高效煤粉工業(yè)鍋爐系統(tǒng)技術(shù)

1、高效煤粉工業(yè)鍋爐系統(tǒng)技術(shù)能源狀況我國(guó)能源結(jié)構(gòu)為富煤、貧油、少氣，該能源結(jié)構(gòu)也決定了我國(guó)能源的消費(fèi)結(jié)構(gòu)，目前煤炭在一次能源的生產(chǎn)量與消費(fèi)量中所占的比重分別為76%、66%，處于主導(dǎo)地位。盡管我們國(guó)家一直在努力調(diào)整一次能源的消費(fèi)比例，來(lái)提升能源利用效率和改善環(huán)境，但由于天然氣、石油等嚴(yán)重依賴進(jìn)口以及售價(jià)較高等因素，在可預(yù)計(jì)的未來(lái)，煤炭仍將占據(jù)主要地位。如何利用好煤炭，即發(fā)展煤炭清潔利用技術(shù)是解決當(dāng)前困局的主要出路。煤炭清潔利用技術(shù)煤炭高效清潔利用可劃分為三個(gè)發(fā)展方向，煤炭洗選、煤炭轉(zhuǎn)化與煤炭燃燒，本文主要講述煤粉工業(yè)鍋爐的清潔燃燒技術(shù)特點(diǎn)與應(yīng)用前景等內(nèi)容。國(guó)內(nèi)工業(yè)鍋爐現(xiàn)狀我國(guó)燃煤工業(yè)鍋爐超過(guò)50萬(wàn)

2、臺(tái)、容量達(dá)到180萬(wàn)蒸噸，占到工業(yè)鍋爐總?cè)萘康?5%，年燃燒煤炭7.2億噸，數(shù)量龐大。燃煤工業(yè)鍋爐技術(shù)裝備整體比較落后，以鏈條鍋爐為主，占到燃煤工業(yè)鍋爐總?cè)萘康?0%以上。鏈條鍋爐平均熱效率約65%，較發(fā)達(dá)國(guó)家低約20%，污染物處理設(shè)備缺失或簡(jiǎn)陋，煙塵、SO2、NOX排放量非常大，在當(dāng)前人民生活水平日益提高、國(guó)家政策導(dǎo)向非常嚴(yán)格的前提下，該局面急需改變。燃煤工業(yè)鍋爐領(lǐng)域需要一種新的技術(shù)和裝備來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)行業(yè)水平的提升，高效煤粉工業(yè)鍋爐技術(shù)系統(tǒng)就是在此背景下孕育而生的，同時(shí)，由于其高效、潔凈、操控便捷、性價(jià)比高等特點(diǎn)，它也成為油氣鍋爐的理想替代品，可以讓國(guó)家花大量外匯購(gòu)置而來(lái)的油氣用在更適合的地方

3、，去創(chuàng)造更大的價(jià)值。高效煤粉工業(yè)鍋爐系統(tǒng)介紹（1）來(lái)自制粉廠的密閉罐車將燃料煤粉氣力輸送至鍋爐房的煤粉塔。（超級(jí)鏈接后）上圖為規(guī)模50萬(wàn)噸/年的制粉廠，下圖為煤粉輸送專用罐車。（2）煤粉塔儲(chǔ)存燃料煤粉，其作用可類比于傳統(tǒng)鍋爐房的堆煤場(chǎng)，一般儲(chǔ)存煤粉的量可滿足鍋爐滿負(fù)荷生產(chǎn)12天。煤粉塔需要解決煤粉儲(chǔ)存過(guò)程的安定性問(wèn)題，當(dāng)發(fā)生自燃時(shí)需及時(shí)發(fā)現(xiàn)并采取保護(hù)措施，確保運(yùn)行安全。（3）供料器的主要功能是實(shí)現(xiàn)煤粉連續(xù)、穩(wěn)定的供給，是煤粉工業(yè)鍋爐高效運(yùn)行的核心設(shè)備。（4）燃燒器是煤粉工業(yè)鍋爐系統(tǒng)的第二大核心技術(shù)，其主要特點(diǎn)是即開(kāi)即停、低負(fù)荷穩(wěn)燃能力強(qiáng)、負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大，特別適合工業(yè)鍋爐營(yíng)運(yùn)環(huán)境。工業(yè)煤粉鍋爐與

4、電站煤粉鍋爐的主要區(qū)別之一在于燃燒器的不同，電站鍋爐的燃燒器通常不具備即開(kāi)即停、負(fù)荷大范圍調(diào)節(jié)等功能。（5）20t/h及以下級(jí)別鍋爐本體一般采用臥式布置，30t/h及以上級(jí)別一般采用立式布置，鍋爐本體采用全模式壁結(jié)構(gòu)，密封性強(qiáng)。（6）采用SNCR+SCR處理工藝。煤粉工業(yè)鍋爐爐膛溫度場(chǎng)均勻，最高溫度通常不超過(guò)1100，適宜采用SNCR處理工藝（反應(yīng)溫度區(qū)間8501100），NOX脫除效率一般在40%60%，SCR脫除效率75%90%，確保鍋爐煙氣中NOX的排放量低于100mg/Nm3，優(yōu)于國(guó)家環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)，該工藝較之單獨(dú)SCR工藝設(shè)備投資與運(yùn)行成本均較低。（7）采用濕法脫硫、布袋除塵實(shí)現(xiàn)煙塵排

