我国工业锅炉行业现状及行业发展初探

我国工业锅炉行业现状及行业发展初探上海工业锅炉研究所

张

科

余德祖摘要本文通过我国工业锅炉行业现状的介绍，分析了目前制约工业锅炉发展的因素，并提出了促进行业发展的建议措施，如加大产品研发的力度，完善标准体系，提升技术标准的水平，加强市场监管和市场导向等。

关键词工业锅炉现状发展

ThePresentSituationofIndustrialBoilerIndustryinChinaAndDiscussionsAboutDevelopmentofIndustrialBoilerIndustry

ShanghaiIndustrialBoilerResearchInstitute

ZhangKe,YuDezu

Abstract:

Throughintroductionofthepresentsituationinindustrialboilerindustryinchina,thispaperanalysesfactorstorestrictthedevelopmentofindustrialboilerpresently.Andmeasuresofpromotingthedevelopmentoftheindustryaresuggested,suchasincreasingthepowerofresearchanddevelopment,perfectingthesystemofthestandards,raisingtheleveloftechnicalstandardsandenhancingthesupervisionandguideofthemarket.

Keywords:

Industrialboiler,presentsituation,development.

1

概述工业锅炉是重要的热能动力设备，近廿年来，我国工业锅炉的年产量基本上维持在7～10万蒸吨的水平，据统计全国在用工业锅炉的装机总量2002年约为55.33万台，190.61万蒸吨。我国已成为世界上生产和使用工业锅炉最多的国家。由于我国能源结构的特殊性，我国的工业锅炉以燃煤为主，每年约燃用全国原煤产量的三分之一。因此，工业锅炉也是我国煤烟型大气污染的主要污染源之一。

提高我国工业锅炉的能源利用率，降低其污染物的排放，已成为迫切需要解决的重要问题。

1.1工业锅炉行业概况

我国的工业锅炉制造业随着国民经济的蓬勃发展，取得了长足的进步，到目前为止，全国持有各级锅炉制造许可证的企业超过一千家，生产各种不同压力等级和容量的锅炉。

从八十年代起，我国开始对锅炉制造企业的管理实行许可证制度，许可证分为A、B、C、D、E（包括E1、E2）级。2000年国家对锅炉制造许可证等级的划分作了调整，同时对常压热水锅炉也采用了制造许可证制度，调整后新的许可证分为A、B、C、D四级。新的A级相当于原来的A、B级；B级相当于原来的C、D级；C级相当于原来的E1级；D级相当于原来的E2级。级别调整前后企业的构成情况见表1。表1新证A级B级C级D级合计老证A级B级C级D级E1级E2级198710102715335155119979184014917531570620024420820391813731.2

工业锅炉的产品现状

通过我国工业锅炉企业的共同努力，我国已形成了自己的工业锅炉的产品型谱。至上世纪九十年代，我国就已拥有8个大类、38个系列、85个品种、300多个规格的工业锅炉产品。

我国是一个煤炭生产大国，长期以来我国实行以煤为主的能源政策。受到我国特殊的燃料结构的影响，我国的工业锅炉的燃料以煤为主，工业锅炉每年消耗全国原煤产量的约三分之一。最近十几年来，由于受到国家环保政策的影响及我国大型的油气田的开发，我国的能源结构发生了一些变化。工业锅炉产品的结构也随之发生了变化，燃油燃气锅炉所占比例则由1991年的不足6%增高至2001年的15%以上；电热锅炉开始出现，甚至，还有少量的燃生物质燃料的锅炉投入使用；而燃煤锅炉按容量所占比例开始降低，由1991年的90%降至2001年的81%,。但是，我国总的能源特征是“富煤、少油、有气”。而且，煤炭因其储量大和价格相对稳定，在本世纪前50年内，煤炭在我国一次能源构成中仍将占主导地位，因此，燃煤锅炉仍将是工业锅炉的主导产品。

2

我国工业锅炉成在的问题及制约发展的因素

在过去的五十多年，我国工业锅炉的技术水平的发展取得了长足的进步。特别是最近发展起来的燃油燃气锅炉，由于从一开始，锅炉的燃烧设备就基本上是从国外进口的，在锅炉控制方面也借鉴了国外的先进技术，锅炉达到了全自动控制。因此，燃油燃气锅炉与国外同类产品相比，差距不是很大。然而，燃煤锅炉方面，我们与国外还存在较大的差距。

