中国工业锅炉发展综述

中国工业锅炉发展综述摘要：工业锅炉每年的总能源消耗和污染排放均位居全国工业行业第二，仅次于电站锅炉，煤炭消耗量远高于钢铁、石化等高耗能工业行业。工业锅炉的发展直接影响国家建设资源节约型和环境友好型社会的经济发展和社会发展目标的实现。降低单位GDP能耗将成为我国政府宏观调控的重点，工业锅炉行业面临重大发展机遇，工业锅炉行业应该以高效节能降耗为中心，洁净减排环保为目标，认真制定工业锅炉行业发展规划，引导行业传统技术的改良，核心技术和关键技术的创新，提升工业锅炉系统节能效果;推动行业和企业结构与产品结构调整，促进工业锅炉行业跨越式发展和全面技术进步。关键词：工业锅炉；现状；发展；综述0引言我国工业锅炉发展至今，已经历了半个多世纪，由最初的直接进口锅炉，逐步转向自行设计、制造，这期间经历了10多年的历程。中国地域辽阔、人口众多，占据世界五分之一的人口，经济发展经过了多次高潮，特别是进入20世纪80年代以后，中国的经济发生了突飞猛进的变化，锅炉行业更加突出，全国锅炉制造企业增加近二分之一，并形成了独立开发研制一代又一代新产品的能力，产品的技术性能已接近发达国家水平。锅炉是经济发展时代不可缺少的商品，未来将如何发展，是非常值得研究的。目前，我国工业锅炉能源消耗和污染排放均位居全国工业行业第二，仅次于电站锅炉。全国重点城市工业锅炉排放造成的污染已经超过了电站锅炉。这些问题不可能单纯地依靠技术进步来解决，而必须采用系统工程的方法综合工业锅炉行业的现状和未来技术发展以及我国目前经济和社会发展所能够承受的力度在平衡中求得发展。1中国工业锅炉现状1.1工业锅炉行业总体现状通过对工业锅炉生产、产品和市场状况的调查，对工业锅炉行业现状分述如下:（1）锅炉制造企业数量逐年递增，增速惊人。从2001年开始，锅炉生产企业呈逐年递增的趋势。这是我国以重化工业为主的经济增长的结果，也是我国工业化、城市化发展的必然结果。但这并不说明中国真正需要这么多锅炉生产企业，经过“十一五”和中长期市场化的优胜劣汰，工业锅炉制造厂将不断减少，回归社会真正需求。（2）工业锅炉以燃煤为主，清洁燃料锅炉比重小。中国是一个以煤为主要能源的国家。燃煤工业锅炉占工业锅炉总量的80%以上，燃油燃气锅炉约占15%，电加热锅炉占1%左右，其余的是以沼气、黑液、甘蔗渣、生物质（垃圾）等为燃料的工业锅炉。（3）工业锅炉量大面广，平均容量小。全国在用工业锅炉中，锅炉容量小于35t/h的锅炉约占工业锅炉总量的98.9%，其中大于等于20t/h的占不到20%，2~10t/h的占75%，小于1t/h的占5%，锅炉平均容量不到3t/h。（4）工业锅炉热效率低，能耗大。全国工业锅炉设计效率为72%~80%，接近国际水平，而运行效率平均在60%~65%，远低于国际水平。（5）煤质多变，污染严重。煤质多变一直是我国工业锅炉用煤的主要问题，工业锅炉用煤极不稳定。根据对清洁能源行动18个重点城市的污染状况调查统计，发现其中50%以上城市工业锅炉污染已高于电站锅炉，工业和生活锅炉的SO2排放平均占到总量的36.7%，烟尘排放平均占到总量的44.8%，为城市主要大气污染源。（6）锅炉岛系统运行控制水平低。我国燃煤工业锅炉运行调整和控制水平普遍落后，不能适应现有技术配套和节能的要求，已成为我国工业锅炉实现高效、洁净运行需要解决的主要技术问题。（7）原材料消耗大，原始节能效率低。长期以来，锅炉设备降低原材料消耗方面的工作一直没有得到有效的重视，原材料消耗大，原始节能效果低。（8）工业锅炉相关产业链的发展缺乏良性配套、协调机制。工业锅炉产业链的相关产业（包括原材料供应，产品设计、制造、检验、安装、运行、维修、改造，燃料供应，辅机配套，销售，服务，运行管理等）拥有庞大的从业人员。工业锅炉制造企业本身虽然要取证，也需要制造、检验设备等基础投资，但是，工业锅炉制造生产准入门槛比较低，属于劳动密集型产业，技术优势不突出；相关产业的准入门槛更低，技术更新慢，与主机的技术进步不同步，相关产业之间发展极不均衡，良性配套、协调、协作机制至今没有形成，严重影响工业锅炉最佳效能的发挥。