蓝天郎凤娥:国外煤粉工业锅炉介绍与国内煤粉工业锅炉的兴起

蓝天郎凤娥:国外煤粉工业锅炉介绍与国内煤粉工业锅炉的兴起

【蓝天郎凤娥专栏文章】国外燃煤工业锅炉现有用量主要在德国及少数欧洲国家。上世纪90年代中期,德国开发成功煤粉工业锅炉技术,实现了先进煤粉工业锅炉的商业化应用。目前,在德国Essen市约有100多个煤粉锅炉房运行,锅炉效率达到87%,烟气排放达到标准。 德国工业煤粉锅炉容量一般小于30 t/h,关键技术有小型高效全密闭制粉(如HM锅炉)和供粉、空气分级低氮燃烧器、自动控制等;煤与石灰石粉混合后进行空气分级燃烧,脱硫、低氮效果好;采用布袋式除尘器,除尘效率高;采用油、气快速点火,可以即开即停;有多项技术标准;以高挥发份烟煤(28%以上)为燃料,硫分在0.7%左右时,脱硫效率达到70%,锅炉系统热效率不低于86%,烟气排放符合标准。

国内早在上世纪七十年代就曾开发过煤粉工业锅炉应用技术,但由于煤粉制备、控制、除尘等配套技术不成熟或价格昂贵,导致放弃研发和应用。2000年,国内开始研究开发“高效煤粉工业锅炉” 系统技术,已初步开发出可商业化应用的技术和装备,目前全国约有数百台在用的煤粉工业锅炉,锅炉容量2.8~14MW(4~20蒸吨/小时),运行效率可达85%以上,烟尘排放浓度≤50mg/Nm3 ;SO2 和NOx排放浓度满足标准要求。

目前,国内工业锅炉技术发展趋势是:(1)为市场提供高效、低排放先进工业锅炉岛成套技术、装备和服务;(2)工业锅炉容量大型化;(3)控制技术智能化;(4)用煤规范化;(5)配套标准化。

国内该类技术发展与德国技术的差别是:国内研发应用的锅炉容量已经远远大于国外,国内针对的煤种范围和煤质变化也大于德国,所遇到燃料和市场变化的复杂性也远强于德国,目前国内新技术研发已经基本超越德国专利的范围。

目前,国内开发新型煤粉工业锅炉的机构较少,高效燃烧器、锅炉岛装备在锅炉容量以及系统集成度方面均处于领先地位,煤种适应性超过国标值。

郎凤娥透露说山西蓝天高效煤粉锅炉项目开发的特点是:能够在较大范围调整锅炉负荷,并能够在几十秒内实现快速点火的煤粉燃烧器;能够适应合同能源服务多个锅炉房运行监测的智能化运行控制技术;大型工业锅炉岛集成技术和装备等。本项目拟以先进技术和装备的开发特点主要创新目标,并通过工程建设和运行示范得到试验验证,所关系到的关键技术在国内外该领域为前沿技术和集成技术,创新性突出。

(郎凤娥同志出生于1961年1月,山西省忻州市人,中共党员,本科学历,高级工程师。郎凤娥曾带领团队研发新型高效煤粉工业锅炉系统技术,用了4年的时间,完成了第一代新型高效节能环保煤粉锅炉的市场化、商业化推广和实践验证,填补了我国煤粉锅炉小型化难的技术空白。)

开发大型煤粉工业锅炉关键技术,达到燃烧稳定、多煤种低氮燃烧技术,且能达到负荷变化时的稳定运行。开发煤粉工业锅炉智能控制系统,采用网络和工业PC作为控制主体,实现工业锅炉控制计算机和管理员的有机统一,达到节能环保经济运行的目的。通过分析锅炉动态燃烧特性,设计锅炉结构,适应煤粉燃烧空间结构,达到燃烧充分稳定。小型煤粉锅炉对燃料煤质要求严格,一般是烟煤,发热量在 23MJ/kg(5500kcal/kg),挥发份大于28%,水份不大于10%,灰份小于20%,开发多煤种燃烧技术,解决劣质煤稳燃和低负荷稳燃问题。开发大功率强化点火技术,解决低挥发份煤的燃烧问题。根据工业锅炉运行特点,即随时启停,负荷调整变化时,能够稳定运行。

目前我国在用燃煤工业锅炉总量约50万台,每年新增约3万台,

年耗燃料煤约6亿吨,约占全国煤炭消耗总量的20%,锅炉平均运行效率仅为60%左右,主要用于工业供热、建筑物采暖和生活热水供应等领域。国内工业锅炉普遍存在装备水平低,系统技术落后,锅炉平均运行效率比国外先进水平低20-30百分点,锅炉平均负荷不到65%,运行自动控制水平低,污染物排放严重。如果在现有基础上将燃煤工业锅炉的热效率平均提高25百分点,计算节煤潜力每年约1.5亿吨,仅节煤减小SO2 排放每年约30万吨,灰渣减少排放每年约3000万吨,CO2 减小排放约每年3.5亿吨。

目前,燃煤工业锅炉技术、装备及运行状态普遍低于其它领域的工业技术水平,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。国家发改委制定的《节能中长期专项规划》中,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;“十二五”期间,进一步明确了节能减排作为经济社会发展的约束性指标。开发先进工业锅炉技术,已经成为节能减排重要技术方向。

煤粉工业锅炉是国内近年来自主开发的先进工业锅炉系统,目前全国约有数百台应用于北方地区冬季供热或工业企业供热,锅炉热效率达到87%,部分技术达到国际先进水平,蓝天郎凤娥介绍到。

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