推廣高效煤粉鍋爐為啥這樣難？

2016-04-25 21:17:09 來源: 中國煤炭報

高效煤粉工業(yè)鍋爐與傳統(tǒng)鏈條鍋爐相比，能節(jié)約50%的煤、10%至15%的電，熱效率提高25%至30%，排放完全符合國家標(biāo)準(zhǔn)。

“技術(shù)是項好技術(shù)，但在實際推廣中遇到了很大的阻礙。”7月23日，中國煤炭科工集團(tuán)煤炭科學(xué)技術(shù)研究院有限公司節(jié)能分院院長尚慶雨說。

“現(xiàn)在我們先搞個試點，抱著試試看的態(tài)度，如果可行，再擴(kuò)大規(guī)模。”節(jié)能分院市場部主任范瑋說。

“很多人一聽是煤炭，就直擺手，說不行。這個觀念就有問題。像談戀愛似的，如果連個機(jī)會都不給，怎么能成功呢？”尚慶雨幽默地說。

理想替代品

“現(xiàn)在的霧霾天氣，很多人都?xì)w罪于煤炭。其實，煤炭是個好東西，關(guān)鍵看怎么清潔高效利用。”尚慶雨認(rèn)為，高效煤粉工業(yè)鍋爐是傳統(tǒng)鏈條鍋爐的升級換代產(chǎn)品，是油氣鍋爐的理想替代品。

尚慶雨算了一筆賬。就鍋爐來說，1噸飽和蒸汽大約需要80立方米至83立方米天然氣，按1立方米天然氣4元計算，成本大約需要320元；換成油，需要66升原油，成本約為400多元；換成油，需要110公斤煤粉，成本約為90元。

煤粉鍋爐具有較高的經(jīng)濟(jì)性環(huán)保性。

“很多企業(yè)改成天然氣或者重油后，由于成本太高，所以沒有利潤。”尚慶雨說，“現(xiàn)在很多城市推廣煤改氣，包括供暖。據(jù)了解，河北石家莊煤改氣供暖后，政府每1平方米補(bǔ)貼15元，僅此一項，政府一年就要補(bǔ)貼10億元。一旦地方不再補(bǔ)貼，天然氣供暖價格升高，就可能引發(fā)一系列社會問題。如果全部實施煤改氣，無論從我國能源的賦存條件來說，還是從經(jīng)濟(jì)條件考量，均不符合我國的基本國情。特別是天然氣的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不夠完善，部分地區(qū)的管網(wǎng)鋪設(shè)還沒能做到全覆蓋。”

據(jù)了解，高效煤粉工業(yè)鍋爐原料選擇覆蓋我國80%的動力煤種；鍋爐容量大，最大已達(dá)100蒸t/h；鍋爐熱效率高，達(dá)90%以上；污染物排放少，采用先進(jìn)的布袋除塵和脫硫脫硝技術(shù)后，煙塵≤10mg/m3、SO2≤100mg/m3、NOx≤200mg/m3，完全能滿足《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB13271-2014）關(guān)于重點地區(qū)鍋爐大氣污染物特別排放限值的要求。

“我們感覺高效煤粉爐不僅效率高，更主要的是它的污染物排放少。既保證了藍(lán)天，也保證了企業(yè)的發(fā)展。”江蘇三明新能源有限公司副總經(jīng)理趙明說。

較傳統(tǒng)鏈條鍋爐，高效煤粉工業(yè)鍋爐可節(jié)約煤炭50%以上、節(jié)電10%至15%，熱效率提高25%至30%。同時，杜絕跑、冒、滴、漏現(xiàn)象，減少用人1/3，節(jié)地50%至60%，同時勞動強(qiáng)度減輕，測控水平提高。

“神東煤炭集團(tuán)工業(yè)煤粉爐現(xiàn)在有18臺，是從2010年開始改造的。相比較而言，現(xiàn)在煤粉爐的鍋爐效率基本上達(dá)到90%，節(jié)煤提升了30%。”神華神東煤炭集團(tuán)礦業(yè)服務(wù)公司副總經(jīng)理師新峰說，“改造后，整個生產(chǎn)車間鍋爐房里可以說是窗明幾凈，原來的傳統(tǒng)鍋爐房里的冒灰冒煙現(xiàn)象已經(jīng)沒有了。”