2.1

目前我国工业锅炉存在的问题

2.1.1燃煤锅炉的热效率不高

我国在用工业锅炉中将近85%是燃煤锅炉，我国燃煤工业锅炉以层燃燃烧为主，并且以链条炉排锅炉为主，锅炉的设计效率一般在72%~80%之间，但实际运行时普遍存在运行负荷较锅炉额定负荷低，炉渣含碳量高，过量空气系数大，排烟温度高，因此，热效率一般要比设计效率低。国外先进国家的层燃燃煤锅炉的热效率可达到80%~85%，有些锅炉已投入运行二、三十年，仍可保持很高的热效率，如美国NIOSH锅炉房的一台容量为55000lb/h的蒸汽锅炉，1980年投入运行至今已有23年，它的热效率仍达到83%。表5是上海市在1991年随机抽取180台在用锅炉运行热效率的测试结果。上海市近几年对在用锅炉的测试数据也表明，4t/h及以下的水火管锅炉的平均热效率在60%~65%之间；6t/h~35t/h锅炉的平均热效率为70%~74%。表6是兰州市在1991年随机抽取150台在用工业锅炉运行热效率的测试结果。表5项目单位锅炉容量（t/h）＜1124≥6合计锅炉数量台3836374227180平均热效率%77.2668.4172.5972.5573.41表6项目单位锅炉容量（t/h）＜1124610锅炉数量台311557551平均热效率%63.567.26872.273.4174.5注：表5、6是我国利用GEF（全球环境基金会）项目所做的调查之一。表5中数据77.26%估计有误。

2.1.2燃煤锅炉的污染物排放偏高

由于我国燃料结构的特点，使得燃煤工业锅炉成为我国大气煤烟形污染的主要污染源之一。工业锅炉的每年的烟尘排放量约600~800万吨，占全国烟尘总排放量的33%；SO2的排放量约为500~600吨，占全国总排放量的21%；CO2的排放量约为6亿吨，以及大量的NOX。

目前工业锅炉的原始排放浓度偏高，国外先进国家的烟尘初始排放浓度一般＜1000mg/m3，而国内中小型工业锅炉的初始排放浓度一般＞1000mg/m3。表7为国内部分型号锅炉烟尘排放的初始浓度。表7锅炉型号α=1.8时的原始烟尘排放浓度(mg/Nm3)SZL4-1.25-A2735SZL4-1.25-A2766DZL4-1.25-A2323SHL10-1.25-A1201DZL4-1.25-A2213注：表7为我国利用GEF（全球环境基金会）项目所做的调查之一。

由于历史的原因，我国的在用锅炉的大多数是中小容量的锅炉，统计数据表明，我国在用锅炉中工业锅炉的平均单台容量1999年为2.5蒸吨,2000年为2.47蒸吨,2001年为2.26蒸吨。而脱硫技术应用的一次投资成本和运行成本相对来说较高，从而导致烟气脱硫技术在工业锅炉上的推广和应用还不普遍，在小型锅炉上情况更严重。表8是近几年所统计的不同容量的工业锅炉产量（台数）的百分比。

表896年97年98年2001年生产总台数12298台12423台11768台10524台＜10t/h91.54%87.95%89.51%84.35%10t/h6.52%6.48%7.29%9.47%＞10t/h1.94%5.21%3.20%6.18%2.1.3燃烧设备、辅机及自控

我国燃油燃气锅炉的燃烧设备绝大多数是采用国外进口的燃烧器，能保证很好的燃烧效率。但在燃煤锅炉方面，由于我国的工业锅炉企业在设计制造上一直有重锅炉本体轻燃烧设备的倾向，因此在燃烧设备，主要是链条炉排的设计和制造上，与国外的先进技术相比，有较大的差距。国外的燃烧设备大量采用精密浇铸件和金加工件，整个燃烧设备设计、制造得非常精密，几乎没有漏风。如在GEF项目中，从南非JohnThompson公司引进的一台链条炉排在炉排头部没有外罩的情况下运行完全没有漏风；上海四方锅炉厂引进的丹麦Volund公司的链条炉排也是如此。

相比之下，国内的燃烧设备通常采用的都是普通的铸件，而且大多数的零部件采用火焰切割的冷加工件。由于炉排铸件质量不高，造成炉排片间隙过大或不一，以致产生漏煤或配风不均；由于炉排和风室设计的因素、炉排的配风控制差、挡板关闭不严而严重漏风；炉排周边泄漏，使得空气短路而进入燃烧空间，导致一方面燃烧风量不足，另一方面未参与燃烧的过量空气量过大，等等。

