节能技术成主流 气固双燃环保锅炉或成行业发展趋势

添加时间：2013-06-19 10:16:03 来源：中国能源报

        今年“全国低碳日”前后，PM2.5及雾霾话题再次引起人们的广泛关注。据业内人士介绍，燃煤污染是我国大气污染的主要源头之一，大气中60％以上的粉尘、70％以上的二氧化硫、50％的氮氧化物都与煤炭燃烧有关。
　　据悉，针对目前我国传统燃煤工业锅炉高能耗、高污染等问题，发展洁净煤技术已成业内关注的焦点。
　　传统燃煤工业锅炉成主要污染源
　　有研究表明，汽车尾气、燃煤、道路扬尘与建筑施工是PM2.5的主要来源，根据不同城市的瞬时监测显示，主要污染源的比重会有不同。
　　国家发改委能源研究所公布的一项数据显示，目前我国工业锅炉排放的烟尘和二氧化硫分别占全国总排放量的41.6%和22.2%。在国家发改委印发的“十一五”十大重点节能工程实施意见中，燃煤工业锅炉以高能耗、低效率、高污染排名榜首。
　　曾参与《环境空气质量标准》制订的环保部环境标准研究所王宗爽博士向记者表示，我国铸铁锅炉污染物排放强度高，绝大部分没有采取脱硝措施，且多为低空排放，对城市空气质量影响较大。
　　中国煤炭科学研究总院北京煤化工研究分院院长杜铭华介绍说，目前，我国燃煤工业锅炉约有50万台，年耗原煤约7亿吨，占全国煤炭消费总量的20%左右，是我国仅次于燃煤发电的第二大煤烟型污染源。能效水平低下、污染物排放严重、自动化水平低等是燃煤工业锅炉存在的突出问题。
　　“如果我国在用燃煤工业锅炉热效率能够平均提高25%，那么每年可节煤约两亿吨，相应可以减少二氧化硫排放约300万吨，减少灰渣约3000万吨，减少粉尘约100万吨、减少二氧化碳排放约4.5亿吨，能大大降低煤炭资源消耗和污染物排放。”中国环保产业协会相关负责人表示。
　　标准滞后燃煤锅炉热效率低
　　据了解到的，为有效降低燃煤工业锅炉污染排放，提高锅炉运行效率，引导燃煤工业锅炉行业健康有序发展，国家出台了一系列规划、政策，均对工业锅炉的能效提高、污染物控制提出了要求，如《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》、《节能中长期专项规划》、《关于推进大气污染联防联控工作改善区域空气质量的指导意见》等。
　　不过，据一位业内人士称，目前，我国锅炉大气污染物排放标准偏低。“2002年出台的国家标准，对二氧化硫的排放要求为900毫克/立方米以内，即使技术较差的燃煤锅炉均能达到，对淘汰落后锅炉没有约束机制。”该人士透露：“新的锅炉大气污染物排放标准正在酝酿之中，其标准将变得严格。”
　　业内人士介绍说，我国现有锅炉大多数还是老式的链条锅炉，即通过链条把煤块送进燃烧室，由于煤块的燃烧需要一定的时间，且煤块与空气的接触面积小，容易导致不完全燃烧。而如果把煤块磨成200目左右比面粉还细的细粉，燃烧质只是物理形式发生了变化，就可以带来燃烧效率大幅的提高，进而直接增加锅炉使用的经济效益。 
      采用清洁煤技术改造燃煤锅炉最现实
　　据了解，对于工业锅炉进行节能改造，主要采用两条技术路线：一条是用石油、天然气等优质能源代替煤炭；另一条是采用清洁燃烧技术，如用煤粉锅炉代替传统燃煤锅炉。
　　为了治理大气污染，近年来，我国不少城市采取以燃气替代燃煤的办法，大力推广燃气锅炉代替燃煤锅炉的使用。但是，受能源供应等条件影响，短期内完全以天然气锅炉替代燃煤锅炉并不现实。
　　“目前，我国煤粉锅炉的污染物排放已能做到与燃油、燃气的锅炉差不多，而分别采用石油、天然气、煤粉作为燃料的锅炉，其运营成本之比大至为10∶3∶1，煤粉锅炉最便宜。”杜铭华表示。在他看来，煤炭约占我国能源消耗量的70%，以煤炭为主的能源消费方式不可能有很大改观。因此，采用清洁煤技术改造燃煤锅炉，最现实、最经济。
　　“没有不干净的煤炭，只有不到位的科学技术。”国家环境保护燃煤工业锅炉节能与污染控制工程技术中心副主任赵景表示：“煤粉燃烧是先进的燃煤技术，具有燃烧速度快、燃尽率高、烟气热损失低等优点，早已应用于大型电站锅炉。近年来，该技术被以山西蓝天环保设备有限公司为代表的高效煤粉工业锅炉生产厂家进行了大量技术改进，该类技术和系列产品目前已广泛应用于工业锅炉应用领域。”
　　据杜铭华介绍，煤粉锅炉本身具有燃烧效率高、污染物排放少的天然优势。另外该锅炉是系统化生产、安装和运营，将脱硫、脱硝、除尘装置进行一体化成套安装后，利用自主研发的工控系统进行操控。目前，我国这项技术已经成熟，产业化应用已经开始，在全国已有超过1000台套系统在运营。
