工业锅炉节能减排技术的创新与推广

工业锅炉节能减排技术的创新与推广宣炎明（南通万达锅炉股份有限公司）1 节能减排是企业义不容辞的责任节能减排工作是一项造福子孙万代的伟大工程，随着《再生能源法》的颁发实施，它已成为当前经济工作中的首要任务，与节能减排工作相关的循环经济产业链已成为国家重点关注和扶持的产业。

万达锅炉坚持以市场为导向，以实施差异化产品开发及其产业化为指导思想，紧紧围绕节能减排这条主线，寻求优秀的合作伙伴和坚强的技术支撑平台，加快产品结构调整步伐，加大产品开发力度，开发了一系列符合国家能源和环保政策、运用清洁燃烧技术的高新技术产品。

近年来，万达锅炉以国家能源和环保政策为取向，密切关注市场动向，坚持以开发节能减排产品为己任，先后组织承担和实施了国家级火炬项目一项，国家重点新计划项目一项，省级科技创新项目四项，市级科技计划创新项目8项；申报专利21项，被授予省级高新技术产品三项，荣获市级科技进步特等奖和一等奖各一项，省级科技进步三等奖一项。

企业的科技创新和节能减排工作已得到了市场用户和政府的充分肯定和认可，公司先后被政府授予江苏省首批十佳“节能减排科技创新示范企业”，江苏省高新技术企业；南通市首批“产学研”示范企业。

公司在围绕节能减排方面所展开的一系列工作取得了一定的成效，有效促进了企业的快速发展。

2 构筑坚实的节能减排技术研发支撑平台“万达锅炉”通过产学研合作，确保开发节能减排产品有可靠的技术支持。

企业开发节能减排产品都会遇到一些技术难题，要解决这些难题仅仅依靠企业的技术力量是不够的，而浙江大学在这一领域有很强的人才优势和科研优势。

为充分发挥院校和企业各自的优势，万达锅炉与浙江大学本着“互相信任、优势互补、长期合作、共同发展”的原则，2006年成立了“浙江大学万达锅炉能源环保技术研究发展中心”，2008年成立了江苏省节能环保锅炉工程技术研究中心，2009年又成立了江苏省南通万达锅炉院士工作站。

近几年,公司根据市场需要,开发了城市生活垃圾焚烧发电锅炉、水煤浆代油燃烧发电产品、生物质秸秆发电锅炉、水泥窑纯低温余热发电锅炉、玻璃窑纯低温余热发电锅炉等产品，这些产品符合国家发展循环经济的政策导向，为公司带来了很多市场机遇。

3 研究开发的主要节能减排高新技术产品3.1 针对我国生活垃圾的特性开发了城市生活垃圾流化床焚烧发电锅炉众所周知，我国的城市生活垃圾不分拣,成份复杂,水分多、热值低，以往国内垃圾普遍采用填183埋办法进行处理，造成了土地资源的浪费和垃圾废液渗漏到地下水后的二次污染。

尽管美国、英国,日本等发达国家早已广泛采用焚烧方法处理垃圾,但由于我国垃圾与国外垃圾有着不一样的特性，所以直接从国外引进的垃圾焚烧锅炉的运行效果并不十分理想，投资的成本也很高。

公司从2001年开始与浙江大学合作，采用异重流化床燃烧技术联合开发了日处理250 t/d、350 t/d 、400 t/d、500t/d 等城市垃圾焚烧锅炉系列产品，较好的解决了以上难题,实现了垃圾处理的减量化、无害化、资源化。

目前已分别在广东东莞、浙江义乌、浙江金华、浙江余杭、浙江萧山、浙江平湖、福建石狮、山东淄博、云南昆明、河南荥阳、江苏如皋、湖北武汉、江苏连云港等地推广，有二十几座垃圾电厂已投入使用，显示了良好的经济效益、环保效益和社会效益。

