煤粉工业锅炉的发展前景分析

我国煤粉工业锅炉的发展前景分析锅炉类型按用途电站锅炉、工业锅炉、船舶锅炉、核相关锅炉、民用锅炉按燃料种类燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、核能锅炉、余热（废热）锅炉、生物质锅炉按炉内压力低压（2.5MPa以下）、中压、高压（6MPa以上）、超高压、亚临界、超临界、超超临界（>30MPa)能源结构大背景在我国的能源结构中煤炭占比67%左右，石油占比18%，水能占8%，天然气5%，核能1%，其他1%。我国年消耗煤炭37亿吨，约占全球80亿吨的一半，其中电煤约18亿吨，工业锅炉供热耗煤6亿吨，钢铁耗煤约6亿吨。也就是说全国接近65%的煤炭通过锅炉燃烧的方式产生电力或蒸汽供热。锅炉行业发展现状截止到2013年12月，国内锅炉及原动设备制造企业1616家，行业平均毛利率12.4%，平均净资产收益率8%。截止到2010年12月电站锅炉行业总产值468亿元，工业锅炉行业工业总产值138亿元。电站锅炉由于国家的重视，几大重点企业已具相当规模，行业集中度较高；但工业锅炉行业超千家，平均每个锅炉企业年产锅炉不到100台，生产效率低下，产品参差不齐，工业锅炉平均运行热效率65%左右，低于发达国家工业锅炉80%的平均水平。电站锅炉发展现状国际厂商日本：三菱、日立、东芝（收购西屋）欧洲：阿尔斯通、西门子、苏尔寿美国：GE、巴威公司（B&WBC)、FosterWheeler国内产商3霸5家哈尔滨锅炉厂——引进巴威技术东方锅炉厂——引进日立技术上海锅炉厂——引进阿尔斯通技术北京锅炉厂——引进巴威技术武汉锅炉厂——引进阿尔斯通技术，后被阿尔斯通收购（控股51%）；st武锅B濒临退市国内其他电站锅炉厂家济南锅炉、华光锅炉、杭锅、华西（小东方）及部分合资公司我国工业锅炉现状2014年我国工业锅炉保有量达到64万台，其中燃煤工业锅炉保有量约50万台（占工业锅炉总量的80%），年消耗煤炭超6亿吨；总容量400万蒸吨/小时（t/h,约合280万千瓦），锅炉平均单台容量6.25t/h，平均运行效率65%，单台容量小于10t/h的占比超75%，小锅炉是淘汰改造的重点。由于单体容量小，70%的燃煤锅炉为链条炉燃煤工业锅炉燃烧方式燃煤工业锅炉燃烧方式块煤-固定床层燃粉煤-流化床沸腾燃烧煤粉-气流床悬浮燃烧煤粉工业锅炉煤粉工业锅炉简单的说就是把煤炭磨成200目的细煤粉注入锅炉燃烧，有的公司命名为较新鲜的“微煤雾化”高效节能：燃烧效率98-99%，锅炉运行效率90%，较传统锅炉节能25%大幅度降低污染物排放，号称达到燃油和燃气锅炉的排放水平煤粉工业锅炉系统1—罐车；2—燃料罐；3—供料器；4—二次风机；5—二次风管；6—二次风控制器；7—点火油箱；8—燃烧器；9—锅炉本体；10—布袋除尘器；11—烟囱；12—罐车煤粉锅炉主要技术指标烟尘（TSP）

