國際同行業(yè)發(fā)展水平及國內(nèi)外差距對(duì)比分析——燃煤鍋爐

1、燃煤層燃鍋爐

美國的燃煤鍋爐主要為層燃鍋爐，最常見的層燃鍋爐是拋煤機(jī)爐，鏈條爐、移動(dòng)爐排、水冷式振動(dòng)爐排鍋爐比較少見。美國正在應(yīng)用的工業(yè)層燃鍋爐主要有拋煤機(jī)爐和橫向給料鍋爐(包括上飼式和下飼式)，鍋爐效率在80～82%。

美國針對(duì)不同工業(yè)鍋爐有不同的燃煤質(zhì)量要求，用煤指標(biāo)除硫分外，還有灰分、干基揮發(fā)分、粒度等。美國對(duì)工業(yè)鍋爐污染物排放控制有嚴(yán)格要求，對(duì)新建的工業(yè)鍋爐有嚴(yán)格的審批制度，采用燃燒前、燃燒中和燃燒后控制污染物的排放。

歐洲一些國家使用的層燃鍋爐是對(duì)原煤進(jìn)行篩選或洗煤獲取合適的燃料，有的也使用型煤，這種方法燃料成本較高，但可以解決煤的高效燃燒問題，降低煙塵排放。

我國主流燃煤工業(yè)鍋爐（燃用Ⅱ、Ⅲ類煙煤）的設(shè)計(jì)效率一般在75～85％之間，運(yùn)行效率由于實(shí)際使用煤種與設(shè)計(jì)煤種有一定的偏差以及司爐人員操作水平等原因比設(shè)計(jì)效率低5個(gè)百分點(diǎn)以上；而發(fā)達(dá)國家由于使用標(biāo)準(zhǔn)化、高品質(zhì)的燃煤，鍋爐制造質(zhì)量以及運(yùn)行控制自動(dòng)化程度較高，因此鍋爐運(yùn)行效率與設(shè)計(jì)效率的差距比我國小得多。

2、煤粉工業(yè)鍋爐

國外發(fā)達(dá)國家的先進(jìn)煤粉工業(yè)鍋爐技術(shù)主要以德國為代表，該類技術(shù)的主要特點(diǎn)是：單臺(tái)容量不大（≤35t/h）,性能可靠、耐用，自動(dòng)化程度高、可實(shí)現(xiàn)無人值守，產(chǎn)品規(guī)范，使用方便等。德國的煤粉工業(yè)鍋爐經(jīng)過40多年的發(fā)展，在供料及燃燒等核心專利技術(shù)方面有多種產(chǎn)品可以選擇，系統(tǒng)配套已形成完善的技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、裝備體系，且完全實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化。其主要關(guān)鍵技術(shù)包括：集中全密閉煤粉制備與配送、煤粉精確供料、中小容量煤粉濃相燃燒、異形爐膛鍋殼式鍋爐設(shè)計(jì)及制造和自動(dòng)化測控等。德國煤粉工業(yè)鍋爐多以高揮發(fā)分褐煤為燃料，熱效率一般大于92％，煙氣排放符合德國Ta-Luft標(biāo)準(zhǔn)，且鍋爐房可實(shí)現(xiàn)無人值守。

我國煤粉工業(yè)鍋爐技術(shù)產(chǎn)品的研究始于上世紀(jì)，最為典型的代表是煤炭科學(xué)研究總院自主研發(fā)的煤粉工業(yè)鍋爐系統(tǒng)。該項(xiàng)目自1999年啟動(dòng)至今已完成煤粉工業(yè)鍋爐關(guān)鍵技術(shù)和裝備（燃燒器、供料器、鍋爐本體、煤粉儲(chǔ)罐和測控）的攻關(guān)與優(yōu)化升級(jí)，已開發(fā)出30～100 t/h、29～70MW和250～1500萬kcal/h共三個(gè)系列16個(gè)產(chǎn)品，其中80t/h及以下容量產(chǎn)品已全面進(jìn)入市場。目前，在11個(gè)省、市共計(jì)建成系統(tǒng)上百套。

國內(nèi)一些企業(yè)、院?；蜓芯克碴懤m(xù)開始煤粉鍋爐技術(shù)產(chǎn)品的研發(fā)工作，其中山西藍(lán)天集團(tuán)目前已具備一定規(guī)模，也獲得了較多專利技術(shù)，但核心技術(shù)主要來自電站煤粉鍋爐，與煤科總院及國外的煤粉工業(yè)鍋爐區(qū)別較大；上海題橋通過與國內(nèi)數(shù)家高校和科研單位的長期戰(zhàn)略合作，經(jīng)過八年數(shù)以百次的試驗(yàn)，自行研發(fā)的煤粉工業(yè)鍋爐固液態(tài)排渣雙旋流煤粉燃燒器已經(jīng)成熟、定型，并先后申請(qǐng)了8項(xiàng)發(fā)明專利，5項(xiàng)實(shí)用新型專利；福建永恒能源公司作為能源服務(wù)公司，也申請(qǐng)了多項(xiàng)煤粉工業(yè)鍋爐專利技術(shù)，并研發(fā)成功了底吹式煤粉工業(yè)鍋爐。

目前，煤粉工業(yè)鍋爐在國內(nèi)的發(fā)展尚處于初級(jí)階段，技術(shù)和裝備制造水平與發(fā)達(dá)國家仍有較大差距，國內(nèi)煤粉工業(yè)鍋爐系統(tǒng)的質(zhì)量還不夠穩(wěn)定，良莠不齊，應(yīng)當(dāng)引起行業(yè)及相關(guān)政府部門的關(guān)注，亟待進(jìn)行引導(dǎo)、梳理和規(guī)范。

3、循環(huán)流化床鍋爐

在循環(huán)流化床鍋爐方面，國際上主要爐型有：德國Lurgi公司的Lurgi型；原芬蘭Ahlstrom公司(現(xiàn)為美國Foster Wheeler公司)的Pyroflow型；德國Babcock公司和VKW公司開發(fā)的Circofluid型；美國F.W.公司的FW型；美國巴威(Babcock＆Wilcox)公司開發(fā)的內(nèi)循環(huán)型；英國Kaverner公司的MYMIC型。大型化、高參數(shù)是目前各種循環(huán)流化床鍋爐的發(fā)展趨勢(shì)，國際上大型CFB 鍋爐技術(shù)正在向超臨界參數(shù)發(fā)展。

目前我國的工業(yè)鍋爐行業(yè)的燃煤循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)已較成熟，并得到廣泛應(yīng)用，但①現(xiàn)有的《工業(yè)鍋爐設(shè)計(jì)計(jì)算方法》不能用于循環(huán)流化床爐膛的傳熱計(jì)算。大部分工業(yè)鍋爐廠家都有自己的計(jì)算方法或引進(jìn)科研單位的計(jì)算方法，使得有些計(jì)算結(jié)果偏離實(shí)際運(yùn)行結(jié)果，導(dǎo)致鍋爐爐膛溫度高于設(shè)計(jì)溫度，NOx排放濃度增高，爐內(nèi)采用SNCR也難低于100mg/m3；脫硫效率在Ca/S=2～2.5時(shí)只有80%左右，離環(huán)保要求還有一定差距；②爐膛下部讓管部分仍然存在嚴(yán)重磨損問題，每年都要噴涂，運(yùn)行成本增加；③循環(huán)流化床鍋爐成套技術(shù)在很多方面和國外相比，還存在一定的技術(shù)差距。