“目前，我們有三個目標(biāo)市場。”尚慶雨說，一是煤炭企業(yè)集團(tuán)，二是市政供熱，三是大型工業(yè)園區(qū)。

如何把煤燒好

高效煤粉工業(yè)鍋爐系統(tǒng)的研發(fā)，要從十幾年前說起。

1998年，當(dāng)時的煤炭科學(xué)研究總院相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)去德國考察，無意中看到德國的煤粉工業(yè)鍋爐，發(fā)現(xiàn)與國內(nèi)的鍋爐有很大區(qū)別，“工作環(huán)境像賓館一樣”。不僅排放少，而且實現(xiàn)了無人值守。“看來，關(guān)鍵是要把煤炭燒好。”尚慶雨回憶。

差距激發(fā)奮進(jìn)的動力。研發(fā)高效環(huán)保燃煤鍋爐列上科技攻關(guān)日程。從1999年起，他們開始了煤粉工業(yè)鍋爐系統(tǒng)的研發(fā)工作。2007年，高效煤粉工業(yè)鍋爐通過了由中國煤炭工業(yè)協(xié)會組織的專家組鑒定。2010年，在神東煤炭集團(tuán)進(jìn)行大面積工業(yè)化應(yīng)用。

“合適的煤種經(jīng)過烘干和研磨，成為煤粉。煤粉通過罐車或者倉泵氣力輸送的方式打到燃料倉內(nèi)，每個鍋爐房前都有一個成品倉，成品倉通過供料系統(tǒng)把煤粉送到爐膛燃燒，完成換熱之后，通過煙氣凈化脫硫除塵工藝，減少排放。”尚慶雨介紹。

據(jù)了解，我國大部分燃煤電廠的鍋爐為煤粉爐，但是高效煤粉工業(yè)鍋爐并不是簡單地將電站鍋爐進(jìn)行縮小得來的。“這種燃燒技術(shù)爐子越小越難做，因為爐膛空間受限，跟傳統(tǒng)的鍋爐完全相反。”范瑋說。

主要區(qū)別有兩點：一是該鍋爐所用煤粉可提前制取，采用冗余安全安定儲存技術(shù)，保證了煤粉倉、燃料倉的安全性。二是高效煤粉工業(yè)鍋爐采用無脈動濃相輸送方式，結(jié)合雙錐逆噴燃燒室，可實現(xiàn)煤粉快響應(yīng)著火、大范圍負(fù)荷調(diào)節(jié)，并可與油（氣）部分或全部互換。

除此以外，高效煤粉工業(yè)鍋爐還有幾項創(chuàng)新。一是燃燒器的設(shè)計研發(fā)。一般鍋爐均將燃料直接噴入爐內(nèi)，但高效煤粉工業(yè)鍋爐將煤粉首次噴入后又折回，回噴時最后部分煤粉點燃，如此反復(fù)供料，使煤粉達(dá)到自維持穩(wěn)燃狀態(tài)。二是爐膛的設(shè)計。將鍋殼式火管鍋爐的流場應(yīng)用于煤粉燃燒。設(shè)計出的爐膛具有自清潔功能，可以保證受熱面不結(jié)渣，不落灰。三是煙塵排放技術(shù)。煙氣采用布袋除塵。煙氣脫硫方面，在國內(nèi)外首次利用煤粉中礦物質(zhì)快速熱解形成的活性鈣，創(chuàng)造性地開發(fā)出高倍率灰鈣循環(huán)脫硫除塵一體化技術(shù)。脫硫共分兩次進(jìn)行，總脫硫率可達(dá)90%以上。四是測控系統(tǒng)。在國內(nèi)首次設(shè)計出全開式清潔煤粉制備系統(tǒng)、耐壓煤粉儲罐以及一鍵式高效煤粉工業(yè)鍋爐智能測控系統(tǒng)。實現(xiàn)了一鍵點火、遠(yuǎn)程控制、智能群控，并可根據(jù)室內(nèi)、室外溫差，控制點火溫度。

“最近我們的鍋爐主要在脫硫工藝上進(jìn)行了改進(jìn)。”尚慶雨說。“從實驗的結(jié)果看，入口處每立方米200毫克至600毫克的二氧化硫，經(jīng)過我們的煙氣脫硫處理后，煙氣分析儀顯示二氧化硫的排放為零。”剛從北京大興區(qū)采育產(chǎn)業(yè)基地做完實驗回來的節(jié)能分院研發(fā)中心辦公室副主任梁興說。
推廣困難重重

“最近我們要在南京郊區(qū)建制粉廠，可是當(dāng)?shù)氐沫h(huán)保部門一聽是煤炭，就拒絕了。”尚慶雨說，“清潔利用煤炭資源，才是有效改善大氣污染狀況的關(guān)鍵，但是人們的觀念很難改變。”

