中国工业锅炉行业现状分析及节能技术综述

1中国工业锅炉行业现状分析及节能技术综述2内容提要一、中国工业锅炉行业概况二、工业锅炉行业、企业外部环境的变化三、未来工业锅炉的需求态势四、行业和企业应重点关注并发展的产品五、工业锅炉节能改造3一、中国工业锅炉行业概况截止到2002年，全国持有各级锅炉制造许可证的企业1121家，生产各种不同参数和容量的蒸汽、热水锅炉128206台。1锅炉制造业的发展特征近十年来，同时受国家能源结构变化和日益严格的环境保护政策的制约，工业锅炉产品中大容量锅炉所占比例显著上升（≥10t/h的锅炉由1991年的25%增至2001年的54%），热水锅炉产量的比例有所增长，水火管锅炉所占比例显著下降（在容量上由1991年的45%降至2001年的21%），流化床锅炉快速发展（在锅炉总容量中所占比例由1991年的3%增至2001年的10%以上），燃油气锅炉所占比例增加（由1991年的不足6%增高至2001年的15%以上）。另外，电热锅炉及垃圾锅炉等特种锅炉开始出现，但所占比例不高。42工业锅炉行业、企业外部环境的变化2.1全国在用工业锅炉每年排放SO2500～600万t，占全国SO2排放总量的21%。国际新的锅炉大气污染物排放标准也提高了SO2排放控制要求，一些地方甚至实施了高于国家标准的地方标准（如北京市），并采取了限制燃煤锅炉使用的措施。这对燃煤工业锅炉的发展提出了更高的要求，需要从技术上给于足够的重视。2.2能源消费结构将发生变化，天然气开发应用进入高速发展时期，我们认为工业锅炉行业应该抓住这一机遇，开发相应的天然气利用设备并提供相应的系统服务（如燃气锅炉和小型燃机热电（冷）联产系统、燃气—蒸汽联合循环热电（冷）联产系统甚至向燃气空调系统扩展）。53未来工业锅炉的需求态势影响工业锅炉市场的主要因素以往是国民经济的发展速度和投资规模、北方地区采暖需要和住宅建设、第三产业和民营企业的发展、效率低污染重的落后锅炉淘汰改造以及正常的更新改造等。未来工业锅炉产品市场发展除了受上述因素影响外，越来越受到能源政策和节能、环保要求的制约。在国家倡导并推行热电联产和集中供热的形势下，大中城市的小容量燃煤锅炉的比重将会显著下降；循环流化床锅炉等采用清洁燃烧技术的锅炉将得到较快的发展；燃油燃气锅炉特别是燃气锅炉将会有长足的进步，小型燃机热电（冷）联产系统、燃气—蒸汽联合循环热电（冷）联产系统的开发应用会有较大进展；蓄热式电热锅炉系统随着电力工业改革和发展其市场将进一步拓宽；燃生物质和生活垃圾的锅炉市场潜力较大。63.1能源供应结构及供热方式多样化的影响（1）能源供应结构的影响由于我国是产煤大国，在未来相当长的一段时期内，燃煤工业锅炉仍将是我国工业锅炉的主导产品，且以中大容量（单台容量≥10t/h）居多（比例＞50%），未来市场对工业锅炉的需求将是高效燃煤工业锅炉，尤其是采用洁净燃烧技术的高效工业锅炉。对于层状燃烧的工业锅炉，将更多燃用洁净的洗选块煤、型煤及动力配煤。除此之外，为了适应环保要求提高的需要，燃用天然气、液化气、煤层气、电或其它清洁能源的高效工业锅炉的需求将显著提高。另外，利用诸如秸杆、木屑、生活垃圾等生物质燃料和再生能源的锅炉市场将进一步拓宽。7从燃料结构上看，在中小型锅炉中，燃煤锅炉约占80%，油气锅炉占15%以上，电热锅炉占1%以上，少数锅炉则以黑液、甘蔗渣、生物质等为燃料。①层燃锅炉作为我国燃煤锅炉主要炉型的层燃链条炉排锅炉（占工业锅炉总台数的47%、总容量的58%）在对原煤进行洗选筛分并进一步改进燃烧设备的基础上将有更大的发展空间。至于抛煤机锅炉随着供煤条件的改变会有新的发展。据报道，到“十五”期末，煤炭入洗率将达到50%，动力煤入洗率将达到40%。如果这样的话，我国燃煤工业锅炉的节能环保性能将会大大提高。8•②循环流化床锅炉•循环流化床燃烧技术具有强化燃烧和传热、燃烧效率高、燃料适应性广和排放污染物少等特点可在≥10t/h燃煤工业锅炉中积极发展应用，将会产生十分明显的经济和社会效益。