王玉刚
（山东省政府节能办公室，济南 250011）
关于高效环保煤粉工业锅炉技术的推广和应用
王玉刚
（山东省政府节能办公室，济南 250011）
高效煤粉环保工业锅炉技术是国家重点推广的节能环保技术，对于提高煤炭清洁利用水平、改善大气质量具有重要意义。山东省是能源消费大省，资源环境面临重大压力，加快高效煤粉环保工业锅炉技术推广应用势在必行。本文对山东省煤粉锅炉以用现状和问题进行分析，并参考其他地区推广高效煤粉锅炉的做法，提出了山东省推广应用高效煤粉锅炉的途径。
高效煤粉锅炉；推广；应用；山东
高效环保煤粉工业锅炉技术是我国在借鉴和消化德国等发达国家锅炉燃烧技术的基础上，研发成功的节能环保新技术，是国家重点推广的节能产品。高效环保煤粉工业锅炉技术的推广和应用，主要是指在煤炭清洗、煤粉制备、物流配送、煤粉储存、锅炉燃烧等环节进行改造升级，实现煤炭清洁高效利用，使烟气排放达到与天然气锅炉相当的水平，对改善大气环境质量、治理大气污染具有十分重要的意义。
1 山东省燃煤工业锅炉现状
当前，山东省实际在用燃煤工业锅炉约2.1万台，年煤炭消耗量1.15亿吨，排放量约占全省二氧化碳、二氧化硫等排放总量的28％，是大气污染物排放的重要源头。济南、淄博等城市群是全省区域大气污染最严重的地区，严重影响生态环境和居民生活质量。
（一）技术装备落后。全省燃煤工业锅炉中，1.55万台为小型锅炉，其中，2吨/时以下台数占比达68％。在燃烧同样煤炭的情况下，小型锅炉的污染物排放是大型锅炉的2-3倍。部分锅炉老化严重，超过折旧年限、低能效、高排放的锅炉仍在使用。据初步调查，老旧锅炉的比例占到全省总量的10％，均属于超标排放锅炉。
（二）运行水平不高。锅炉吨位普遍高于实际需求，运行负荷波动大，调节能力有限，实际运行效率低。调查的重点用能企业中，近1/4企业的锅炉空载运行率在30％以上，每年因空载消耗的原煤约100万吨，既增加企业运行成本，又加剧了能源消耗和污染物排放。
（三）燃料清洁性差、环保设施不到位。多数锅炉用煤未进行清洁洗选，煤种复杂、热值不稳定、灰分和含硫量高，大幅降低了锅炉效率，加重了环境污染。多数10吨/时以下的燃煤工业锅炉未配置有效的除尘装置，基本没有脱硫脱硝设施，排放超标严重。由于污染源过于分散，偷排等环境违法现象突出。
（四）政策法规不完善。我省工业锅炉以传统的链条燃煤锅炉为主，耗能高、污染严重。与其他省市比，煤粉锅炉推广应用起步较晚，煤粉锅炉设计、制造、运行、检测等技术规范和标准尚不完善，准入门槛较低。煤粉锅炉推广应用的激励约束机制不健全，创新驱动动力不足，市场缺乏节能减排的内生动力。
2 高效环保煤粉锅炉技术特点
高效环保煤粉锅炉系统在德国、法国、瑞典、荷兰等欧洲国家已十分普及，十年前德国就已经完全消灭了低效率、高能耗、高污染的链条炉，虽有少量的油气锅炉存在，但80％以上的锅炉使用高效煤粉锅炉，技术成熟、运行稳定、环保经济。国内已经有甘肃、内蒙古、辽宁、山西、陕西等省市在使用高效煤粉锅炉系统。
该系统采用煤粉集中制备、精密储供粉、空气分级燃烧、炉内脱硫、锅壳（或水管）式锅炉换热、高效布袋除尘、烟气脱硫和全过程自动控制等先进技术，实现了燃煤锅炉的高效运行和洁净排放，其燃料燃烧效率可达98％以上，热效率达92％以上，烟尘排放每标立方米在10毫克左右，炉内脱硫率达到40％左右，二氧化硫和氮氧化合物排放均远低于国家标准，是传统油气锅炉和高污染、高能耗燃煤锅炉的理想升级换代产品，可广泛适用于供热生产、蒸汽生产等行业及区域锅炉房供暖改造、锅炉改造等。主要特点：一是洁净燃烧。锅炉采用布袋除尘器和炉内脱硫，可吸入颗粒物和二氧化硫的排放完全达到天然气供热水平，如果采用新型的除尘膜技术，可吸入颗粒物可以降到每标立方米1毫克，采用独有专利技术的烟气精脱硫技术，二氧化硫可以降到每标立方米50毫克以下，完全达到国际先进水平。应用特殊的燃烧技术，氮氧化合物的排放远低于天然气，完全可以满足城市环保的要求。由于没有堆煤场地，全系统实行密闭运行、集中排灰，所以无粉尘跑冒，从而实现了清洁化生产。