≤50mg/Nm3

锅炉热效率≥90%

与天然气锅炉相当SO2、NOx技术指标煤粉工业锅炉是新技术“微煤雾化”+“高技术指标”，煤粉锅炉是最新出炉的研究成果？初新崛起的循环流化床锅炉外，几乎所有燃煤电站均采用煤粉锅炉。我国对小型煤粉工业锅炉的探索在上世纪60年代就开始了。上世纪80年代我国之所以退出煤粉工业锅炉的研发主要是，燃料制备运输困难、设备投资过高、不符合当时的国情目前的进展现在的小型煤粉工业锅炉，是煤科院于2005年开始研究，于2007年在大同向13家用户推广了18台小型煤粉工业锅炉。然后又衍生了山西蓝天、山东华源、山东泰山锅炉、天立环保（亿利能源）等。被国家多个部委列为重点节能技术推广，其中山西省将其列入政府“十一五”和“十二五”计划之后几年的推广较缓慢，雷声大雨点小。资本市场对煤粉锅炉的关注度似乎高于产业煤粉锅炉的优点和缺点煤粉工业锅炉燃烧效率的确很高，点火便捷启停方便，锅炉房整洁，操作自动化层度较高。但其优点以及技术指标并不像宣传那样节能、环保、特别是经济效果更是其推广的拦路石。运行效率比较我国工业锅炉的平均运行效率为65%左右，这主要是由容量和燃料的差别引起的。国内锅炉的平均吨位小，而且只能用普通原煤。国家制定标准“链条炉排锅炉用煤技术条件GB/T18342--2001”，要求使用低硫优质颗粒煤：灰分<10%，硫分<0.5%，热值>24MJ/kg，而且颗粒度在5-20毫米。如果执行了此标准，占工业锅炉绝大多数的链条锅炉效率完全可以达到75%更高。随着集中供热的普及，国内工业锅炉大型化的趋势明显。大中型链条锅炉在烧原煤的条件下，热效率已达80-85%左右。循环流化床工业锅炉也在大型化，燃用劣质燃料时效率就可达85%。如果各自选用理想的燃料，煤粉工业锅炉的效率有优势，但并不十分明显。根据与锅炉行业从业者的讨论，相同的容量、相同的燃料，煤粉锅炉高出一般层燃工业锅炉10%左右，节能效果尚可，但远不是公司宣传和卖方报告中的热效率高出25-30%之多。环保效果比较毫无疑问，由于煤粉燃烧的高效率，与层燃（链条炉）相比将减少燃煤量10%左右，相应的污染物排放总量也应下降约10-15%（其中SO2和NOx排放总量随之下降，但粉尘总量上升），有一定的减排效益。煤粉燃烧的特性，飞灰份额（即灰分中有多少随烟气逸出锅炉）在90%左右，而层状燃烧的飞灰份额仅为15%左右，因此，煤粉燃烧的原始排放浓度要比层燃高得多。燃煤锅炉烟气中的SO2浓度主要取决于煤的含硫量和热值，与采用何种燃煤技术基本无关。在炉膛内脱硫有一定的效果，想达标排放，多数情况必须采用炉后的烟气脱硫装置。现行“锅炉大气污染物排放标准—GB13271-2001”没有规定工业锅炉的NOx排放要求。在三种燃烧方式中，煤粉燃烧由于燃烧温度高，NOx排放是最高的。因此采用相同的除尘和脱硫装置，普通链条炉也可以达到煤粉炉宣传的减排效果。煤粉质量与源煤煤粉工业锅炉成败的关键是煤粉。由于着火和燃尽条件比电站煤粉锅炉差，工业煤粉锅炉煤粉选择面较窄，要求低灰、低硫、高挥发份和高热值。我国大多是中灰煤（含灰量25%左右），低灰煤（10-15%），特低灰煤（<10%）更少。工业煤粉锅炉要求200目，比电站煤粉细得多，这将增加制粉电耗。德国煤粉工业锅炉使用情况小型煤粉工业锅炉的技术，首推德国。而德国之所以能够比较广泛的推广煤粉锅炉技术，除了煤粉锅炉低廉的燃烧成本、优秀的德国工业技术，同样重要的一点，是德国有褐煤矿产、有非常稳定优质的褐煤粉市场供应。德国稳定的褐煤粉供应商有RWE、Vattenfall等公司。煤炭是德国第三大能源，在能源消耗的20%左右；年消耗煤炭约8500万吨，其中硬煤占煤炭比重的45%，褐煤占比55%。德国自产煤炭主要为硬煤和褐煤；主要产煤区为鲁尔区（约占60%）。德国褐煤生产全部为露天开采，开采成本低。德国70%的煤炭用来发电，25%用来炼钢，不到5%用来供热。德国褐煤粉有一个特点，就是灰分、硫份非常低，灰分大部分在4%左右，一般不高于6%；硫份大部分均在0.7%以内；显然已经经过成熟的处理。这说明德国的褐煤粉供应是产业化的，是非常成熟稳定的。这是国内无法比拟的。煤粉的加工和配送找到满足工业煤粉锅炉要求的原煤并非易事。用洗精煤是扩大优质煤源的有效途径，国外无论电站还是工业锅炉大都使用洗精煤。集中制粉：如果先上制粉厂，没有用户的话，投资就回收不了；如果先上锅炉系统的话，没有燃料，或者燃料在别人手中，最后节煤不节钱。煤粉储运的安全性：煤粉的储运过程易发生自燃和爆炸，特别是煤粉越细，煤质越好，爆炸的危险性就越大。结焦积灰结焦、积灰和腐蚀是燃煤锅炉普遍遇到的难题，其中尤以煤粉燃烧方式为最。煤粉燃烧的结焦几乎是不可避免的，煤粉火炬温度在1400℃以上，其中融熔的灰粒在达到受热面之前，不能全部冷却固化，总有颗粒会粘在壁面上，不断积累就形成结焦。微米级的灰粒极易附着在受热面上，电站锅炉在炉膛和对流受热面均配有完善的吹灰系统，但煤粉工业锅炉因受空间限制，很难布置有效的清灰装置，这将逐渐导致出力和效率的下降。经济效益对比1.节煤效果：企业宣传煤粉工业锅炉节煤30%不可信，但煤粉锅炉效率提高10-15%，节煤15%左右还是可信的。2.节点效果：煤粉锅炉需要额外的制粉电耗和布袋除尘电耗（链条炉粉尘浓度小而且颗粒粗，要求的除尘效率远低于煤粉炉）。如果将这部分电耗计入，煤粉工业锅炉是节煤费电，综合节能效果就会打折扣。3.煤粉锅炉需要优质煤源，价格高于链条炉使用的普通原煤，加上粉料罐车的运输费和制粉电耗（电站制粉20度/吨）；燃料成本高于普通链条炉和流化床炉。4.煤粉锅炉的经济效益主要来源于节煤，煤粉价格关系到煤粉锅炉运行费用能否明显低于链条炉。考虑投资大幅度提高、燃料差价扩大和布袋除尘器增加的运行费等，短期回收投资的恐怕难以实现。政策推广山西省政府制定了资金补贴煤粉锅炉政策（省级补贴8-10万元/蒸吨，地方配套1.6-2万元/蒸吨，再加工程免税等，蓝天环保设备公司是目前山西省内唯一生产该类锅炉的企业。要在中国大力推广煤粉工业锅炉，“采用集中大规模制粉，长期稳定的提供优质煤粉”，须放在第一位。小结从运行成本上来说，链条炉和煤粉炉热效率差距不会超过20%，直接运行成本（包括燃料、电、人工、设备维护等）不会超过10%，鉴于煤粉炉高得多的投资额（投资差额20-30万/蒸吨），经济性无优势。从非经济性角度考虑，煤粉炉具有优势，燃料消耗少，自动化程度高，排放污染低，链条炉如果配置布袋除尘器也能达到同样的效果，但很多链条锅炉均没有配置除尘设备。除了前面提及