以浙江义乌垃圾电厂的2X400 d/t垃圾焚烧锅炉为例，从2006年1月投产运行至今，已连续工业化运行3年多，义乌市区每天800t左右的垃圾全部得到处理。

社会关注的焚烧后的各类污染物排放指标，通过浙江省环保厅组织的测试，均符合国家标准要求, 其中二恶英排放指标为0.08I-TZQng/Nm3,达到欧盟标准要求。

从该项目可以看出，垃圾资源回收利用效益相当可观，400 t/d的垃圾焚烧锅炉相当于每天节煤80 t煤（5t垃圾相当于1t煤）。

有关专家分析认为，一座城市的垃圾，就象一座低品位的“露天煤矿”，可以进行无限期的开发，而最有效的办法就是采用垃圾焚烧发电技术。

下表为浙江义乌垃圾焚烧发电工程技术经济指标表：（单台锅炉）3.2 针对建材行业高能耗低品位废气的特点,开发纯低温余热发电锅炉作为传统高能耗产业的建材行业，节能减排任务更加艰巨。

如建材行业水泥的生产对资源消耗巨大，除了需要大量消耗石灰石、矿渣等矿山资源，生产过程中的电力消耗也是一个不小的数字。

近几年来，大型水泥企业集团纷纷探索企业节能增效和现有资源的综合利用之道。

从安徽海螺、山东山水集团、浙江三狮、冀东、华新、北京天壕（沙河安全）等大企业集团这几年的动作上不难看出，纯低温余热发电已成为国家重点支持的水泥、玻璃制造企业新的投资热点，也是新的行业上升周期中大企业的“必修课”。

采用纯低温余热发电技术，是水泥、玻璃等建材工业节能降耗的根本途径。

所谓纯低温余热发电技术，是指利用水泥、玻璃等高耗能建材行业生产过程中产生的废气余热与布置在烟道中的管束受热面进行热交换、产生水蒸汽等工质，进而转换为电能并回用于生产，可使水184泥熟料和玻璃生产综合电耗分别降低60%、30%以上，大幅减少生产成本；并可减少CO2温室气体的排放，减少热污染，推动国内建材行业走上清洁发展机制，具有良好的经济和社会效益。

四年前，公司通过与天津水泥设计院等院所的技术合作，较好地解决了纯低温余热发电锅炉技术瓶颈，并在水泥行业迅速得到大量推广应用。

针对水泥窑废气的特点，在卧式窑尾锅炉上采用“多回路均衡式辅助水动力系统”的创新技术和“低压段调节式锅炉”，并首次采用柔性密封、内置集箱等创新专利设计解决窑尾余热锅炉高负压运行状态下的密封问题，有效提高了振打装置的密封性和振打效果；窑头余热锅炉首次采用U型变截面双烟道专利技术和撞击式烟气均流设计，有效减轻高灰尘烟气对受热面的磨损；截止2009年8月，我公司共生产和签订水泥窑纯低温余热发电锅炉231台套。

以一条日产5000吨线为例，采用我公司余热发电装备后，利用水泥余热每天可发电24万kWh，按照我国目前市场购电价0.50元/kWh估算，扣除余热电站供电成本约 0.15元／kWh，吨熟料成本可下降约10~12元，年节约成本1800万~2100万。

以我公司全部的纯低温余热发电锅炉全部投运后计算，每天约发电600万kWh ，相当于节省31200吨标准煤。

纯低温余热发电工程的实施，投资回报期一般不超过3年，为水泥企业带来非常可观的经济效益。

同时，余热废气通过余热锅炉后，排烟温度下降到100℃左右，有效地减轻了对环境的热污染，具有显著的环保效果。

3.3 围绕生物质能利用，开发秸杆焚烧发电锅炉秸秆等生物质的露天焚烧，既是资源的一种浪费，也造成大气严重污染。

大家知道，农作物秸秆是一种优质的清洁能源，每两吨秸秆的热值就相当于一吨煤，而且其平均含硫量只有 3.8‰，远低于煤1％的平均含硫量。

生物质由于碱金属含量高、灰熔点低、易结灰、易结焦等特性，利用锅炉焚烧处理具有较大的技术难度。

北欧等发达国家的技术较为成熟，但引进技术和设备成本会很高。

大力开发生物质能，促进我国自有知识产权的生物质能技术产业化是我国“十一五”期间的攻关重点。

万达锅炉与浙江大学、中节能投资公司利用流化床燃烧技术联合开发了75t/h生物质锅炉，2007年5月10日，第一个示范项目在江苏宿迁热电有限公司并网发电。

该锅炉将流态化低温燃烧技术创新应用于生物质燃烧过程,克服了秸秆灰熔点低，含钾氯高的问题，燃烧过程不易结灰、结焦、腐蚀设备，相对国外炉排炉的高温燃烧情况，减少了碱金属危害，延长了设备使用寿命。

