高效煤粉工业锅炉系统技术.doc

高效煤粉工业锅炉系统技术
能源状况
我国能源结构为富煤、贫油、少气，该能源结构也决定了我国能源的消费结构，目前煤炭在一次能源的生产量与消费量中所占的比重分别为76%、66%，处于主导地位。尽管我们国家一直在努力调整一次能源的消费比例，来提升能源利用效率和改善环境，但由于天然气、石油等严重依赖进口以及售价较高等因素，在可预计的未来，煤炭仍将占据主要地位。如何利用好煤炭，即发展煤炭清洁利用技术是解决当前困局的主要出路。
煤炭清洁利用技术
煤炭高效清洁利用可划分为三个发展方向，煤炭洗选、煤炭转化与煤炭燃烧，本文主要讲述煤粉工业锅炉的清洁燃烧技术特点与应用前景等内容。
国内工业锅炉现状
我国燃煤工业锅炉超过50万台、容量达到180万蒸吨，占到工业锅炉总容量的85%，年燃烧煤炭7.2亿吨，数量庞大。燃煤工业锅炉技术装备整体比较落后，以链条锅炉为主，占到燃煤工业锅炉总容量的80%以上。链条锅炉平均热效率约65%，较发达国家低约20%，污染物处理设备缺失或简陋，烟尘、SO2、NOX排放量非常大，在当前人民生活水平日益提高、国家政策导向非常严格的前提下，该局面急需改变。燃煤工业锅炉领域需要一种新的技术和装备来实现整个行业水平的提升，高效煤粉工业锅炉技术系统就是在此背景下孕育而生的，同时，由于其高效、洁净、操控便捷、性价比高等特点，它也成为油气锅炉的理想替代品，可以让国家花大量外汇购置而来的油气用在更适合的地方，去创造更大的价值。
高效煤粉工业锅炉系统介绍
（1）来自制粉厂的密闭罐车将燃料煤粉气力输送至锅炉房的煤粉塔。（超级链接后）上图为规模50万吨/年的制粉厂，下图为煤粉输送专用罐车。
（2）煤粉塔储存燃料煤粉，其作用可类比于传统锅炉房的堆煤场，一般储存煤粉的量可满足锅炉满负荷生产1~2天。煤粉塔需要解决煤粉储存过程的安定性问题，当发生自燃时需及时发现并采取保护措施，确保运行安全。
（3）供料器的主要功能是实现煤粉连续、稳定的供给，是煤粉工业锅炉高效运行的核心设备。
（4）燃烧器是煤粉工业锅炉系统的第二大核心技术，其主要特点是即开即停、低负荷稳燃能力强、负荷调节范围大，特别适合工业锅炉营运环境。工业煤粉锅炉与电站煤粉锅炉的主要区别之一在于燃烧器的不同，电站锅炉的燃烧器通常不具备即开即停、负荷大范围调节等功能。
（5）20t/h及以下级别锅炉本体一般采用卧式布置，30t/h及以上级别一般采用立式布置，锅炉本体采用全模式壁结构，密封性强。
（6）采用SNCR+SCR处理工艺。煤粉工业锅炉炉膛温度场均匀，最高温度通常不超过1100℃，适宜采用SNCR处理工艺（反应温度区间850℃~1100℃），NOX脱除效率一般在40%~60%，SCR脱除效率75%~90%，确保锅炉烟气中NOX的排放量低于100mg/Nm3，优于国家环保排放标准，该工艺较之单独SCR工艺设备投资与运行成本均较低。
（7）采用湿法脱硫、布袋除尘实现烟尘排放低于20mg/Nm3、SO2排放低于50mg/Nm3，优于国家环保排放标准要求。
（8）测控技术是煤粉工业锅炉系统的核心技术之一，粉体燃烧较之链条锅炉、流化床锅炉更易实现自动控制，其发展方向是一键点火、远程控制、智能群控。另外，测控技术也是实现煤粉工业锅炉安全运行的保障条件之一。
技术特点-煤粉专业化集中生产与配送
由于煤炭供应市场的复杂性，传统链条锅炉用户燃用的燃料煤质很难与锅炉设计煤种相一致，在源头上就造成锅炉燃烧效率降低、出力不足，甚至带来设备运行故障等后果。高效煤粉工业锅炉的燃料煤粉由区域制粉厂集中磨制，煤质的稳定性、适应性易得到保障。另外，煤粉工业锅炉房取消了分散的堆煤场，减小了占地，降低了地面污染。
技术特点-测控水平高、锅炉启停简单等
锅炉运行实现全自动控制，上煤、出灰等在传统锅炉上的体力劳动已经彻底消失，取而代之的是在中控室实现对锅炉运行状态的监控和操作。目前，煤粉工业锅炉的自动化控制水平已发展到一键点火、远程控制、智能群控等阶段，进一步节约人工和劳动强度，间接的也减少了因司炉工人技术水平的差异带来锅炉运行效果的不同，保障了煤粉工业锅炉始终处在最优的运行状态。
煤粉工业锅炉最大的特点是操控便捷，这也是区别电站煤粉锅炉的主要特点。类似于燃气锅炉，可实现即开即停，3分钟内切断点火源，系统进入正常运行状态，点火成本低廉；切断煤粉供给即可实现停炉，在突发情况下，增加了安全机会。煤粉工业锅炉配备了具有稳燃功能的预燃室，负荷调节范围比较大，一般在40%~110%，非常适应工业锅炉应用场所。