然而工业锅炉主机和辅机设备的匹配是工业锅炉高效洁净运行的关键，通过实现企业总包工程机制可确保工业锅炉整体性能的充分发挥。1.2工业锅炉行业设计开发能力20世纪50年代后期至70年代以前，我国锅炉界培养了一批高素质的锅炉设计专家，技术精湛，知识渊博，为我国的锅炉事业发展做出了许多贡献，特别是电站锅炉独具优势，随后我国经济发展出现几个高潮，工业锅炉需求出现曲线变化，并且很有规律，10年一周期，在这期间锅炉厂家有独立设计，也有联合开发设计，但炉型结构、经济性能还欠佳，其主要原因:文革期间锅炉专业人员出现断层，技术力量随之减弱，产品设计单一，比如:小型水火管锅炉，虽然在20世纪80年代畅销一段时间，但随着客户的使用，问题开始逐渐暴露，甚至一阶段成了该型锅炉生产厂家的一次灾难，使一批厂家面临停产。另外，一种水管锅炉在设计采用炉内除尘技术风靡一时，但由于存在提高运行成本，炉型规格受限，而不能真正发挥其优势，市场出现暗淡。还有一种就是传统的火管锅炉，由于只能燃用高品质煤种，而降低了市场覆盖，最终退出市场。20世纪80年代以后，我国石油开采量逐步提升，油炉的开发成为主题，火管结构、水管结构是市场主流，但能够独立设计良好，并能很好解决高燃烧效率燃烧器设计的厂家只有3~4家，这不能符合市场需求，从而进口燃油（气）锅炉占据了市场的三分之一。随着锅炉设计力量薄弱问题的突出，一些大专院校在20世纪80年代末期开始增设锅炉专业，以后改称“暖通专业”、“热能专业”等，陆续培养了一批又一批人才。20世纪90年代初这些人才开始充实到制造企业，由此形成了具有一定开发设计能力的技术人员队伍。但是，由于国家环保政策的改变，大型集中供热的热水锅炉的需求成为市场主流，而大型热水锅炉在我国技术上还不太成熟，年青一代锅炉设计者遇到了难题，一些厂家只能盲目利用传统的蒸汽锅炉结构进行改造，使其作为热水锅炉运行，但终究因为性能差不能作为最佳炉型而推广应用。20世纪90年代末期个别制造厂家推出专门适应于大型供热的两种水火管锅炉，一种适用于14MW以下的锅炉，另一种适用于14~87MW的锅炉。1.3能源和环保政策对工业锅炉发展的影响我国的能源特点是煤多、油少、气贫、核更少；生物质能资源丰富，直接利用少；新能源（太阳能、风能、地热）储量大，开发利用少。各种预测表明，我国未来一二十年中，煤炭、石油、天然气等一次化石能源的需求量将会有较大幅度的增长，煤炭新井能力需求很大，石油和天然气进口依存率将进一步大幅度提高。然而我国常规能源价格总体来说偏低，客观上鼓励奢侈、浪费和污染增加，也使节能缺乏驱动力，从而严重制约新能源技术推广。尽管我们国家能源结构不合理，今后很长一段时间内，煤炭价格将稳中有升；燃油将成为重要战备物资，价格将逐年上调；天然气主要满足城市化需求，将持续短缺；无论是发电燃料还是工业锅炉用燃料，对煤燃料的依赖性将进一步增强，煤的高效转化和洁净利用具有深度发展空间。我国能源生产和消费以煤为主，燃煤造成严重的二氧化硫和烟尘排放。目前，我国环境形势严峻的状况仍然没有改变。大力节约能源资源，减轻能源资源消费增长给生态环境带来的巨大压力，关系到国家民族的生存与发展。因此，环境保护已经成为国民经济和社会发展的当务之急。工业锅炉供热系统能源利用效率低下一方面增加了能源消耗，更重要的是直接造成环境的污染。层燃链条炉排工业锅炉系统热效率低，设备运行热效率平均为65%左右。造成运行热效率低的原因是多方面的，如煤炭未经洗选和粒度分级、锅炉本体质量差、司炉工缺乏培训、缺乏锅炉操作规程、至今没有建立适应市场经济的节能机制等。将工业锅炉热效率指标和污染物排放指标一起进行监测控制应该提到议事日程。