5、放低于20mg/Nm3、SO2排放低于50mg/Nm3，優(yōu)于國(guó)家環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)要求。（8）測(cè)控技術(shù)是煤粉工業(yè)鍋爐系統(tǒng)的核心技術(shù)之一，粉體燃燒較之鏈條鍋爐、流化床鍋爐更易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，其發(fā)展方向是一鍵點(diǎn)火、遠(yuǎn)程控制、智能群控。另外，測(cè)控技術(shù)也是實(shí)現(xiàn)煤粉工業(yè)鍋爐安全運(yùn)行的保障條件之一。技術(shù)特點(diǎn)-煤粉專業(yè)化集中生產(chǎn)與配送由于煤炭供應(yīng)市場(chǎng)的復(fù)雜性，傳統(tǒng)鏈條鍋爐用戶燃用的燃料煤質(zhì)很難與鍋爐設(shè)計(jì)煤種相一致，在源頭上就造成鍋爐燃燒效率降低、出力不足，甚至帶來(lái)設(shè)備運(yùn)行故障等后果。高效煤粉工業(yè)鍋爐的燃料煤粉由區(qū)域制粉廠集中磨制，煤質(zhì)的穩(wěn)定性、適應(yīng)性易得到保障。另外，煤粉工業(yè)鍋爐房取消了分散的堆煤場(chǎng)，減小了占地，降

6、低了地面污染。技術(shù)特點(diǎn)-測(cè)控水平高、鍋爐啟停簡(jiǎn)單等鍋爐運(yùn)行實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制，上煤、出灰等在傳統(tǒng)鍋爐上的體力勞動(dòng)已經(jīng)徹底消失，取而代之的是在中控室實(shí)現(xiàn)對(duì)鍋爐運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控和操作。目前，煤粉工業(yè)鍋爐的自動(dòng)化控制水平已發(fā)展到一鍵點(diǎn)火、遠(yuǎn)程控制、智能群控等階段，進(jìn)一步節(jié)約人工和勞動(dòng)強(qiáng)度，間接的也減少了因司爐工人技術(shù)水平的差異帶來(lái)鍋爐運(yùn)行效果的不同，保障了煤粉工業(yè)鍋爐始終處在最優(yōu)的運(yùn)行狀態(tài)。煤粉工業(yè)鍋爐最大的特點(diǎn)是操控便捷，這也是區(qū)別電站煤粉鍋爐的主要特點(diǎn)。類似于燃?xì)忮仩t，可實(shí)現(xiàn)即開(kāi)即停，3分鐘內(nèi)切斷點(diǎn)火源，系統(tǒng)進(jìn)入正常運(yùn)行狀態(tài)，點(diǎn)火成本低廉；切斷煤粉供給即可實(shí)現(xiàn)停爐，在突發(fā)情況下，增加了安全機(jī)會(huì)。煤粉工

7、業(yè)鍋爐配備了具有穩(wěn)燃功能的預(yù)燃室，負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍比較大，一般在40%110%，非常適應(yīng)工業(yè)鍋爐應(yīng)用場(chǎng)所。技術(shù)特點(diǎn)-工作環(huán)境友好煤粉工業(yè)鍋爐取消了堆煤場(chǎng)、堆渣場(chǎng)，并配備了高效的袋式除塵設(shè)備等煙氣凈化裝置，可做到三不見(jiàn)“不見(jiàn)煤、不見(jiàn)灰、不見(jiàn)煙”；同時(shí)鍋爐本體采用膜式壁結(jié)構(gòu)，密封性好，煙氣系統(tǒng)負(fù)壓運(yùn)行，無(wú)粉塵跑冒，鍋爐房環(huán)境可媲美天然氣鍋爐房，非常潔凈，徹底顛覆了社會(huì)對(duì)燃煤鍋爐房的世俗認(rèn)識(shí)，司爐工人也可更有尊嚴(yán)的開(kāi)展工作。技術(shù)特點(diǎn)-節(jié)能降耗由于采用懸浮燃燒技術(shù)，燃料燃燒非常徹底，煤粉工業(yè)鍋爐的系統(tǒng)熱效率一般在88%以上，甚至達(dá)到90%，較之傳統(tǒng)燃煤鍋爐平均65%的熱效率有了大幅度的提高，節(jié)煤潛力巨大，

8、可達(dá)到30%。取消堆煤場(chǎng)、堆渣場(chǎng)，鍋爐房占地面積可縮減50%。采用全自動(dòng)控制、上位機(jī)集中監(jiān)控與操作，上煤、出灰等體力勞動(dòng)已被自動(dòng)控制所取代，司爐人員大幅度減少，一般在50%以上。對(duì)大型用電設(shè)備，例如引風(fēng)機(jī)、水泵等采用變頻節(jié)電技術(shù)；煤粉工業(yè)鍋爐過(guò)氧空氣系數(shù)較低，一般在1.3左右，煙氣量較少，引風(fēng)機(jī)功率較低。綜合節(jié)電較之傳統(tǒng)鍋爐在1520%。技術(shù)特點(diǎn)-潔凈排放我們承諾的排放指標(biāo)，煙塵、SO2、NOX分別是20mg/Nm3、50mg/Nm3、150mg/Nm3，可以達(dá)到燃?xì)忮仩t的排放標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)于燃煤鍋爐在重點(diǎn)地區(qū)執(zhí)行的大氣污染物特別排放限值30mg/Nm3、200mg/Nm3、200mg/Nm3的要求

