我國(guó)煤無(wú)煙燃燒鍋爐的現(xiàn)狀與發(fā)展

　我國(guó)煤無(wú)煙燃燒鍋爐的現(xiàn)狀與發(fā)展孫東紅王擎孫鍵郝志金李文春秦裕琨。哈爾濱工業(yè)大學(xué)，哈爾濱150001；2.東北電力學(xué)院動(dòng)力系，吉林132012中國(guó)是世界上煤炭生產(chǎn)量和消耗量最大的國(guó)家，而且煤炭作為主要燃料在次能源中占75左右的格局還將持續(xù)多年。分之的原煤量用于工業(yè)鍋爐和電站鍋爐燃燒，造成了嚴(yán)重的煤煙型大氣污染和煤炭浪費(fèi)。1995年全國(guó)原煤消耗量13.1億噸占次能源總量的74.6，主要用于工業(yè)鍋爐和電站鍋爐各4.3億噸；工業(yè)窯爐2億噸。由此可，工業(yè)鍋爐同電站鍋爐樣是耗煤大戶；而且由于它數(shù)量甚多又零散分布于市區(qū)熱效率低，因此它對(duì)環(huán)境保護(hù)和節(jié)約能源工作的影響更大，受到廣大群眾和各級(jí)政府的重視。煤無(wú)煙燃燒鍋爐就是針對(duì)工業(yè)鍋爐而研究開發(fā)的本文介紹了它誕生的歷史背景基本原理現(xiàn)狀，并討論了今后的發(fā)展前景。

　　2中國(guó)在用工業(yè)鍋爐的現(xiàn)狀及煤無(wú)煙燃燒鍋爐的歷史背最在中國(guó)，工業(yè)鍋爐是國(guó)計(jì)民生中不可缺少的熱源設(shè)備，既是耗煤大戶，又是大氣的大污染源。據(jù)統(tǒng)計(jì)，至1998年末全國(guó)在用工業(yè)鍋爐50.12萬(wàn)臺(tái)，其中生產(chǎn)鍋爐23.78萬(wàn)臺(tái)分布于全國(guó)各地企業(yè)單位，生活鍋爐26.34萬(wàn)臺(tái)主要分布于北東北華北西北地區(qū)的城鎮(zhèn)居民區(qū)，除少數(shù)小型鍋爐燃油燃?xì)馔猓�都燒原��，年耗原�?.3億噸，占全國(guó)總耗煤量的33，年排放煙氣7.2萬(wàn)億標(biāo)準(zhǔn)立方米，煙塵和5，2各820萬(wàn)收稿日期20003噸，占者全國(guó)總排放量的分之以上。

　　中國(guó)是世界上在用工業(yè)鍋爐數(shù)量及其耗煤量最多用工業(yè)鍋爐，從總體上分析具有下列特點(diǎn)是以燒原煤為主，而且煤種多變；是臺(tái)數(shù)甚多，尤其小型鍋爐居多數(shù)，手燒爐有相當(dāng)數(shù)量；是分布極廣，尤其生活鍋爐多處于居民區(qū)；是結(jié)構(gòu)陳舊，技術(shù)含量低，幾乎無(wú)高技術(shù)含量；是儀控制水平差，更談不上自控；六是設(shè)計(jì)制造質(zhì)量欠佳；七是配套輔機(jī)不完善；是鍋爐房設(shè)計(jì)落后；九是用戶運(yùn)行管理水平低。因此，在用鍋爐普遍存在如下問(wèn)排煙黑度煙塵和3，2排放濃度不僅超過(guò)國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求，也使周圍居民難以忍受，尤其大多數(shù)小型鍋爐多為手燒爐，更是黑煙滾滾。

