現場會

鍋爐燒煤粉 不再冒黑煙

作者: 時間:2014年05月14日 來源:中國煤炭報 閱讀量:494

    神華集團今年初制定了《燃工業鍋爐達標整治計劃》。按照計劃,到2015年底,神華集團力爭淘汰300臺以上小鍋爐,并實現300臺以上鍋爐完成節能環保改造。
    淘汰小鍋爐之后用什么,從經濟效益上考慮劃算嗎?
    神華集團下屬神東煤炭集團用實例對此做出了回答。神東煤炭集團建設新型高效清潔煤粉型鍋爐,不僅在節能減排上取得了良好效果,還產生了可觀的直接經濟效益。
    新型煤粉工業鍋爐系統包括煤粉加工子系統、煤粉儲供子系統、燃燒器子系統、布袋除塵器子系統等。新型煤粉鍋爐對原煤要求很高:5700大卡以上且含硫量低于35%的洗選煤,經烘干機烘干,水分指標不大于5%,其中15毫米以下的碎煤送入磨煤機粉碎,成為細度為200目的細粉,合格的細粉從旋風分離器中分出落入罐車內。
    3月底,煤粉型工業鍋爐清潔高效利用現場會在神東煤炭集團召開。中國煤炭工業協會建議,盡快完善、嚴格制定和執行工業鍋爐能效和排放標準,加大公共財政對高效清潔燃煤工業鍋爐研發的支持力度,提升新型工業鍋爐技術質量水準。
    經計算,如果采用煤粉鍋爐技術將我國現有燃煤工業鍋爐全部進行改造升級,每年可減排二氧化碳約5億噸、二氧化硫約300萬噸、粉塵約30萬噸、廢渣約3000萬噸,能夠大幅改善我國的空氣質量,每年可節約1億噸左右標準煤。
    轉一下午
    也弄不臟衣服
    經測算,煤粉鍋爐的使用,每年可以減排97%的煙塵,二氧化硫和氮氧化物的減排率分別達到89%和88%,煤粉鍋爐熱效率最高能達到93.1%,產能相同的條件下,每年比原先使用的鏈條燃煤鍋爐節約原煤7.91萬噸
    從2010年起,神東礦區的燃煤鍋爐房里高聳的煤堆、污濁的運煤車、冒著黑煙的煙囪已逐漸淡出了人們的視線。
    這得益于神東與煤炭科學研究總院節能工程技術研究分院合作進行的鍋爐改造。
    高效煤粉工業鍋爐系統是煤炭科學研究總院深入研究國外先進燃煤工業鍋爐技術,歷時數年獨立開發并擁有全部自主知識產權的鍋爐系統。
    神東首先對補連塔煤礦等3個區域的9臺鍋爐進行拆除,并更換新型煤粉鍋爐。
    煤粉鍋爐建設完成后,神東將其以合同能源管理模式托管給煤科總院運營。隨后,神東相繼對6個礦區進行鍋爐改造。截至2014年4月,共建成新型煤粉鍋爐18臺,容量共計350噸/小時,制粉站2座,干煤粉生產能力達40噸/小時,在建新型煤粉鍋爐6臺,建成后容量可達514噸/小時。
崔豫泓是煤科總院負責神東礦區煤粉鍋爐改造和運行工程的技術人員,研究生畢業的他說起煤粉鍋爐的優勢滔滔不絕。
    “帶你去車間看看就清楚了!”崔豫泓說。
    “鍋爐房?”記者低頭看看自己早上剛換的白色外套,面露難色,“能借我個工作服嗎?”崔豫泓聽了哈哈大笑說:“放心,你就是去轉一下午也弄不臟你的衣服!”
    在鍋爐房旁邊的制粉廠,崔豫泓告訴記者,制粉廠是鍋爐的燃料加工車間,以前鏈條鍋爐使用的燃料都是原煤或經過簡單破碎的統煤,燃燒效率低,污染物排放量大。現在整個制粉過程中的烘干、磨制、分離、輸送環節全部封閉作業,工人們在操作室內即可完成。
    崔豫泓介紹,煤粉型鍋爐的首個優勢就在于使用的燃料都是水分少、顆粒小的煤粉,發熱量大,如果把煤炭比做粗糧,那么煤粉鍋爐吃的就是“粗糧細作”的精加工食品。
    走出制粉廠,崔豫泓問記者:“沒有弄臟你的衣服吧,制粉車間算是最臟的。鍋爐房才干凈呢!”
    記者跟隨崔豫泓來到煤粉塔下。煤粉通過運輸罐車或者管道進入煤粉塔,然后落入儲粉罐。儲粉罐內的煤粉通過中間倉計量后,進入風粉混合管道,最后被輸送進入煤粉燃燒器。
    進入鍋爐車間,整潔明亮的車間內便是燃燒系統和鍋爐爐膛所在的地方。
    崔豫泓向記者介紹,他們的煤粉鍋爐最核心的技術是二次空氣無級分級配風技術,通過這種技術,煤粉在爐膛里被技術人員控制的一種“龍卷風”包裹著,在爐膛里達到最充分的燃燒,燃燒產生的高溫煙氣在爐膛內換熱,然后省煤機進行二次換熱。換熱完成后120攝氏度至150攝氏度的低溫煙氣進入布袋除塵器,經除塵器濾袋過濾后的潔凈煙氣由引風機排入大氣,除塵器底部收集的飛灰經混漿系統排出后集中處理和利用。
    整個鍋爐系統的運行和控制均在鍋爐車間的控制室內用計算機操作,5臺100噸/小時的鍋爐僅僅靠一位女員工控制,這與過去的彪形大漢在爐膛旁揮臂鏟煤的情景有著天壤之別。