9、。推廣應(yīng)用-實(shí)例1實(shí)例1為2007年實(shí)施的3臺(tái)4t/h蒸汽鍋爐項(xiàng)目，鍋爐額定壓力1.6MPa，鍋爐本體采用臥式鍋殼式結(jié)構(gòu)布置，業(yè)主為山東新汶礦業(yè)集團(tuán)下屬的中波合資不銹鋼薄板廠，截止目前，該項(xiàng)目已穩(wěn)定運(yùn)行7年。推廣應(yīng)用-實(shí)例2業(yè)主煙臺(tái)欣和食品廠，一家臺(tái)資企業(yè)，主要生產(chǎn)醬油、花生米等，衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)要求高，管理嚴(yán)格。該項(xiàng)目2009年實(shí)施，1臺(tái)20t/h+1臺(tái)6t/h鍋爐配置，額定壓力1.6MPa、過(guò)熱蒸汽溫度245，鍋爐本體采用臥式布置、雙鍋筒徑置式結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)自投產(chǎn)以來(lái)運(yùn)行平穩(wěn)。由于工廠擴(kuò)產(chǎn)，該企業(yè)于2014年5月又上馬了一臺(tái)40t/h立式煤粉工業(yè)鍋爐，截止2014年11月份該鍋爐已投產(chǎn)運(yùn)行。推廣應(yīng)用-

10、實(shí)例3該項(xiàng)目為城市供熱項(xiàng)目，蘭州市熱力總公司于2012年布置了兩臺(tái)14MW熱水鍋爐，2014年又在原鍋爐房西側(cè)擴(kuò)建了兩臺(tái)同型號(hào)鍋爐，至此鍋爐房總規(guī)模達(dá)到4臺(tái)14MW，供暖面積80萬(wàn)m2。推廣應(yīng)用-實(shí)例42010年至2013年，在神華神東礦區(qū)實(shí)施了6座鍋爐房、23套煤粉鍋爐系統(tǒng)的建設(shè)與運(yùn)行工作，單體規(guī)模包括20t/h、30t/h、40t/h三種型號(hào)的蒸汽鍋爐，以及10.5MW的熱水鍋爐，鍋爐結(jié)構(gòu)有立式和臥式兩種形式，總的鍋爐規(guī)模已達(dá)到510t/h。另外，配套建設(shè)了2座計(jì)40t/h的制粉廠，來(lái)滿足上述鍋爐房的用粉需求。由于良好的節(jié)能效果，神東礦區(qū)正逐步推廣實(shí)施煤粉鍋爐的建設(shè)替換工作，預(yù)計(jì)到2015

11、年，煤粉鍋爐的應(yīng)用規(guī)模將達(dá)到700t/h。推廣應(yīng)用-實(shí)例5蘭州市熱力總公司，2013年實(shí)施的6臺(tái)29MW煤粉工業(yè)鍋爐房，當(dāng)年建設(shè)當(dāng)年投產(chǎn)，為380萬(wàn)m2的城市建筑提供供暖服務(wù)。經(jīng)2013年采暖季經(jīng)濟(jì)核算，運(yùn)行收益較高。該鍋爐房是目前國(guó)內(nèi)單體最大的煤粉工業(yè)鍋爐房，具有較高的代表性。項(xiàng)目原址為4臺(tái)4.2MW鏈條鍋爐，現(xiàn)建成了6臺(tái)29MW煤粉鍋爐，該實(shí)例也充分印證了煤粉工業(yè)鍋爐在節(jié)約用地方面的優(yōu)越性。另外，該鍋爐房取代了周邊10余座燃煤鍋爐房，由于位于市區(qū)，置換出的土地收益不菲，同時(shí)拆小建大也利于環(huán)保、安檢等部門的管控，節(jié)能環(huán)保效益突出。節(jié)能減排效益分析以蘭州市熱力總公司兩臺(tái)14MW煤粉鍋爐為例，該項(xiàng)目為改造項(xiàng)目，較之鏈條鍋爐耗煤量減少了39.4%，煙塵、SO2、NOX分別減排了90.4%、54.1%、52.0%，其中污染物減排還是在未裝設(shè)脫硫、脫硝設(shè)施前的情況，若裝設(shè)相關(guān)設(shè)備，SO2、NOX的減排量將達(dá)到77.7%、92.7%，綜合節(jié)能減排效果可認(rèn)為是革命性的變化。業(yè)務(wù)模式主要有鍋爐系統(tǒng)集成供應(yīng)與技術(shù)服務(wù)、合同能源管理、系統(tǒng)的專