　　鍋爐燃燒效率和熱效率低，致使煤浪費(fèi)巨大。3據(jù)幾大城市熱工測(cè)試數(shù)據(jù)測(cè)算，全國(guó)工業(yè)鍋爐平均熱效率65，比發(fā)達(dá)國(guó)家低1520個(gè)百分點(diǎn)，因此年浪費(fèi)原煤8000 10000萬(wàn)噸，直接經(jīng)濟(jì)損失約200億元。

　　達(dá)不到設(shè)計(jì)出力，迫使鍋爐房設(shè)計(jì)單位擴(kuò)大裝置容量，因而增大基本建設(shè)投資，造成不必要的浪費(fèi)。

　　最近年來(lái)，些大中城市為減輕工業(yè)鍋爐對(duì)大氣的污染，相繼做出決定，限制煤鍋爐的使用，如北京市1999年規(guī)定城近郊個(gè)區(qū)現(xiàn)有采暖鍋爐要由燃煤改燒天然氣，部分比較陳舊的燃煤鍋爐由新的燃?xì)忮仩t置換；太原市政府1999年發(fā)布了關(guān)于控制大氣污染的通知規(guī)定，限期將燃煤鍋爐攻造為燃油氣鍋爐；此外，大連沈陽(yáng)長(zhǎng)春吉林等城市也相繼制定了類似的決定，21以下小型鍋爐不準(zhǔn)燒原煤，限期改燒油氣型煤。如此些決定，說(shuō)明了工業(yè)鍋爐對(duì)大氣的污染問(wèn)已到了必須大治的歷史時(shí)期，由燃煤改為燃油氣，無(wú)疑可減輕大氣污染，并可提高鍋爐熱效率。但是，由于油氣價(jià)格太高，大大增加了鍋爐運(yùn)行費(fèi)用，企業(yè)難以承擔(dān)；對(duì)采暖鍋爐，采暖費(fèi)用將增長(zhǎng)幾倍，普通居民無(wú)力接受。因此我們認(rèn)為難以推廣應(yīng)用。但是，燃煤鍋爐的污染問(wèn)又必須解決，在這種情況下，人們期盼著能有種既可滿足國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求的清潔燃燒，又具有高熱效率的燃煤鍋爐出現(xiàn)，煤無(wú)煙燃燒鍋爐就是這樣種新型鍋爐。

　　3煤無(wú)煙燃燒鍋爐的工作機(jī)理與優(yōu)越性我們自60年代開始參加工業(yè)鍋爐消煙除塵節(jié)能技術(shù)改造工作，近年又專門從事這方面的研究開發(fā)設(shè)計(jì)工作。面對(duì)著工業(yè)鍋爐對(duì)大氣污染嚴(yán)重的問(wèn)，我們認(rèn)真地總結(jié)了國(guó)內(nèi)外相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)幾年的科技攻關(guān)，發(fā)明了煙氣化無(wú)煙燃燒體化技術(shù)1并應(yīng)用于工業(yè)鍋爐，研制成功了煤無(wú)煙燃燒鍋爐，這是工業(yè)鍋爐的種尤新的跨世紀(jì)換代產(chǎn)品。結(jié)構(gòu)上，它將煤氣發(fā)生爐與層燃鍋爐有機(jī)地結(jié)合為體，使煤炭氣化與燃燒過(guò)程在個(gè)爐膛內(nèi)自下而上相繼完成，而爐膛尺寸又小于煤氣發(fā)生爐。理論上，它打破了煤氣發(fā)生爐與層燃爐的傳統(tǒng)模式，采用了薄煤層低風(fēng)速氣化，同時(shí)在煤層上部空間組織分段送風(fēng)分級(jí)燃燒，而煤是由混入固硫劑的原料組成以實(shí)現(xiàn)床內(nèi)固硫。因此，鍋爐以煤為原料，氣化無(wú)煙燃燒脫硫體化，達(dá)到清潔燃燒高效利用的雙重目的。它同傳統(tǒng)的層燃鍋爐相比，具有下列優(yōu)點(diǎn)鍋爐內(nèi)部消煙除塵，無(wú)需爐外除塵器，排煙無(wú)色俗稱無(wú)煙，煙塵3，2排放濃度符合國(guó)標(biāo)683 1999中1類旅游區(qū)要求。此外，由于采用分段送風(fēng)分級(jí)燃燒，1排放濃度大幅度減少，符合2世紀(jì)環(huán)保要求。