产品具有燃料适应性广的特点，适应于各类生物质的燃烧,解决了国外炉排炉只适应单一生物质燃料的缺陷。

通过优化设计，锅炉热效率达到90%以上，可作为国外生物质炉排锅炉的进口替代产品。

该类产品已拥有3项专利，已申请发明专利1项。

中节能（宿迁）热电有限公司配备2×75t/h锅炉、一台15MWh和12MWh机组，每台锅炉每天焚烧生物质燃料396吨，年消耗生物质燃料11万吨左右，相当于节约标煤5万吨/年；该项目的实施也使农民增收，同时采用锅炉焚烧秸秆等生物质燃料，将会大大减少二氧化碳的排放，减轻对大气环境的污染。

生物质焚烧发电技术的实施，被誉为“农民得利”、“企业得利”、“环境得利”的三得利项目，这一项目的推广应用具有积极意义。

185下表为中节能生物质能发电工程技术经济指标表：（单台锅炉）3.4 针对劣质煤泥，开发煤泥水煤浆锅炉从80年代开始，我们国家对从事水煤浆锅炉技术研究和发展给予了很大的支持，但到目前为止尚未达到商业化应用水平。

在2001年国家出台的《节约和替代燃料油“十一五”规划》中，明确提出了到2005年全国节约和替代燃料油1600万吨的目标，并将采用水煤浆技术替代燃料油作为主要技术途径。

根据国家经贸委批准的国家重点技术改造“双高一优”项目，以及各省市“十五”时期实施工业产业结构调整方案技术改造工作的重点，大部分省市已开始将热电厂、发电厂的在用锅炉改烧水煤浆工程列入国家的“双高一优”项目。

水煤浆是70年代石油危机中发展起来的一种新型洁净代油燃料。

它既保持了煤炭原有的物理特性，又具有石油一样的流动性和稳定性。

用高灰煤泥制成的煤泥水煤浆作为锅炉燃料，替代宝贵的优质煤，使现有的煤炭资源得到充分利用，公司与浙江大学利用水煤浆清洁燃烧技术联合开发了130t/h煤泥水煤浆锅炉，2006年初，第一个示范项目在枣庄八一水煤浆热电有限公司运行发电，这是我国第一台自行设计、制造和投运的燃用煤泥水煤浆的高温高压电站锅炉（配25MW抽凝式汽轮机，带30MW发电机），填补了国内电站锅炉燃用煤泥水煤浆的技术空白。

以枣庄八一水煤浆热电有限公司的130t/h锅炉为例，每小时耗用煤泥水煤浆21吨，每年按6000小时计算，全年共耗用煤泥水煤浆126000吨，同时由于水煤浆燃煤充分，污染物排放相对较少，符合国家的能源环保政策和节能减排政策。

3.5 应用流化床燃烧技术，对原有链条炉、抛煤机锅炉进行改造在我国，层燃工业锅炉在燃煤锅炉中所占比例仍然很大，层燃炉的燃烧过程对煤种和颗粒度有较高的要求，由于工业锅炉所用煤的质量在逐步下降，市场供应的未经处理的原煤远不能满足层燃炉高效燃烧的基本要求，另在配套、运行管理方面水平较低，直接造成层燃工业锅炉低效高污染的普遍现状。

根据国家能源和环保政策，大量现用的燃烧效率低、高污染排放的链条炉和抛煤机锅炉的使用将受到严格控制，采用行之有效的清洁燃烧技术对其进行改造乃当务之急。

186循环流化床作为一种高效、低污染清洁燃烧技术，其主要特点在于低温燃烧和炉内循环脱硫反应，不但能达到高效、低污染排放，而且具有燃料适应性广、负荷调节性能好、灰渣易于综合利用等优点。

我公司结合多年来开发的35 ~130t/h循环流化床锅炉设计和运行经验，采用洁净、高效的流化床燃烧技术对原有链条炉、抛煤机等锅炉实施改造，为大量的用户实施节能减排工作提供了一条经济效益和社会效益都显著的解决途径。