燃煤工业锅炉现状及节能减排对策研究

燃煤工业锅炉现状及节能减排对策研究

范宏宇

内蒙古自治区锅炉压力容器检验研究院

内蒙古自治区呼和浩特市赛罕区 010020

摘要：目前，中小型燃煤工业锅炉燃料燃烧方式多为直接燃烧，排放大量烟尘、SO2、CO2等污染物。成为主要的煤烟型污染源，是持续出现雾霾天气的重要原因之一。因此，制定针对性强、切实可行的节能改造、污染物减排等措施，对工业锅炉的节能减排建设、洁净燃料管理具有很大的现实意义。

关键词：燃煤工业锅炉；能效测试；节能对策；

目前中小型燃煤工业锅炉能源利用方式落后、利用率低、能耗高，低空污染物排放强度大等问题，从改进燃料和污染物治理等方面探讨了工业锅炉节能减排现状及对策。

一、燃煤工业锅炉存在的问题

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≤35t/h的锅炉数量约占工业锅炉总台数的96%，其中容量≤10t/h的占80%。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80%，不同容量的链条炉约占45%。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62%左右，且自动化水平低、污染物排放超标。

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70%，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，SO2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30%～60%，投资和脱硫成本都较高，用户不愿使用，环保部门很难监督。

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。

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6mm的细末煤含量不大于30%等)，既降低锅炉热效率，也增加了锅炉的污染物排放。

5.锅炉节能工作监督和管理体系不完善。管理人员节能环保意识不强，缺乏节能技术培训，司炉人员普遍素质不高，节能技术水平低。据测试，在炉型煤种、用气等条件相同情况下，由于操作水平的差异可使工业锅炉运行效率相差3%~10%，目前这种情况在中小型企业的在用锅炉上表现得尤为突出。

二、我国燃煤工业锅炉产品定型测试数据统计分析

我国《工业锅炉能效测试数据计算与管理平台》自2015年3月1日投用以来，截至2018年底，全国44家工业锅炉定型产品测试机构共出具锅炉定型产品测试报告4 000余份，涉及锅炉容量折合3万多蒸吨。被测产品按不同燃料类型分类，燃煤锅炉、燃油/气锅炉和燃生物质锅炉的台数分别占67．75%、25．84%、6．41%。无论从台数还是容量来看，燃煤锅炉仍是工业锅炉主流。据统计，2015～2018年我国燃煤锅炉定型产品的平均热效率为79．36%，加权平均值为81．94%;排烟温度平均值为170．31℃，加权平均值为154．13℃;过量空气系数平均值为1．50。燃用Ⅱ类烟煤层燃锅炉定型产品的测试热效率平均值比《锅炉节能技术监督管理规程》(以下简称《节能规》)能效指标的限定值高2个百分点;燃用Ⅲ类烟煤层燃锅炉定型产品能效测试热效率最大值均没有达到目标值的要求。工业锅炉定型产品测试热效率平均值与锅炉设计效率平均值趋势一致，说明目前我国锅炉制造、安装水平能基本满足锅炉设计要求。工业锅炉定型产品测试结果基本能够满足《节能规》的要求。

三、锅炉节能减排对策

1.更新、替代低效锅炉。采用循环流化床、燃气等高效、低污染工业锅炉替代低效落后锅炉，推广应用粉煤和水煤浆燃烧、分层燃烧技术等节能先进技术。

2.改造现有锅炉房系统。针对现有锅炉房主辅机不匹配、自动化程度和系统效率低等问题，集成现有先进技术，改造现有锅炉房系统，提高锅炉房整体运行效率。加强对中小锅炉的科学管理，对运行效率低于设备规定值85%以下的中小锅炉进行改造。

3.推广区域集中供热。集中供热比分散小锅炉供热热效率高45%左右，以集中供热的方式替代工业小锅炉和生活锅炉，既帮助企业节约了成本，又解决了企业生产场地及环境污染的问题。

4.建设区域煤炭集中配送加工中心。针对目前锅炉用煤普遍质量低、煤质不稳定、与锅炉不匹配、运行效率低的问题，主要侧重于北方地区，建设区域锅炉专用煤集中配送加工中心，扩大集中配煤、筛选块煤、固硫型煤应用范围。

5.示范应用洁净煤、优质生物型煤替代原煤作为锅炉用煤提高效率，减少污染；推广使用清洁能源，水煤浆、固体垃圾及天然气等。

6.推广工业锅炉加装余热回收装置。加装蒸汽“余热回收装置”，对有机热载体炉的尾部高温烟气进行回收二次利用，使锅炉烟气温度降低至150～200℃。

7.加强锅炉水处理技术工作。据测算，锅炉本体内部每结1毫米水垢，整体热效率下降3%，而且影响锅炉的安全运行。采取有效的水处理技术和除垢技术，加强对锅炉的原水、给水、锅水、回水的水质及蒸汽品质检验分析，实现锅炉无水垢运行，整体热效率平均提高10%。

四、燃煤工业锅炉节能对策建议

通过调研可知，我国的在用燃煤工业锅炉节能工作均有很大提升空间，然而这是一个系统工程，需要各部门协同形成合力才能完成。在此抛砖引玉提几点粗浅的建议:（1）国家加强对燃煤工业锅炉节能新技术新产品的研发投入，帮助小企业提高技术水平。（2）增强锅炉管理人员和操作人员节能理论学习和节能操作的培训。（3）政府出台赎买政策，对测试不达标的小锅炉和淘汰型锅炉进行补贴，更换能效达标的锅炉。（4）利用节能锅炉遴选，与节能补贴的财政政策相结合，建立良好的利益导向和政策导向。（5）政府推广成熟的节能技术并给予补贴，例如洁净生物质燃烧技术。（6）加大对锅炉产品的抽查，避免一些小厂弄虚作假，将节能状况作为制造许可的重要指标，结合安全的刚性要求提高节能水平。（7）按照《中华人民共和国大气污染防治法》的要求，利用防污染的刚性要求制定相应政策。（8）发改、环保、经信、质监等部门形成合力，将燃煤锅炉节能工作与环保等工作结合在一起，共同制定对策。（9）将节能状况的检查明确纳入特种设备现场监督检查工作的内容。

总之，我国工业锅炉定型产品测试热效率平均值与锅炉设计效率平均值趋势一致，说明目前我国锅炉制造、安装水平能基本满足锅炉设计要求。工业锅炉定性产品能效测试结果基本能够满足《节能规》的要求。对我国部分地区的在用燃煤工业锅炉调研显示，绝大多数锅炉处于“大马拉小车”的低负荷运行状态;热效率、排烟温度、排烟处过量空气系数等能效指标整体与《节能规》要求差距较大。我国在用燃煤工业锅炉节能工作还有较大提升空间，需要各部门协同形成合力共同完成。

参考文献：

［1］刘景宇，探讨燃煤工业锅炉现状及节能减排对策．2019.

［2］梁晓庆，浅谈燃煤工业锅炉现状及节能减排对策研究.2018.