。四是能源供應(yīng)有保障。我國的能源特點是“少油貧氣富煤”，煤炭充足供應(yīng)不成問題，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、見效快、機動靈活。每蒸噸投資35-45萬元，占地面積減少60％，當(dāng)年建設(shè)、當(dāng)年投運，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)濟增長點。通過制定嚴(yán)格的煤粉加工和鍋爐制造管理標(biāo)準(zhǔn)，對煤粉加工、鍋爐制造企業(yè)實施準(zhǔn)入，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，可以促進煤粉加工、燃燒器、配料系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、鍋爐、除塵器、專運車輛等裝備制造業(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，甘肅省在蘭州市開展高效煤粉鍋爐改造試點，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)低于國家標(biāo)準(zhǔn)值。從環(huán)境監(jiān)測看，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。蘭州市通過推廣應(yīng)用高效煤粉鍋爐，有力地推動了節(jié)能減排。

（一）發(fā)揮示范帶動作用。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，蘭州市確定對某機械廠鍋爐進行改造，2012年改造完工并運行，經(jīng)檢測，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個百分點，取得良好的示范效應(yīng)。

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

（三）提升煤粉鍋爐技術(shù)水平。針對以往煤粉鍋爐運行中存在的運行不穩(wěn)定、燃燒器壽命低、成本高等問題，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)用并改進國內(nèi)先進燃煤技術(shù)，投資建設(shè)的某熱力公司1臺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，帶動了相關(guān)裝備制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在儲煤儲灰塔、除塵器、煤粉制備系統(tǒng)、燃燒器、自動化控制系統(tǒng)、集中配送系統(tǒng)等方面，一批生產(chǎn)制造企業(yè)實現(xiàn)了自主化、規(guī)?；彤a(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。目前，甘肅省按常規(guī)鍋爐保有量1.2萬臺測算，新改擴建高效煤粉鍋爐市場規(guī)?？蛇_(dá)200億元。

（五）開展分布式能源建設(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力服務(wù)體系，鼓勵專業(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。蘭州市通過對部分小區(qū)進行高效煤粉鍋爐改造，實現(xiàn)了“一集中、二轉(zhuǎn)化、三不見、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，不見煤、不見灰、不見煙，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)，實事求是、創(chuàng)新思路，共同推進項目建設(shè)。指揮部實行例會制度，分時段協(xié)調(diào)解決推廣過程中出現(xiàn)的問題，有效保障了工程進度。

4　山東省推廣應(yīng)用高效煤粉鍋爐的途徑

山東省能源消費居全國第一，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，實現(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；單個煤粉制備基地年產(chǎn)量不低于100萬噸，形成經(jīng)濟規(guī)模； 計量裝置齊備，具備完善的煤粉生產(chǎn)銷售統(tǒng)計和管理制度，煤粉產(chǎn)銷可計量、可監(jiān)測、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、財政、環(huán)保、住建、質(zhì)檢等領(lǐng)域，是一項復(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，按照政府引導(dǎo)與企業(yè)為主相結(jié)合、重點突破與全面推進相結(jié)合的原則開展工作。可由政府相關(guān)部門牽頭，通過財政資金獎勵的方式，集中改造一批高效煤粉鍋爐示范項目。高效煤粉鍋爐安全穩(wěn)定運行后，鍋爐在額定工況下運行，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)合國內(nèi)外鍋爐制造企業(yè)，全面實施鍋爐生產(chǎn)技術(shù)改造，提高系統(tǒng)集成能力，使?jié)?、泰安、臨沂等市成為高效環(huán)保煤粉鍋爐制造基地。鼓勵通過引進消化技術(shù)，發(fā)展煤粉研磨設(shè)備、煤粉儲存設(shè)備、煤粉運輸專業(yè)車、布袋除塵設(shè)備等配套產(chǎn)品。鼓勵節(jié)能服務(wù)公司采取合同能源管理的模式，對高效環(huán)保煤粉鍋爐改造提供設(shè)計、安裝、調(diào)試、培訓(xùn)、維修、保養(yǎng)等服務(wù)。

（四）鼓勵分布式區(qū)域供熱。隨著城市發(fā)展速度加快，供熱管網(wǎng)升級改造越來越頻繁，因供熱管網(wǎng)多建于城市主干道路地下，改造帶來的擁堵、揚塵等嚴(yán)重影響居民生活，造成社會資源浪費。高效煤粉鍋爐供熱系統(tǒng)是一項節(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、使用方便，運行成本低、經(jīng)營效益好。在城市供熱管網(wǎng)無法覆蓋到的地區(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提出，推進能源革命，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，推動煤炭等化石能源清潔高效利用。國家、省出臺的大氣污染防治行動計劃，要求推進清潔煤利用，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］國務(wù)院關(guān)于印發(fā)大氣污染防治行動計劃的通知（國發(fā)［2013］37號）.

［2］山東省2013-2020年大氣污染防治行動規(guī)劃.

［3］關(guān)于印發(fā)山東省“工業(yè)綠動力”計劃實施方案的通知（魯經(jīng)信資［2015］257號）.

［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)濟和信息化委員會.蘭州市多措并舉加快高效煤粉鍋爐推廣應(yīng)用［J］，經(jīng)濟情況，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，管理學(xué)碩士，研究方向為工業(yè)經(jīng)濟運行監(jiān)測分析等。