为贯彻《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国大气污染防治法》，控制锅炉污染物排放，防治大气污染，国家已经制定了GB13271）2001《锅炉大气污染物排放标准》，但是，目前缺乏相应的规程规范去驱使工业锅炉用户满足这些环保指标，这就造成工业锅炉用户关注锅炉价格甚于关注锅炉的环保性能，因此，环保政策以及这些政策的执行力度远没有对工业锅炉的发展产生制约作用。另外，环保部门颁布的行政法规往往试图代替标准的做法也大大减弱了标准在用户心目中的权威性。2未来中国工业锅炉的发展通过工业锅炉现状分析，我们发现我国工业锅炉发展过程中存在三大问题:（1）工业锅炉的发展不是简单的技术问题，而是一个战略管理和机制问题；（2）工业锅炉在基础研究层面缺乏核心技术创新，在技术研究层面缺乏关键技术创新；（3）工业锅炉新技术是否被行业和用户应用，不是技术本身的问题，而是用户经济承受能力问题。根据目前工业锅炉产业和技术发展现状以及考虑到能源和环保政策对工业锅炉的制约作用，我们首先从能源的储备、经济效益、环境保护三方面来进行分析。从能源方面分析:我国煤炭资源储备占世界第一位，是锅炉首选的能源之一，每年煤炭的使用约在20~30亿t如果我们将煤的燃烧效率平均提高0.5个百分点，每年可节约煤炭资源0.1~0.15亿，t约合人民币（每吨按300元计算）4.5亿元，如果再对低效率的锅炉进行改造或淘汰部分不合理的锅炉产品，以及禁止使用手烧锅炉，那么锅炉的燃烧效率还可提高1~2个百分点，这样一来，每年将节约运行费用达10亿元。第二种可利用能源就是燃气，目前，我国发现和开采了华北、东北、陕北各大气田，储量很大，它能够满足我国沿海城市，以及内地大中城市的供热以及生活用气，但资源有限，而不能大力提倡用于大型区域供热。再次就是燃料油资源的使用，我国石油储量虽说在世界前位，但我国人口众多，日常生活中离不开石油产品，最多见于汽车、化工等各行各业，作为锅炉燃料使用应加以限制，必要的话可使用重油或渣油。作为二次能源使用的电加热锅炉，由于城市用电还未彻底得到良好解决，坑口电站又很少，电的成本很高，为此以电为能源的电加热锅炉更不能提倡推广。从经济效益方面分析:（注:煤）指燃煤锅炉；气）指燃气锅炉；油）指燃油锅炉；电）指电加热锅炉）。（1）按运行成本排序依次是（由低到高）煤→气→油→电，其原因是:单从燃料价格，以相当热量输出，其燃料价格依次是（由低到高）:煤→气→油→电；从辅机电能消耗依次是（由低到高）:电→气→油→煤；从人员管理费用依次是（由低到高）:电→气→油→煤；从维护保养费用依次是（由低到高）:电→气→油→煤。上述原因分析中，燃料总消耗费用远大于辅机能耗费用、人员管理费用及维护保养费用。（2）初投资费用包括锅炉房建设以及设备投资，依次是（由低到高）:气→油→电→煤。（3）综合效益依次是:（由低到高）煤→气→油→电。从环境保护方面分析:过去人们一直认为燃煤锅炉是环境污染的最大根源，这主要是过去的锅炉容量小，分散使用，烟尘排放源比比皆是，除尘设备的除尘效果不理想，随着科学技术的进一步提高，以及城市化改造，旧城区发生了巨大变化。过去分散式平房居住，变成了区域性集中商住小区，采用集中供热，集中管理，一家一户的燃煤取暖设备不见了，小型污染源没有了，甚至商厦、院校、企业都实行了集中供热、集中管理，污染源减少到了万分之几。再通过使用良好的脱硫除尘设备，使污染物排放降低到最小。综上所述，工业锅炉的发展趋向，应注重以燃煤锅炉为主，并以集中大型化为中心，实现区域性热电联产，既解决电力紧缺，又可保障热力分配，环保也可以得到很好的保障。作为企业内部生产用小型蒸汽锅炉或是饮水锅炉应强制使用清洁燃料锅炉，明确划分20t/h以下蒸汽锅炉必须使用清洁燃料；20t/h以上蒸汽锅炉允许使用燃煤锅炉，但必须保障污染物排放符合要求。对于供热用热水锅炉，应实行区域性集中供热，单台供热容量不小于29MW，可使用燃煤锅炉；小于29MW热水锅炉必须使用清洁燃料（包括使用低污染的型煤，筛选煤等）。3结语综上所述，中国工业锅炉行业正处于战略抉择的十字路口，工业锅炉行业面临发展的大好机遇，市场前景广阔。在这种大好形势下，工业锅炉行业应依靠国家能源和环保战略