　　煤燃燒完全，具有高的燃燒效率，熱效率在80以上；由于無(wú)需爐外除塵器，可降低引風(fēng)機(jī)電耗。

　　爐膛容積熱強(qiáng)度是普通層燃爐的倍以上，可大大縮小爐膛容積；此外，由于煙塵濃度小，對(duì)流受熱面可選取高的煙速，強(qiáng)化傳熱減少受熱面積。因此，鍋爐體積小，省鋼材。

　　煤種適應(yīng)范圍廣。鍋爐可按煙煤貧煤無(wú)煙煤褐煤設(shè)計(jì)和運(yùn)行，在缺少設(shè)計(jì)煤種時(shí)可燃用其它煤種。燃用型煤時(shí)效果更佳。

　　它比煤氣發(fā)生爐與層燃鍋爐各自獨(dú)立布置的煤氣鍋爐簡(jiǎn)單易行，并可大幅度降低基建投資。

　　4煤無(wú)煙燃燒鍋爐的新發(fā)展目前，煤氣化無(wú)煙燃燒鍋爐已有百余臺(tái)投入商業(yè)應(yīng)用，都達(dá)到預(yù)期的效果，但此技術(shù)適用于21及以下的小型鍋爐在總結(jié)它們爐內(nèi)消煙除塵經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，我們進(jìn)步開展了對(duì)往復(fù)爐排鏈條爐排等機(jī)械化燃煤鍋爐黑煙形成與爐內(nèi)消煙除塵機(jī)理的研究，研制成功了往復(fù)爐排無(wú)煙燃燒鍋爐和鏈條爐排無(wú)煙燃燒鍋爐。這兩種新型鍋爐，采用下列先進(jìn)燃燒技術(shù)及爐內(nèi)消煙除塵技術(shù)爐前煤斗內(nèi)設(shè)置原煤分層裝置不漏煤爐排迷宮式密封分段配風(fēng)室爐膛內(nèi)空氣幕式分級(jí)無(wú)煙燃燒及除塵裝置對(duì)流受熱面與級(jí)除塵體化裝置。因而，保證了排煙無(wú)色，煙塵初始排放濃度達(dá)到國(guó)家環(huán)保要求，鍋爐熱效率均在82以上。此外，對(duì)流受熱面采用了高效傳熱元件，既降低了排煙溫度又縮小了鍋爐體積，節(jié)省鋼材，這兩種新型鍋爐可靠的技術(shù)基礎(chǔ)。

　　5結(jié)論煤無(wú)煙燃燒鍋爐以其優(yōu)越的環(huán)保與節(jié)能指標(biāo)，顯了強(qiáng)大的生命力，受到了廣大用戶的歡迎。目前，吉林市宇航節(jié)能技術(shù)開發(fā)公司所屬各鍋爐廠已開始批量生產(chǎn)煤氣化無(wú)煙燃燒鍋爐往復(fù)爐排無(wú)煙燃燒鍋爐鏈條爐排無(wú)煙燃燒鍋爐。

　　煤無(wú)煙燃燒技術(shù)尚可應(yīng)用于改造各種舊式鍋爐，其環(huán)保與節(jié)能效果同新鍋爐樣。我們已在吉林大連沈陽(yáng)等城市成功地改造了數(shù)十臺(tái)層燃爐，經(jīng)環(huán)保監(jiān)測(cè)部門測(cè)試明，全部滿足，評(píng)831999國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求因此，我們認(rèn)為煤無(wú)煙燃燒鍋爐具有廣闊的市場(chǎng)，并將獲得快速的發(fā)展。