国内工业锅炉节能发展现状.docx

国内工业锅炉节能发展现状摘要：目前国内工业锅炉与国外发达国家相比，热效率偏低。本文从能耗、数量、标准等方面系统阐述了国内工业锅炉的发展现状，描述了目前主要采用的节能技术，指出了影响锅炉热效率的主要因素，并给出了相关对策。关键词：工业锅炉；燃煤；节能技术；现状Keyword：indutrialboiler；coal；energyavingtechnology；currentituation0引言锅炉是我国主要的热能动力设备，在工业、民用、电力等领域有十分广泛的应用。截止2022年底全国共有锅炉64.12万台[1]，其中，工业锅炉（主要是包括工业蒸汽锅炉、热水锅炉、导热油锅炉、生活锅炉、自备热电联产锅炉、余热锅炉等）约为63.3万台，占绝大数。工业锅炉所用燃料以煤、油、天然气等为主。燃油与燃气锅炉燃烧效率较高，而燃煤锅炉由于各种原因，目前燃烧效率较低。近年来新能源开发的力度有所加强，煤炭消费量占比有所下降，但燃煤锅炉仍占一定比例。2022年至2022年我国各主要能源消费总量如表1所示。目前我国能源缺口持续扩大，从2001年的0.6531亿吨标准煤上升到2022年的3.0218亿吨标准煤。表2是世界主要经济体一次能源消费量[2]。从表2可知，在2022年我国一次能源的消耗量就超越美国，成为头号能源消费大国。且能源利用效率低下，与世界发达国家相比较还有较大差距。而工业锅炉，在我国现有工业结构中作为一类高能耗的特种设备，提高其能效水平，特别是燃煤锅炉的燃烧效率，对于扭转我国整体能源利用效率偏低的现状，解决目前的环境污染、雾霾等问题，具有十分重要的现实意义。1节能减排现状近二十年来，我国工业锅炉的设计和制造水平取得了长足的发展，特别是近几年燃油燃气锅炉，由于一开始的设计定型就参考了国外成熟的经验，锅炉基本实现了全自动控制，与国外同类产品的差距明显缩小。然而，就燃煤工业锅炉而言，它占全部工业锅炉的85%左右，以链条炉排、层燃燃烧为主，日常使用中存在运行效率低，炉渣含碳量高，过量空气系数大，排烟温度过高等问题。因此，即设计效率在72%～80%，与世界先进国家相比有较大差距，也说明工业锅炉存在很大的节能提升空间。因此，开展锅炉节能技术的研究及相关产品的开发，具有重要的意义。国家质检总局及相关部门对锅炉节能非常重视，出台了相关的法规，具体见表3。同时，还出台多个锅炉节能减排的标准：GB/T15317-2022《燃煤工业锅炉节能监测》，GB/T10180-2003《工业锅炉热工性能试验规程》，GB/T17954-2000《工业锅炉经济运行》。2节能相关技术以前，国内外对节能方面的研究主要集中在电站锅炉方面，比如电站DSC控制系统、热效率控制软件方面的研究。但随着近二十年来我国工业化水平的不断提高，锅炉数量增长迅猛，节能方面存在的问题逐步受到重视。近几年在工业锅炉节能方面国内外均开展了研究并积累了一定的经验，值得学习借鉴。2.1节能技术锅炉采用链条炉排的形式已有100多年的历史。由于其工艺成熟，结构简单，应用普遍。但也存在煤种适用性窄、燃烧效率低等弊病。针对这一问题，国内外有许多新的方法。从经济和安全等方面综合入手，对不同类型的锅炉均有不同的做法，有些取得了一定的认可程度，并最终变成行业的共识，对提升整个行业的节能水平提供了新的思路，有的则作为传统方式的有效补充。比如有对上煤系统和煤斗进行改造，使得煤在炉排上分布均匀；有使用分层分行给煤装置，使得燃煤按照粗的在下，细的在上有序排列，提高煤层的空隙率，从而保证煤的充分燃烧；有单位将锅炉混煤器与分层分行给煤装置相结合，进一步减少煤层间的通风阻力，提高燃烧效率；有单位采用机械拨火，让煤层然方式动态化，使其充分燃烧；有通过对煤层厚度和炉排速度的动态优化，来提高锅炉低负荷状态下的燃烧效率。这些技术虽然能从一定程度上提升链条炉的燃烧效率，但并未从根本上改变链条炉的不足，收效不明显，并没有在各使用单位大范围的应用。相对于链条炉排，循环流化床燃烧技术的出现，能使固体颗粒与气体充分接触，同时实现燃料的循环燃烧，其高效率低污染，对煤种有更高的适用性使其得到迅速的发展。尤其是在热电领域有着广泛的应用。我国循环流化床发电锅炉的总发电量已高居世界第一，目前在循环流化床锅炉领域也有各种新的节能技术的应用。比如，通过在床下设置油枪并结合脉动投炉的方法，来提高锅炉点火初始阶段煤炭的利用效率；采用高低差速的循环硫化床技术，使得锅炉具有两个不同的燃烧腔来应对燃料中的不同组份；有采用高压变频技术来对风机实时控制，提高风压的稳定性，从而实现燃料的充分燃烧；有采用协调控制系统来解决锅炉燃烧控制的非线性问题，来提高锅炉效率也有从燃料角度着手通过煤炭与CO2反应得到CO，实现循环流化床锅炉燃料的煤气化，提高燃烧效率。但同时由于其结构、制造成本的限