工业锅炉、窑炉、节能减排技术途径和关键问题.docx

工业锅炉及窑炉节能减排技术途径与关键问题分析 当前我国的燃煤工业锅炉、窑炉普遍存在技术落后、效率低下、污染严重、监管难度大等问题，节能潜力超过 1 亿 t 煤，是煤炭节能减排技术的重点。实现工业炉窑燃煤节能是一个系统工程，关键是依靠燃煤技术和运行控制技术的进步，法规政策的促进和保 障作用，社会化服务有助于推动新技术发展，先进的节能技术必会带来可观的经济和社会效益。 工业燃煤锅炉及窑炉现状分析 据统计，我国现有燃煤工业锅炉总数接近 55 万台，总容量达 169 万蒸吨 (118.4 万 MW，) 平均 单台装机容量仅 2.4 MW，其中约 85％为燃煤锅炉， 耗煤量约 4 亿 t ／a。目前，每年锅炉产量约 2-3 万台，其中约 1／4 用于新增需求。燃煤工业锅炉装备水平普遍较低、系统技术落后，平均热效率约 60％，比国外低 20％-25 ％，计算节煤潜力约 1.2 亿 t ／a；污染治理及运行水平差，每年向大气排放 SO2600多万 t ，烟尘 800 多万 t ，CO21.64亿 t ，灰渣 8700 多万 t ，是城市主要大气低空污染源， 直接影响城区空气质量， 总体污染仅次于电站锅炉， 在许多城市工业锅炉污染甚至超过了电站锅炉。 目前全国共有 16 万座以上燃煤工业窑炉，主要集中在建材、冶金、化工及陶瓷等行业，年耗 煤量即达到 3 亿 t 。工业燃煤窑炉平均热效率仅 40％左右，比国外先进水平低 10％-30 ％。主要用于水泥、砖瓦、石灰等生产，普遍规模小、装备陈旧、技术落后、运行管理粗放，缺乏除尘脱硫措 施，总体能源效率比发达国家低 30％-50 ％；在钢铁行业采用的工业窑炉有用于球团工序的迥转窑、石灰热工窑炉、耐火材料热工窑炉 ( 如竖窑、隧道窑、梭式窑、迥转窑，还有少量倒焰窑 ) 等，热效率一般在 25％-50 ％之间， 约有 30％左右的节能潜力；另外，我国还有相当一部分燃油、燃气的炉 窑，其中许多面临无油无气可烧的局面。 工业窑炉带来的能源利用效率低下、 环境污染严重问题已经成为影响我国经济社会发展的制约因素。 燃料煤质量不稳定、 燃烧装置与多变煤质不匹配、 不能根据煤质的变化适时调整操作状态、 污染物排放缺乏经济而有效的控制手段等诸多问题， 是造成燃煤工业锅炉和窑炉热效率低下、 污染排放严重的主要原因。其根本所在是缺乏对狭小空间中各种燃煤过程及复杂耦合规律等方面的基础研 究。通过开展相应的基础研究， 继而开发出高效、洁净的燃煤技术及配套技术， 经初步分析可使工业锅炉、窑炉热效事至少平均提高 10％，总节煤量约达 1.2 亿 t ／a；仅节煤所减少的 S02 排放约200 万 t ／a、减少灰渣排放 2800 万 t ／ a、减少 CO2 排放约 2.9 亿 t ／a；同时可减少大量运力。 近年来，国内一些城市和地区采取了热电联供、锅炉大型化或集中供热、清洁燃料 ( 天然气、液化石油气等 ) 替代等措施，一定程度上缓解了燃煤污染。但是，随着工业化和城镇化建设快速发 展，燃煤工业锅炉、 窑炉数量和燃煤量仍然很大。由于我国以煤为主、 油气资源相对短缺的能源资源特点，预计燃煤工业锅炉、窑炉今后还将长期、大量被应用于各个领域。 我国工业锅炉、 窑炉燃煤技术及运行状态大大低于其他领域现代工业技术水平， 其低效率和高污染问题亟待改变， 已经引起政府管理部门、 科技界和企业界的极大关注。 国家发展和改革委员会制定的《节能中长期专项规划》中，已将燃煤工业锅炉 ( 窑炉) 节能改造列为“十一五”十大重点节能工程之一，并制定了工程示范实施方案，目前正在进行前期准备工作。研究、开发工业锅炉 ( 窑炉) 高效、洁净燃煤技术是实施国家节能重点工程的现实需要。 工业锅炉及窑炉燃煤节能技术途径 全面提高燃煤锅炉、窑炉的热效率及控制污染物排放，必须立足我国煤种、煤质多变的现状， 一方面需稳定和提高燃煤质量， 另一方面需针对狭小燃烧空间开发先进的高效低污染燃烧技术和开发适应煤质变化的自动控制调整技术，进而实现整体燃烧技术系统的优化。 稳定和提高燃料煤质量 煤炭质量是工业锅炉、 窑炉设计的依据。 锅炉及窑炉一旦使用与设计煤种、 煤质差别较大的煤时，往往产生燃烧不完全、 温度分布及空燃比不合理、污染物难以控制等一系列问题， 如果不能及时调整操作甚至超出调整范围，将导致热效率下降和加重污染。 目前，我国工业锅炉行业以煤的干燥无灰基挥发分、 收到基低位发热量为指标， 将燃料煤划分为几类， 并选择对应煤矿的煤作为锅炉设计参照煤， 依据其工业分析、 元素分析数据提供了相应煤种的层燃及流化床工业锅炉的热力计算方法和主要设计参数。 虽然挥发分从总的趋势上大致反应了煤阶变化， 但对低煤阶煤和高煤阶煤的判别和评价往往