•我国循环流化床锅炉的市场需求，主要来自对煤种适应性要求高、环保标准日益严格和中小电站技术升级、热电联产集中供热的需要。预计中小型循环流化床锅炉将以大于5%的速度发展。9③燃气锅炉随着国家环保力度的加大，大量的燃气锅炉将替代原有的燃煤锅炉，燃气锅炉的市场前景相当广阔。为配合集中供热和燃气热电联产的需要，大容量的燃气锅炉市场看好。预计今后燃气锅炉将占年产量的15%～20%。④电加热锅炉电加热锅炉具有清洁、可靠等优点，但电能是一种清洁的二次能源，电价较高，其运行成本约为燃煤锅炉的6倍，燃油燃气的2倍，因此长期以来电加热锅炉在我国未能得到很好发展。但随着经济的发展和电力建设的加快以及对环保要求的严格，特别是实行峰谷电分开计价后，电加热锅炉得到了较快发展且大多采用分散蓄热式电锅炉供热系统。虽然目前全国很多地区出现不同程度的供电紧张状况，一方面给热电联产带来机遇，另一方面也不会影响电热锅炉的发展。电加热锅炉的市场将会扩大且产品仍以蓄热式电锅炉为主，三北地区使用量会增加。预计电加热锅炉年产量从容量上讲将以超过2%的速度发展。10(2)供热方式多样化的影响①集中供热发展热电联产和集中供热是国家支持的优先发展的供热方式。热电联产具有节约能源、改善环境、提高供热质量、增加电力供应等综合效益。热电联产和集中供热的锅炉容量大（单台容量35t/h以上）、热效率高（一般链条炉排锅炉约为80%，煤粉炉为88%～90%），适宜采用性价比合适的除尘脱硫设备来满足环保要求。因此热电联产能有效地节约能源，保护环境。②分散供热随着国家能源结构的调整，环保力度的加大，人居面积的扩大，以及私人独立住宅的增多，供采暖和洗浴用的小型生活锅炉的需求量将会大幅增长。燃油家用锅炉、燃气和电热锅炉及相关供热设备已经或即将成为分散供热的主流产品。114行业和企业应重点关注并发展的产品近十年来，工业锅炉行业在流化床燃烧、水煤浆燃烧、生物质资源利用和秸秆气化燃烧等方面取得了一定的成果，但尚需进一步完善和发展。4.1循环流化床锅炉循环流化床锅炉具有良好的燃料适应性，一般燃烧方式难以正常燃烧的石煤、煤矸石、泥煤、油页岩、低热值无烟煤以及各种工农垃圾等劣质燃料都可在循环流化床锅炉中有效燃烧。并具有良好的负荷调节性能和低负荷运行性能、能适应调峰机组的要求。在环保性能方面，因其是低温燃烧，对降低NOX的排放非常有利。同时，可向炉内加入石灰石脱硫，脱硫效率可达90%以上。通过研发、推广和应用循环流化床锅炉可以推动我国量大面广的劣质煤、煤矸石、生物质、污泥等的综合利用，实现热电联产、节约能源、保护环境。124.2垃圾焚烧锅炉由于传统的城市垃圾填埋方式所支付的经济与社会成本太大，所以垃圾焚烧技术在我国将成为极具发展潜力的新兴产业。目前在经济发达地区已相继投运了一批垃圾焚烧锅炉，既解决了垃圾污染问题，又缓解了当地用电紧张的状况，取得了较好的经济和社会效益。根据对国外11个发达国家1998年生活垃圾处理方式的统计（年焚烧量从35万t～3086万t，焚烧所占比例从11%～80%）和我国经济的发展趋势及环保要求的严格，可以预计我国垃圾锅炉的市场前景非常广阔。134.3水煤浆锅炉水煤浆是一种由35%左右的水、65%左右的煤以及1%～2%的添加剂混合制备而成的新型煤基流体洁净环保燃料。水煤浆既保留了煤的燃烧特性，又具备了类似重油的液态燃烧特性。其外观像油，流动性好，储存稳定（一般3～6个月不沉淀），运输方便，燃烧效率高，污染物排放低（在1200～1250℃燃烧火焰温度下最大脱硫率可达50%）。国内燃用水煤浆实践证明：约1.8～2.1t水煤浆可替代1t燃油，可节约成本约为600元。目前水煤浆锅炉已在中石化集团的9个燃油电站实施油改煤工程中取得成功，每年减少重油消耗233万t。因此它在量大面广的工业锅炉中替代油、气燃料有很好的前景。144.4冷凝式锅炉和生活用小型锅炉2001年全世界供暖、供热水的生活锅炉的销售总量已达860万台、61亿美元，其中韩国、日本、英国、德国、意大利等经济发达国家都是销售大国。