　　我国实现新型高效煤粉工业锅炉自主研制
　　据了解，高效煤粉锅炉在欧洲已经十分普及。德国数十年前已经完全消灭了低效、高能耗、高污染的链条锅炉、水煤浆锅炉，由煤粉锅炉、天然气锅炉取而代之。在我国上世纪九十年代以前，由于煤粉锅炉燃烧器、煤粉输送技术和工控技术的滞后，以及直接引进产品价格过高等原因，煤粉锅炉引进和普及工作非常困难。 
       我国自主研制的新型高效煤粉工业锅炉
　　自2000年以来，山西蓝天环保设备有限公司等厂家和科研单位通过自主研发、生产出以煤粉燃烧为核心技术，包括煤粉接收、储备、输送、燃烧及点火、锅炉换热、烟气净化、自动控制等技术构成的完整、成套、新型工业锅炉技术系统。 
       据山西蓝天环保设备有限公司相关负责人介绍，新型高效煤粉工业锅炉采用煤粉集中制备、精密供粉、空气分级燃烧、炉内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。其关键技术包括全密闭精确供粉、狭小空间煤粉低氮稳燃、锅炉积灰和灰粘污自清洁、除尘脱硫等，是以锅炉为核心的完整技术系统。锅炉系统的运行由点火程序控制器和上位计算机系统共同完成。煤粉燃尽率大于98％，系统运行热效率大于88％，烟尘排放小于等于30毫克/立方米，二氧化硫排放小于等于100毫克/立方米，氮氧化物排放小于等于200毫克/立方米，并可以使PM2.5等颗粒物的产生量比传统燃煤锅炉减少99.5%以上。
　　曾参与山西蓝天新型高效煤粉工业锅炉鉴定的一位专家表示，与传统燃煤锅炉相比，新型节能环保型煤粉工业锅炉的节能率达到30％以上，排放的烟尘、二氧化硫、氮氧化物等污染物浓度均低于国家标准，而且操作简单，锅炉运行、输煤、燃烧、脱硫除尘、出渣等实现了全自动化控制，煤和渣不落地、不需要堆放场地。“与天然气锅炉相比，煤粉锅炉不受管网建设限制，可因地制宜地发展，投资少、见效快，污染物排放指标优于燃油锅炉，和天然气锅炉相近。”上述专家表示。
　　据称，对于目前社会公众比较关注的PM2.5问题，新型节能环保型煤粉工业锅炉从技术和防控措施上也有着极为周全的考虑，并取得了不错的效果。包括燃烧前控制，即在燃烧前降低煤中的外在矿物质含量；燃烧中控制，即采取措施抑制煤中矿物质的气化过程，并促进气化后矿物质的聚结；燃烧后控制，即采用电除尘及布袋除尘一体化技术。
　　气固双燃环保锅炉解决锅炉改造难题
　　目前，国内重点城市都面临着传统工业锅炉如何改造的问题，一种选择是将落后的燃煤锅炉改为先进的燃煤锅炉；另一种选择是将燃煤锅炉改为燃气锅炉。但是，大规模地将燃煤锅炉改为燃气锅炉又存在地区能源结构差异、运营价格偏高等诸多问题。
　　山西蓝天环保设备有限公司相关负责人告诉记者，他们针对此种情况，在总结国内外煤粉工业锅炉基础上研发出一款新型高效节能气固双燃环保锅炉。该系统可以天然气、液化气等气体和煤、生物质等固体为燃料，既可气、固燃料单独燃烧，也可气、固燃料以一定比例混合燃烧。通过采用分级低氮燃烧、炉内脱硫、尾部烟气净化、全程自动控制等技术，实现了节能高效、即开即停、自动运行和清洁排放的目的。
　　“不具备燃气条件时，该锅炉可以煤粉为燃料，与传统燃煤锅炉相比，节能30%以上，污染物排放效果接近燃气，将来具备燃气供应条件或有更高的环保需求时，该锅炉可直接以燃气为燃料使用。锅炉一次性的改造既能实现煤的高效燃烧，又能实现煤改气的目标，可以大大改变因国家、地方政策和标准变化导致重复投资的情况发生。”山西蓝天环保设备有限公司相关技术人员告诉记者。
　　在业内人士看来，气固双燃环保锅炉系统技术既能满足国家及地方现有严格的环保要求，也可适应将来更加严格的环保趋势。
　　据了解，太原武宿集中供热项目使用山西蓝天研发的3台4.2MW气固双燃环保锅炉，替代了武宿区域内原有小型燃煤锅炉及家用小锅炉，彻底解决了该区域内燃煤小锅炉污染严重和耗煤量大的问题。项目实施后，实现集中供暖建筑面积24万平方米，取缔家用小火炉500余台，当地环境状况有了很大改善。
　　“项目采用煤粉为燃料时，锅炉热效率为88%；采用燃气燃料，锅炉热效率为93%，污染物排放满足国家及地区污染物排放标准。今年3月，国家有关部门对武宿锅炉房进行了能效测试。结果显示，锅炉热效率达到92%。”该项目有关负责人表示。