工业锅炉性能的提高是一个整机性能的提高。二十多年来，我国在锅炉本体，尤其是受压部件的设计和制造上进行了大量的研究和试验工作，取得了良好的成绩和效果，锅炉事故率降低，安全得以保障。但在配套辅机的设计和制造上投入的科研和开发力量不足。在辅机设备方面，国外锅炉的辅机具有很好的匹配性，如我们进口的燃油（气）燃烧器上的辅机基本上是专配的，真正达到了高效节能。而国内辅机的开发投入很少，锅炉制造厂一般以选型为主，性能的匹配性一般取决于所选用的辅机，因此，带有一定的偶然性，使得锅炉产品本体虽好，仍然可能影响整机的安全、节能及环保性能。

前面已经提到工业锅炉每年排放导致环境温室效应的CO2的量为约6亿吨，而减少CO2排放的有效方法是提高锅炉的效率。锅炉的自动监测和自动控制不仅是保证锅炉安全的极其重要的手段，而且还在控制锅炉燃烧，提高锅炉效率和性能方面起着非常重要的作用。如前面提及的NIOSH锅炉房的55000lb/h容量的锅炉，它的运行完全由计算机自动控制，投运20多年，仍能保持83%的锅炉热效率。相对而言，我们在这方面，特别是燃煤锅炉上，开发和投入得很少，绝大多数的在用锅炉的运行只达到机械运行的程度，而已有的控制手段也只是确保锅炉安全运行的保护控制或简单的操作控制，远没有达到以提高锅炉运行效率的最佳运行状态为目的的智能化动态监控运行的程度。

2.2

制约工业锅炉发展的因素

虽然，前几年，我国利用GEF项目（全球环境基金会项目）引进国外锅炉的先进技术；部分锅炉制造厂也自主地通过技术引进来提高锅炉的技术水平，然而，总体而言，我国工业锅炉的技术水平总体不高的局面没有根本的改观。造成这些问题的原因主要有：

2.2.1大多数锅炉制造厂技术力量仍然薄弱

自1987年以来，工业锅炉行业规模由当初的551家企业增加到目前的1329家（按B级及B级以下制造厂计），扩大了将近一倍半，并且所增加的企业绝大多数是规模很小的C、D两级企业。这些企业在工业锅炉行业中占到企业总数的四分之三以上。这些企业中有相当大一部分是最近几年建立起来的，或是刚从低级别的制造许可证升级的。2001年的统计数据表明，C、D两级企业的年平均产量仅有50蒸吨。

目前，工业锅炉制造企业的技术力量参差不齐，具有自行设计和开发能力的仅百家左右，其余大多数企业的技术开发能力薄弱，特别是C、D两级的众多企业，这部分企业的技术力量更为薄弱，甚至，他们对标准的熟悉和理解的程度、对标准的应用范围的认识也较弱。

虽然我国在实行许可证制度以后，部分工业锅炉制造企业通过技术改造，使企业的工艺装备有了一定的提高，然而，更大多数企业的工艺装备仍然比较简单，很少配备先进的加工装备，缺乏专用加工设备，加工能力比较薄弱。

工业锅炉企业总的分布是生产分散，生产量小，缺少能在工业锅炉行业中起领头的龙头企业或骨干企业。

2.2.2燃料的因素

我国的燃料结构和燃料政策决定了在未来相当长的一段时期内，燃煤链条炉排工业锅炉仍将是我国工业锅炉的主导产品，即使中小型的生产和生活用燃煤锅炉也会在最近相当长的一段时间内在部分地区保留并生产。

长期以来，我国的工业锅炉以燃用未经洗选加工的原煤为主，燃料的颗粒度没有保证。原煤中颗粒度≤3mm的细末含量往往高达45%~65%，而粒度＞10mm块粒含量仅占15%~30%。我国链条炉排对燃料颗粒度的要求一般是≤3mm的颗粒≯30%，最大颗粒≯30mm。

