我國煤無煙燃燒鍋爐的現(xiàn)狀與發(fā)展

　我國煤無煙燃燒鍋爐的現(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，哈爾濱150001；2.東北電力學院動力系，吉林132012中國是世界上煤炭生產(chǎn)量和消耗量最大的國家，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，造成了嚴重的煤煙型大氣污染和煤炭浪費。1995年全國原煤消耗量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，因此它對環(huán)境保護和節(jié)約能源工作的影響更大，受到廣大群眾和各級政府的重視。煤無煙燃燒鍋爐就是針對工業(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中國在用工業(yè)鍋爐的現(xiàn)狀及煤無煙燃燒鍋爐的歷史背最在中國，工業(yè)鍋爐是國計民生中不可缺少的熱源設備，既是耗煤大戶，又是大氣的大污染源。據(jù)統(tǒng)計，至1998年末全國在用工業(yè)鍋爐50.12萬臺，其中生產(chǎn)鍋爐23.78萬臺分布于全國各地企業(yè)單位，生活鍋爐26.34萬臺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)小型鍋爐燃油燃氣外，都燒原煤，年耗原煤4.3億噸，占全國總耗煤量的33，年排放煙氣7.2萬億標準立方米，煙塵和5，2各820萬收稿日期20003噸，占者全國總排放量的分之以上。

　　中國是世界上在用工業(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是以燒原煤為主，而且煤種多變；是臺數(shù)甚多，尤其小型鍋爐居多數(shù)，手燒爐有相當數(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，幾乎無高技術(shù)含量；是儀控制水平差，更談不上自控；六是設計制造質(zhì)量欠佳；七是配套輔機不完善；是鍋爐房設計落后；九是用戶運行管理水平低。因此，在用鍋爐普遍存在如下問排煙黑度煙塵和3，2排放濃度不僅超過國家環(huán)保標準要求，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，致使煤浪費巨大。3據(jù)幾大城市熱工測試數(shù)據(jù)測算，全國工業(yè)鍋爐平均熱效率65，比發(fā)達國家低1520個百分點，因此年浪費原煤8000 10000萬噸，直接經(jīng)濟損失約200億元。

　　達不到設計出力，迫使鍋爐房設計單位擴大裝置容量，因而增大基本建設投資，造成不必要的浪費。

　　最近年來，些大中城市為減輕工業(yè)鍋爐對大氣的污染，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氣鍋爐置換；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，大連沈陽長春吉林等城市也相繼制定了類似的決定，21以下小型鍋爐不準燒原煤，限期改燒油氣型煤。如此些決定，說明了工業(yè)鍋爐對大氣的污染問已到了必須大治的歷史時期，由燃煤改為燃油氣，無疑可減輕大氣污染，并可提高鍋爐熱效率。但是，由于油氣價格太高，大大增加了鍋爐運行費用，企業(yè)難以承擔；對采暖鍋爐，采暖費用將增長幾倍，普通居民無力接受。因此我們認為難以推廣應用。但是，燃煤鍋爐的污染問又必須解決，在這種情況下，人們期盼著能有種既可滿足國家環(huán)保標準要求的清潔燃燒，又具有高熱效率的燃煤鍋爐出現(xiàn)，煤無煙燃燒鍋爐就是這樣種新型鍋爐。

　　3煤無煙燃燒鍋爐的工作機理與優(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)設計工作。面對著工業(yè)鍋爐對大氣污染嚴重的問，我們認真地總結(jié)了國內(nèi)外相關(guān)的經(jīng)驗，經(jīng)過幾年的科技攻關(guān)，發(fā)明了煙氣化無煙燃燒體化技術(shù)1并應用于工業(yè)鍋爐，研制成功了煤無煙燃燒鍋爐，這是工業(yè)鍋爐的種尤新的跨世紀換代產(chǎn)品。結(jié)構(gòu)上，它將煤氣發(fā)生爐與層燃鍋爐有機地結(jié)合為體，使煤炭氣化與燃燒過程在個爐膛內(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，采用了薄煤層低風速氣化，同時在煤層上部空間組織分段送風分級燃燒，而煤是由混入固硫劑的原料組成以實現(xiàn)床內(nèi)固硫。因此，鍋爐以煤為原料，氣化無煙燃燒脫硫體化，達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)點鍋爐內(nèi)部消煙除塵，無需爐外除塵器，排煙無色俗稱無煙，煙塵3，2排放濃度符合國標683 1999中1類旅游區(qū)要求。此外，由于采用分段送風分級燃燒，1排放濃度大幅度減少，符合2世紀環(huán)保要求。

　　煤燃燒完全，具有高的燃燒效率，熱效率在80以上；由于無需爐外除塵器，可降低引風機電耗。

　　爐膛容積熱強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，對流受熱面可選取高的煙速，強化傳熱減少受熱面積。因此，鍋爐體積小，省鋼材。

　　煤種適應范圍廣。鍋爐可按煙煤貧煤無煙煤褐煤設計和運行，在缺少設計煤種時可燃用其它煤種。燃用型煤時效果更佳。

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

　　4煤無煙燃燒鍋爐的新發(fā)展目前，煤氣化無煙燃燒鍋爐已有百余臺投入商業(yè)應用，都達到預期的效果，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)驗的基礎(chǔ)上，我們進步開展了對往復爐排鏈條爐排等機械化燃煤鍋爐黑煙形成與爐內(nèi)消煙除塵機理的研究，研制成功了往復爐排無煙燃燒鍋爐和鏈條爐排無煙燃燒鍋爐。這兩種新型鍋爐，采用下列先進燃燒技術(shù)及爐內(nèi)消煙除塵技術(shù)爐前煤斗內(nèi)設置原煤分層裝置不漏煤爐排迷宮式密封分段配風室爐膛內(nèi)空氣幕式分級無煙燃燒及除塵裝置對流受熱面與級除塵體化裝置。因而，保證了排煙無色，煙塵初始排放濃度達到國家環(huán)保要求，鍋爐熱效率均在82以上。此外，對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)論煤無煙燃燒鍋爐以其優(yōu)越的環(huán)保與節(jié)能指標，顯了強大的生命力，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)煤氣化無煙燃燒鍋爐往復爐排無煙燃燒鍋爐鏈條爐排無煙燃燒鍋爐。

　　煤無煙燃燒技術(shù)尚可應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等城市成功地改造了數(shù)十臺層燃爐，經(jīng)環(huán)保監(jiān)測部門測試明，全部滿足，評831999國家環(huán)保標準要求因此，我們認為煤無煙燃燒鍋爐具有廣闊的市場，并將獲得快速的發(fā)展。