技术特点-工作环境友好
煤粉工业锅炉取消了堆煤场、堆渣场，并配备了高效的袋式除尘设备等烟气净化装置，可做到三不见“不见煤、不见灰、不见烟”；同时锅炉本体采用膜式壁结构，密封性好，烟气系统负压运行，无粉尘跑冒，锅炉房环境可媲美天然气锅炉房，非常洁净，彻底颠覆了社会对燃煤锅炉房的世俗认识，司炉工人也可更有尊严的开展工作。
技术特点-节能降耗
由于采用悬浮燃烧技术，燃料燃烧非常彻底，煤粉工业锅炉的系统热效率一般在88%以上，甚至达到90%，较之传统燃煤锅炉平均65%的热效率有了大幅度的提高，节煤潜力巨大，可达到30%。
取消堆煤场、堆渣场，锅炉房占地面积可缩减50%。
采用全自动控制、上位机集中监控与操作，上煤、出灰等体力劳动已被自动控制所取代，司炉人员大幅度减少，一般在50%以上。
对大型用电设备，例如引风机、水泵等采用变频节电技术；煤粉工业锅炉过氧空气系数较低，一般在1.3左右，烟气量较少，引风机功率较低。综合节电较之传统锅炉在15~20%。
技术特点-洁净排放
我们承诺的排放指标，烟尘、SO2、NOX分别是20mg/Nm3、50mg/Nm3、150mg/Nm3，可以达到燃气锅炉的排放标准，优于燃煤锅炉在重点地区执行的大气污染物特别排放限值30mg/Nm3、200mg/Nm3、200mg/Nm3的要求。
推广应用-实例1
实例1为2007年实施的3台4t/h蒸汽锅炉项目，锅炉额定压力1.6MPa，锅炉本体采用卧式锅壳式结构布置，业主为山东新汶矿业集团下属的中波合资不锈钢薄板厂，截止目前，该项目已稳定运行7年。
推广应用-实例2
业主烟台欣和食品厂，一家台资企业，主要生产酱油、花生米等，卫生标准要求高，管理严格。该项目2009年实施，1台20t/h+1台6t/h锅炉配置，额定压力1.6MPa、过热蒸汽温度245℃，锅炉本体采用卧式布置、双锅筒径置式结构，系统自投产以来运行平稳。由于工厂扩产，该企业于2014年5月又上马了一台40t/h立式煤粉工业锅炉，截止2014年11月份该锅炉已投产运行。
推广应用-实例3
该项目为城市供热项目，兰州市热力总公司于2012年布置了两台14MW热水锅炉，2014年又在原锅炉房西侧扩建了两台同型号锅炉，至此锅炉房总规模达到4台14MW，供暖面积80万m2。
推广应用-实例4
2010年至2013年，在神华神东矿区实施了6座锅炉房、23套煤粉锅炉系统的建设与运行工作，单体规模包括20t/h、30t/h、40t/h三种型号的蒸汽锅炉，以及10.5MW的热水锅炉，锅炉结构有立式和卧式两种形式，总的锅炉规模已达到510t/h。另外，配套建设了2座计40t/h的制粉厂，来满足上述锅炉房的用粉需求。由于良好的节能效果，神东矿区正逐步推广实施煤粉锅炉的建设替换工作，预计到2015年，煤粉锅炉的应用规模将达到700t/h。
推广应用-实例5
兰州市热力总公司，2013年实施的6台29MW煤粉工业锅炉房，当年建设当年投产，为380万m2的城市建筑提供供暖服务。经2013年采暖季经济核算，运行收益较高。该锅炉房是目前国内单体最大的煤粉工业锅炉房，具有较高的代表性。项目原址为4台4.2MW链条锅炉，现建成了6台29MW煤粉锅炉，该实例也充分印证了煤粉工业锅炉在节约用地方面的优越性。另外，该锅炉房取代了周边10余座燃煤锅炉房，由于位于市区，置换出的土地收益不菲，同时拆小建大也利于环保、安检等部门的管控，节能环保效益突出。
节能减排效益分析
以兰州市热力总公司两台14MW煤粉锅炉为例，该项目为改造项目，较之链条锅炉耗煤量减少了39.4%，烟尘、SO2、NOX分别减排了90.4%、54.1%、52.0%，其中污染物减排还是在未装设脱硫、脱硝设施前的情况，若装设相关设备，SO2、NOX的减排量将达到77.7%、92.7%，综合节能减排效果可认为是革命性的变化。
业务模式
主要有锅炉系统集成供应与技术服务、合同能源管理、系统的专业化维护保养服务、制粉厂工艺设计与关键设备供应、制粉与配送等5种业务模式，满足煤粉工业锅炉全产业链条的市场需求。
产品系列
根据工业锅炉市场需求，主要提供三大系列17种产品，其中，蒸汽锅炉从10t/h~100t/h，包含7种产品；热水锅炉从7MW~70MW，也是7种产品；导热油炉从250万大卡/h~1500万大卡/h，包含3种产品，上述产品可覆盖工业锅炉的全部市场需求。