“燃料和系統(tǒng)的問題，也困惑了我們很多年。”尚慶雨舉例說，“前幾年在廣西，有人看到我們的鍋爐非常感興趣，但是沒有制粉廠。貴州只有一個制粉廠，也不敢上項目，怕錢都被制粉廠賺去，容易被卡住脖子，變得被動。”

據(jù)了解，現(xiàn)在的制粉廠大多由民營企業(yè)建設(shè)。“把煤研磨成煤粉，技術(shù)含量并不高。一般是民營企業(yè)主看到在一個地區(qū)有幾個煤粉鍋爐要建，有利可圖，便開始建制粉廠。”尚慶雨說。

矛盾的地方在于，如果先上制粉廠，沒有用戶的話，投資就回收不了；如果先上鍋爐系統(tǒng)的話，沒有燃料，或者燃料在別人手中，最后節(jié)煤不節(jié)錢。

“在山東煙臺我們就遇到這種情況，上了鍋爐系統(tǒng)，但是煤粉賣得特別貴。”范瑋說。

據(jù)統(tǒng)計，全國目前在用燃煤工業(yè)鍋爐約47萬余臺。很多城市，尤其是北方城市和缺乏天然氣供應(yīng)的城市都在尋求投資適宜、運(yùn)行成本低、可有效控制燃煤污染的技術(shù)，以減少二氧化碳、煙塵、可吸入顆粒物的排放量。因此，市場需求巨大。

但是，目前工業(yè)鍋爐行業(yè)門檻低，產(chǎn)業(yè)集中度低，無序和惡性競爭現(xiàn)象嚴(yán)重，煤粉工業(yè)鍋爐的市場亂象凸顯。一些實力不強(qiáng)的鍋爐廠看到廣闊的市場前景后，紛紛涉足這一領(lǐng)域，但設(shè)備質(zhì)量差、系統(tǒng)可靠性不佳，影響了煤粉工業(yè)鍋爐的應(yīng)用效果，極大地影響了用戶的信心，使煤粉工業(yè)鍋爐的形象受損。

“過去和我們合作過的民營企業(yè)，大約有5家至6家想做這套系統(tǒng)。”尚慶雨說，“有的企業(yè)有鍋爐廠，有的甚至鍋爐廠都沒有，就開始做煤粉鍋爐。結(jié)果，系統(tǒng)上了之后，卻沒有什么效果。有一家企業(yè)去了3個地方，都以失敗告終，讓人對煤粉鍋爐產(chǎn)生了誤解。我們再去跑市場，別人說，沒效果啊。”

尚慶雨認(rèn)為，要加強(qiáng)工業(yè)鍋爐行業(yè)管理，制訂相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)置煤粉工業(yè)鍋爐門檻，規(guī)范行業(yè)行為，確保有一定實力的企業(yè)開展煤粉工業(yè)鍋爐項目建設(shè)，保證煤粉工業(yè)鍋爐系統(tǒng)的質(zhì)量，“現(xiàn)在，我們已經(jīng)開始制訂企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)”。

此外，煤粉鍋爐開發(fā)是一個系統(tǒng)，涉及配料系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)等，技術(shù)開發(fā)和配套設(shè)施需要一個過程，在某種程度上，也制約了其發(fā)展。“我們計劃有3大系列15個標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品推向市場，是一個不斷優(yōu)化、改進(jìn)、完善的過程。”尚慶雨說。

據(jù)了解，在歐洲，煤粉工業(yè)鍋爐發(fā)展比較好的地區(qū)都引入了合同能源管理的方式。目前，煤炭科學(xué)技術(shù)研究院有限公司節(jié)能分院也借鑒了國外的方式，將合同能源管理模式引入煤粉工業(yè)鍋爐項目的建設(shè)當(dāng)中，并提供專業(yè)化運(yùn)營服務(wù)，保障煤粉工業(yè)鍋爐的運(yùn)行效果。但新技術(shù)的研發(fā)和新商業(yè)模式的探索缺乏資金、政策上的支持，進(jìn)展比較緩慢。

“央企的資本優(yōu)勢沒有得到充分發(fā)揮。”尚慶雨表示，“如果把我們的資本優(yōu)勢、技術(shù)優(yōu)勢、團(tuán)隊優(yōu)勢結(jié)合起來，尋找合適客戶做合同能源管理，可能會走得更快更遠(yuǎn)。”