近年来，国外利用烟气中水蒸气冷凝放热的冷凝式锅炉的产量迅速增长，冷凝式锅炉的热效率高，燃天然气时，η100%(按常规的燃料低位发热量计),排入大气的有害物质少,具有节能与环保双重优点。1999年欧洲冷凝式锅炉的产量为15.6万台。德国销售台数最多，为4.59万台，铸铁和钢制式冷凝锅炉占96%，但不锈钢、合金铝和铜制冷凝式锅炉份额增长很快。根据预测到2004年全世界冷凝式锅炉的销售量将超过100万台，其中90%的世界市场将由荷兰、英国、德国和意大利4个国家占领。因此我国应加大开发研究力度，特别是开发燃天然气的冷凝锅炉（包括家用）。154.5生物质资源利用和秸秆气化技术据统计，我国农作物秸秆可收集量每年约为4.5亿t，折合标准煤1.8亿t；稻壳5000万t，折合标准煤2000万t；林业加工过程中产生的木质废弃物约2400万m3，折合标准煤150万t；各种天然薪材的合理提供量为1.4亿t，折合标准煤0.74亿t。但与我国一次能源中的化石燃料的消费量相比，生物质能所占份额并不大，生物质能占1998年一次能源比重约16%，而在商业用能结构中却不到1%。燃烧生物质燃料的锅炉（如燃木屑锅炉、燃酒糟锅炉、燃造纸黑液锅炉等），正在我国大规模发展，国家最近出台了清洁能源发电扶植政策，对生物质发电行业的发展将起到决定性的作用。另外可将数量众多的干柴草、稻草、秸秆、谷糠、刨花、杂草、茶梗、玉米芯、藤条等生物料输送到气化炉使其气化变成优质、高效的气体燃料，然后加以利用，或工业用或民用。美国1979年就开始采用直接燃烧生物质燃料供热和发电，近几年大力研制采用循环流化床技术的生物质利用路线；瑞典生物质能的利用已占全国总能耗的16.1%，达到55亿kW。同时，瑞典利用生物质能的一个主要方式是采用联合循环，即将生物质送入循环流化床气化炉中进行气化，产生的燃气再通过燃汽轮机发电。164.6天然气综合利用系统和燃气空调（1）小型分散热电(冷)联产系统小型分散热电(冷)联产系统一般单机容量小（燃机0.5～20MW，汽机＜50MW，电站容量小于100MW），属小型机组，小型电站。它具有高效、分散、清洁、经济、可靠的特点。小型分散热电联产的主要型式：①小型燃机热电（冷）联产小型燃机热电（冷）联产其主要设备为一套燃气轮机发电装置，燃机排气利用余热锅炉供热（制冷）组成“CHP”(CombineHeat&Power)，这种型式的燃机一般较小（＜13MW)，适合于较小电热负荷的企业单位使用。②燃气-蒸汽联合循环热电（冷）联产其主要设备为一套燃气—蒸汽联合循环发电装置，而汽轮发电机组是热电（冷）机组。也就是汽轮发电机组热电联产前置一套燃气轮机发电机组，其排气入余热锅炉，余热锅炉代替了原蒸汽锅炉。这种型式一般燃机功率较大些，属于中小型机组（13～50MW）,其供电、热（冷）负荷较大，适用于中型、大型企业和小区连片供热（冷）。17（2）燃气空调随着制冷技术的不断发展和完善，以燃气（如管道煤气、液化气、天然气）为动力的吸收式制冷技术已在世界上广泛的应用和普及，“燃气空调”已经历了70余年的发展历程，无论安全性能还是技术性能、使用性能均已与电空调不相上下。目前世界上推进燃气空调最为突出的国家当属日本，燃气空调已占据了整个中央空调市场的85%；韩国的燃气空调在本国市场的占有率比日本还高。就是在美、英、德等国家也在积极推广燃气空调并给于政策上的优惠。我国燃气空调市场刚刚起步，目前就数远大公司起步早，其他企业已开始有所认识。18五、工业锅炉节能改造由于在用工业锅炉中链条炉排锅炉居多数,针对链条炉排锅炉采用下列措施优先改造,但要突出重点。①给煤装置改造链条炉排锅炉都是燃用原煤,原有的斗式给煤装置使得块、末煤混合堆实在炉排上,阻碍炉排进风,影响燃烧。如将斗式给煤改造成分层给煤,一般可提高效率4～5个百分点。②炉拱改造链条炉排锅炉的炉拱是按设计煤种配置的,拱型结构对煤种是否适应,对链条炉排燃烧好坏是一个关键。目前在用