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国际同行业发展水平及国内外差距对比分析——燃煤锅炉
作者: 发布日期:2017-01-18

1、燃煤层燃锅炉

美国的燃煤锅炉主要为层燃锅炉,最常见的层燃锅炉是抛煤机炉,链条炉、移动炉排、水冷式振动炉排锅炉比较少见。美国正在应用的工业层燃锅炉主要有抛煤机炉和横向给料锅炉(包括上饲式和下饲式),锅炉效率在80~82%。

美国针对不同工业锅炉有不同的燃煤质量要求,用煤指标除硫分外,还有灰分、干基挥发分、粒度等。美国对工业锅炉污染物排放控制有严格要求,对新建的工业锅炉有严格的审批制度,采用燃烧前、燃烧中和燃烧后控制污染物的排放。

欧洲一些国家使用的层燃锅炉是对原煤进行筛选或洗煤获取合适的燃料,有的也使用型煤,这种方法燃料成本较高,但可以解决煤的高效燃烧问题,降低烟尘排放。

我国主流燃煤工业锅炉(燃用Ⅱ、Ⅲ类烟煤)的设计效率一般在75~85%之间,运行效率由于实际使用煤种与设计煤种有一定的偏差以及司炉人员操作水平等原因比设计效率低5个百分点以上;而发达国家由于使用标准化、高品质的燃煤,锅炉制造质量以及运行控制自动化程度较高,因此锅炉运行效率与设计效率的差距比我国小得多。

2、煤粉工业锅炉

国外发达国家的先进煤粉工业锅炉技术主要以德国为代表,该类技术的主要特点是:单台容量不大(≤35t/h),性能可靠、耐用,自动化程度高、可实现无人值守,产品规范,使用方便等。德国的煤粉工业锅炉经过40多年的发展,在供料及燃烧等核心专利技术方面有多种产品可以选择,系统配套已形成完善的技术、标准、装备体系,且完全实现了商业化。其主要关键技术包括:集中全密闭煤粉制备与配送、煤粉精确供料、中小容量煤粉浓相燃烧、异形炉膛锅壳式锅炉设计及制造和自动化测控等。德国煤粉工业锅炉多以高挥发分褐煤为燃料,热效率一般大于92%,烟气排放符合德国Ta-Luft标准,且锅炉房可实现无人值守。

我国煤粉工业锅炉技术产品的研究始于上世纪,最为典型的代表是煤炭科学研究总院自主研发的煤粉工业锅炉系统。该项目自1999年启动至今已完成煤粉工业锅炉关键技术和装备(燃烧器、供料器、锅炉本体、煤粉储罐和测控)的攻关与优化升级,已开发出30~100 t/h、29~70MW和250~1500万kcal/h共三个系列16个产品,其中80t/h及以下容量产品已全面进入市场。目前,在11个省、市共计建成系统上百套。

国内一些企业、院校或研究所也陆续开始煤粉锅炉技术产品的研发工作,其中山西蓝天集团目前已具备一定规模,也获得了较多专利技术,但核心技术主要来自电站煤粉锅炉,与煤科总院及国外的煤粉工业锅炉区别较大;上海题桥通过与国内数家高校和科研单位的长期战略合作,经过八年数以百次的试验,自行研发的煤粉工业锅炉固液态排渣双旋流煤粉燃烧器已经成熟、定型,并先后申请了8项发明专利,5项实用新型专利;福建永恒能源公司作为能源服务公司,也申请了多项煤粉工业锅炉专利技术,并研发成功了底吹式煤粉工业锅炉。

目前,煤粉工业锅炉在国内的发展尚处于初级阶段,技术和装备制造水平与发达国家仍有较大差距,国内煤粉工业锅炉系统的质量还不够稳定,良莠不齐,应当引起行业及相关政府部门的关注,亟待进行引导、梳理和规范。

3、循环流化床锅炉

在循环流化床锅炉方面,国际上主要炉型有:德国Lurgi公司的Lurgi型;原芬兰Ahlstrom公司(现为美国Foster Wheeler公司)的Pyroflow型;德国Babcock公司和VKW公司开发的Circofluid型;美国F.W.公司的FW型;美国巴威(Babcock&Wilcox)公司开发的内循环型;英国Kaverner公司的MYMIC型。大型化、高参数是目前各种循环流化床锅炉的发展趋势,国际上大型CFB 锅炉技术正在向超临界参数发展。

目前我国的工业锅炉行业的燃煤循环流化床锅炉技术已较成熟,并得到广泛应用,但①现有的《工业锅炉设计计算方法》不能用于循环流化床炉膛的传热计算。大部分工业锅炉厂家都有自己的计算方法或引进科研单位的计算方法,使得有些计算结果偏离实际运行结果,导致锅炉炉膛温度高于设计温度,NOx排放浓度增高,炉内采用SNCR也难低于100mg/m3;脱硫效率在Ca/S=2~2.5时只有80%左右,离环保要求还有一定差距;②炉膛下部让管部分仍然存在严重磨损问题,每年都要喷涂,运行成本增加;③循环流化床锅炉成套技术在很多方面和国外相比,还存在一定的技术差距。



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