二是高效节能。热效率在92％以上，比传统燃煤锅炉高出近40个百分点，这种就地产热、就近用热、没有长距离输送的供能新模式，是目前各种供能方式中综合能源利用率最高的。实际的运行成本均低于其他的供热方式，热价可以在现有的基础上下调10％。三是安全稳定。锅炉所有系统均由自动测控系统控制运行，站房可以实现无人值守，减少用工数量，提高劳动效率。通过采用一键点火控制系统、设置静电接地、二氧化碳保护和防爆门，系统运行安全稳定。四是能源供应有保障。我国的能源特点是“少油贫气富煤”，煤炭充足供应不成问题，而这种方式既可以烧煤粉，又可以烧天然气和油，还可以根据实际需要混烧，能源不单一、供应有保障。五是投资小、占地少、见效快、机动灵活。每蒸吨投资35-45万元，占地面积减少60％，当年建设、当年投运，既可以供热，又可以供应生产用蒸汽，完全可以满足城市供热和工业发展的需求。六是形成新的经济增长点。通过制定严格的煤粉加工和锅炉制造管理标准，对煤粉加工、锅炉制造企业实施准入，严把质量关，可以促进煤粉加工、燃烧器、配料系统、控制系统、锅炉、除尘器、专运车辆等装备制造业，以及物流配送等生产性服务业的发展。
3 兰州市推广应用高效煤粉锅炉的做法
自2010年起，甘肃省在兰州市开展高效煤粉锅炉改造试点，全市现已建成煤粉工业锅炉1200蒸吨，年煤粉制备能力达到220万吨。高效煤粉锅炉热效率达92％以上，节煤量50％以上，节电量达30％，综合能源利用效率提高30％，烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放量远低于国家标准值。从环境监测看，2011-2014年，兰州市空气优良天数分别为242天、270天、299天和313天。兰州市通过推广应用高效煤粉锅炉，有力地推动了节能减排。
（一）发挥示范带动作用。兰州市煤炭消耗量大、污染物排放重，燃煤锅炉改造需求迫切。2011年，兰州市确定对某机械厂锅炉进行改造，2012年改造完工并运行，经检测，锅炉热效率达到93.36％，比普通链条锅炉、水煤浆锅炉和天然气锅炉分别高33、10和3个百分点，取得良好的示范效应。
（二）淘汰低效燃煤工业锅炉。对现有热效率低、污染严重的低效燃煤锅炉进行摸底排查，加大淘汰力度。凡无法达到国家能耗和污染物排放标准的燃煤锅炉，统一进行限期治理，达不到相关要求的，依法予以关停；对使用10年、5蒸吨以上的链条锅炉，限期进行高效煤粉锅炉改造。
（三）提升煤粉锅炉技术水平。针对以往煤粉锅炉运行中存在的运行不稳定、燃烧器寿命低、成本高等问题，集中生产制造煤粉锅炉核心部件。兰州市热力总公司应用并改进国内先进燃煤技术，投资建设的某热力公司1台20蒸吨锅炉，二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别为37毫克/立方米、67.5毫克/立方米，是锅炉大气污染物排放国家标准的18.5％和33.7％，大幅提升了能效和排放水平。
（四）推动煤粉锅炉产业发展。煤粉锅炉的大范围推广应用，带动了相关装备制造产业的发展。在储煤储灰塔、除尘器、煤粉制备系统、燃烧器、自动化控制系统、集中配送系统等方面，一批生产制造企业实现了自主化、规模化和产业化生产。目前，甘肃省按常规锅炉保有量1.2万台测算，新改扩建高效煤粉锅炉市场规模可达200亿元。
（五）开展分布式能源建设。在城市热电联产供热和天然气管网无法覆盖到的地区以及工业园区，推广以高效煤粉锅炉技术为核心的分布式热源动力服务体系，鼓励专业热力公司集约化生产、管理，降低热力系统投资和热源成本，提高热源效率，降低污染物排放。兰州市通过对部分小区进行高效煤粉锅炉改造，实现了“一集中、二转化、三不见、四节能”，即煤粉制备集中供应，人工操作转化为智能控制、煤粉灰转化为混凝土原料，不见煤、不见灰、不见烟，节煤、节电、节人、节地，真正做到了城市供热与居民生活和谐共处。