实际供应的燃料无法达到链条炉排锅炉对燃料的要求，是目前工业锅炉的运行效率不高，排放污染严重的原因之一。国外对链条炉排锅炉燃煤的粒度有比较严格的要求，如英国“链条炉排锅炉能源有效利用”文献所推荐的燃料颗粒度为0~25mm，最大块粒≯38mm，≤3mm的细煤末不超过30%。美国对层燃锅炉的燃料供应有专门的“炉排煤”，针对不同的炉排提供不同特性、热值和颗粒度分布的燃料。表9是美国一家“炉排煤”供应商向一家叫Heinz锅炉房提供的“炉排煤”的技术规范和颗粒要求。表9项目技术规范（收到基）水分不超过8%硫不超过0.7%灰6~9%高位热值12700~13300Btu/lb，平均值至少为13000Btu/lb灰熔点2700°F或更高挥发分35~45%固定碳45~55%膨胀指数不超过4颗粒度3/4″*1/4″（小于1/4″的最多为8%）

通过3/4″筛子并留在1/4″筛子上的为40%~60%2.2.3工业锅炉的标准体系

标准是工业锅炉发展的重要的技术支撑，在工业锅炉的发展过程中起到了决定性的作用。我国虽然已经建立了比较完整的工业锅炉标准体系，由于受到全国锅炉制造厂总体的工艺装备和制造工艺因素的影响，我国的标准在制造方面与国外的先进标准比还有一定的差距。在我国加入WTO以后，我国工业锅炉的标准体系偏重于制造，而忽视贸易和服务的不足逐渐显现。例如在参与对外资企业所用锅炉的投标过程中，或者用户在锅炉的招投标过程中，如何以标准为技术支撑来充分体现和反映锅炉的运行性能和安全特点，又如对于大型的重要的锅炉用户如何在以标准为基础的技术支撑下安全可靠的运行锅炉等情况等等。国外先进的标准在适应商贸需求方面发展的较快，在其标准体系中，测试方法占有重要的地位；在涉及环保、安全和产品性能方面的规定更全面。如欧盟有关燃气燃烧器的标准，（EN676Automaticforceddraughtburnersforgaseousfuels）,其设计、结构和制造仅占整个标准的一半，而占用相当的篇幅来规定燃烧器的试验、试验台的建立、测试的手段等。此外，标准还规定了与燃烧器相关的电器安全、安装调试以及运行和保养的要求，甚至，对于正式的语言也做了规定。又如欧盟锅壳锅炉的标准（EN-12953Shellboilers），对（包括燃油、燃气和燃煤）燃烧系统的要求、锅炉给水和水质的要求和锅炉上设备的要求都单独成章予以规定。

2.2.4市场机制的影响及科研开发投入的不足

由于受到市场的影响，部分的锅炉用户过分注重锅炉的价格。过分的压价使得锅炉制造厂的利润空间被压缩得很小，造成制造厂的科研开发的投入难以为继的局面。而另一些锅炉制造厂（主要是一些小企业）为了获得定单，甚至将原来的机械燃烧改为手工燃烧，并尽量减少锅炉的运行监控能力，降低锅炉的自控要求，使得锅炉的运行性能大打折扣。当然，更谈不上对锅炉自控系统的开发了。这不能不认为是一种退步。

3．努力提高工业锅炉行业整体水平

工业锅炉产品的发展不但受到国民经济的发展速度和投资规模的影响，还越来越受到能源政策和环保要求的制约。提供高效、优质、低排放污染的工业锅炉是工业锅炉行业责无旁贷的责任。

3.1提高企业的技术开发能力加强技术的开发力度

为了适应我国工业锅炉以燃煤为主的特定条件，我国的工业锅炉企业应加大技术开发的力度，开发出低污染、高能效、安全可靠的燃煤锅炉。

3.1.1加强新燃烧技术和新炉型的开发投入

我国在洁净煤燃烧的研究和开发上已经取得了一些成果，如型煤燃烧锅炉、水煤浆锅炉和循环流化床锅炉等等的研究和开发，但是距产业化还有相当的距离，需要继续加大科研的投入，使这些先进的燃烧技术在工业锅炉行业尽快地商业化。

3.1.2加大锅炉辅机和锅炉控制的开发投入

加大对链条炉排等层燃燃烧设备、配套辅机以及锅炉控制研发的投入，或通过技术的引进，来提升燃烧设备、配套辅机及锅炉控制技术的水平。通过消化吸收、开发创新，来提高锅炉的整体技术水平，形成具有中国特色的工业锅炉先进的产品系列。

3.2提升