    神東煤炭集團礦業服務中心運營管理部供熱業務主管郭文剛告訴記者,煤粉鍋爐的使用,每年可以減排97%的煙塵,煤粉鍋爐排放煙氣中酸性氧化物含量較鏈條鍋爐大幅降低,二氧化硫和氮氧化物的減排率分別達到89%和88%,神東正在使用的煤粉鍋爐熱效率最高能達到93.1%,產能相同的條件下,每年比原先使用的鏈條燃煤鍋爐節約原煤7.91萬噸,為神東帶來3955萬元的直接經濟效益。
    2013年,神東進一步編制了《神東2014~2017燃煤鍋爐達標整治規劃方案》,2014年計劃淘汰改造燃煤鍋爐61臺,2015年至2017年,對剩余138臺鍋爐進行全部改造。
    經濟效益
    不可小覷
    國內任何一個地區都可以通過安全的低密度煤粉罐車將煤粉產品進行運輸,而且運輸到地的價格與購買其他原煤自行配制的成本相差無幾;僅運行費用一項,煤粉型工業鍋爐系統比鏈條鍋爐節約2210萬元至3230萬元
    檢測數據顯示,與傳統的鏈條鍋爐相比,煤粉型工業鍋爐系統平均效率由65%提高至90%,綜合節煤率達30%以上;煤粉型工業鍋爐系統實測煙塵排放僅為11毫克/標準立方米,遠優于傳統鏈條鍋爐的80毫克/標準立方米,也優于天然氣鍋爐的20毫克/標準立方米;二氧化硫排放不超過100毫克/標準立方米;氮氧化物排放不超過200毫克/標準立方米。與燃煤鏈條鍋爐相比,煙塵排放降低85%以上,在未加煙氣脫硫脫硝裝置條件下,減少二氧化硫排放30%至40%,減少氮氧化物排放20%左右,并大大減少可吸入顆粒物的排放量。
    煤粉鍋爐最早誕生于上個世紀80年代后期的德國魯爾煤炭工業區。魯爾煤煤質優良、發熱量大、低硫,能不能發明一種鍋爐讓魯爾煤的能量發揮到最大呢?
    煤粉鍋爐由此應運而生。如今德國80%的燃煤工業鍋爐采用煤粉燃燒,同時執行與油氣鍋爐相同的熱工和環境標準。
    我國煤炭科學研究總院從1999年開始,在消化吸收國外先進燃煤工業鍋爐技術基礎上,對煤粉安定儲存、無脈動密相輸送、煤粉中心逆噴、二次空氣無級分級配風、前置強化燃燒、高倍率灰鈣循環煙氣脫硫等關鍵技術進行了開發創新,創立了燃煤工業鍋爐行業的系統集成運作“島鏈”模式,開發出了3個系列15個產品,獲得了31項專利,3項省部級科技獎,開啟了我國新型煤粉鍋爐的設計、制造和使用的新篇章。
    2010年,神東煤炭集團補連塔煤礦鍋爐由于熱力不足難以滿足需求,非常巧合的是,神東煤的煤質情況與魯爾煤非常相似,于是神東煤就與煤粉鍋爐上演了上個世紀發生在魯爾的相似一幕。神東與煤科總院達成了合作新建改造煤粉鍋爐的協議。
    神東煤與煤粉鍋爐的攜手算是一個契機,那么除了在神東這樣有著充足燃料供應源的煤炭基地之外,其他地區是否能夠進行大規模推廣應用呢?在推廣過程中又應當注意哪些問題呢?
    技術人員給記者算了一筆賬。
    一是燃料問題。國內任何一個地區都可以通過安全的低密度煤粉罐車將煤粉產品進行運輸,而且運輸到地的價格與購買其他原煤自行配制的成本相差無幾。
    二是建設和改造的費用問題。新建一臺7MW煤粉型工業鍋爐系統比傳統鏈條鍋爐的建設費用高出100萬元至150萬元,大約1年后可以收回投資差價。將已有鍋爐改造為7MW煤粉型工業鍋爐系統,需投入300萬元至350萬元,大約2年就可以收回改造費用。燃煤工業鍋爐的平均壽命按照15年至20年計算,僅運行費用一項,煤粉型工業鍋爐系統比鏈條鍋爐節約2210萬元至3230萬元。只要啟動資金到位,煤粉鍋爐的經濟效益不可小覷。
    我國煤粉型工業鍋爐的系統研發在1999年才開始啟動,2010年才通過國家技術鑒定,對于大多數組織和個人而言,還是新生事物。
    3月底,在神東煤炭集團召開的煤粉型工業鍋爐清潔高效利用現場會上,中國煤炭工業協會號召在全社會推廣應用煤粉型工業鍋爐。
    中國煤炭工業協會會長王顯政在會上表示,煤炭并非骯臟資源,只是利用方式粗放。如果在煤炭的生產、加工、運輸、轉化、利用等各個環節,采用正確的方式,煤炭完全可以實現清潔高效利用。
    中國煤炭工業協會建議盡快完善、嚴格制定和執行工業鍋爐能效和排放標準,提高鍋爐節能環保準入門檻;建立健全工業鍋爐節能政策體系,加大公共財政對高效清潔燃煤工業鍋爐研發的支持力度,出臺鼓勵使用環保節能工業鍋爐、淘汰落后工業鍋爐政策。煤粉工業鍋爐系統建設與運營過程中,新工藝、新技術、新裝備較多,應該培育燃煤工業鍋爐研發、生產和服務企業聯盟或核心企業,建立專業化的建設和運營隊伍,同時引入合同能源管理(EPC)模式,提供高效煤粉鍋爐的安裝、調試、培訓、維修、保養乃至運營托管等專業化服務。

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