（六）加强煤粉锅炉效能考核。兰州市成立专门的工作指挥部，将高效煤粉锅炉推广应用纳入效能考核，经信、建设、环保、发改、质监等部门依据各自职能，以保障煤粉锅炉推广为目标，实事求是、创新思路，共同推进项目建设。指挥部实行例会制度，分时段协调解决推广过程中出现的问题，有效保障了工程进度。
4 山东省推广应用高效煤粉锅炉的途径
山东省能源消费居全国第一，资源环境压力大，加快高效煤粉锅炉推广应用，提高能源利用效率，减少大气污染物排放迫在眉睫。
（一）规划建设煤粉制备基地。推广应用高效煤粉锅炉，必须与建设煤粉制备基地同步展开，实现煤粉集中加工、集中配送、分散使用。建设高效煤粉制备基地，要按照区域内锅炉分布、煤粉需求等情况，统一规划、统一布局、统一建设；要具备完善的物流配送设施，煤粉供应辐射周边区域200公里以内，最大限度的减少物流配送成本；单个煤粉制备基地年产量不低于100万吨，形成经济规模； 计量装置齐备，具备完善的煤粉生产销售统计和管理制度，煤粉产销可计量、可监测、可核查； 煤粉的质量必须达到以下技术指标：
挥发分 水分 灰分 硫含量 粒度 发热量≥30％ ≤5％ ≤15％ ≤0.6％ ≥180目 ≥5500大卡
（二）建设高效煤粉锅炉示范工程。推广应用高效煤粉锅炉，涉及发改、节能、财政、环保、住建、质检等领域，是一项复杂的系统工程。各部门要密切配合、精心组织、协调联动，按照政府引导与企业为主相结合、重点突破与全面推进相结合的原则开展工作。可由政府相关部门牵头，通过财政资金奖励的方式，集中改造一批高效煤粉锅炉示范项目。高效煤粉锅炉安全稳定运行后，锅炉在额定工况下运行，热效率应达到88％以上，烟气排放要达到烟尘≤10mg/ Nm3、SO2≤100 mg/ Nm3、 NOX≤250mg/ Nm3，实现烟气排放可稳定达到与天然气锅炉相当的最新环保标准。
（三）加快发展锅炉装备制造业。以现有锅炉制造企业为龙头，联合国内外锅炉制造企业，全面实施锅炉生产技术改造，提高系统集成能力，使济南、泰安、临沂等市成为高效环保煤粉锅炉制造基地。鼓励通过引进消化技术，发展煤粉研磨设备、煤粉储存设备、煤粉运输专业车、布袋除尘设备等配套产品。鼓励节能服务公司采取合同能源管理的模式，对高效环保煤粉锅炉改造提供设计、安装、调试、培训、维修、保养等服务。
（四）鼓励分布式区域供热。随着城市发展速度加快，供热管网升级改造越来越频繁，因供热管网多建于城市主干道路地下，改造带来的拥堵、扬尘等严重影响居民生活，造成社会资源浪费。高效煤粉锅炉供热系统是一项节能环保、安全稳定的供热新模式，与热电联产集中供热系统的“大投资、大锅炉、大烟囱、大管网、受电厂制约和全年不间断排放”相比，占地少、投资省，即停即开、使用方便，运行成本低、经营效益好。在城市供热管网无法覆盖到的地区、工业园区，可轻松、方便地设置锅炉房，形成煤粉“锅炉岛”，实施分布式区域供热。
（五）增加清洁能源供应。党的十八届五中全会提出，推进能源革命，加快能源技术创新，建设清洁低碳、安全高效的现代能源体系，推动煤炭等化石能源清洁高效利用。国家、省出台的大气污染防治行动计划，要求推进清洁煤利用，推广应用高效节能环保型锅炉，提高能源使用效率。鉴于高效煤粉锅炉排放标准已优于天然气排放，省有关部门应尽快将高效煤粉锅炉供热作为一项清洁能源供热系统，纳入到大气污染防治的重要举措之中，予以大力推广和应用。
［1］国务院关于印发大气污染防治行动计划的通知（国发［2013］37号）.
［2］山东省2013-2020年大气污染防治行动规划.
［3］关于印发山东省“工业绿动力”计划实施方案的通知（鲁经信资［2015］257号）.
［4］兰州市热力总公司.新型高效煤粉锅炉供热系统在城市热能供应中的推广和应用.2014.
［5］.山东省经济和信息化委员会.兰州市多措并举加快高效煤粉锅炉推广应用［J］，经济情况，2015.
（责任编辑：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
王玉刚（1964-），男，山东省政府节能办公室，处长，管理学硕士，研究方向为工业经济运行监测分析等。
