解决工业锅炉煤烟型污染的根本措施

解决工业锅炉煤烟型污染的根本措施

　目前太原市的热电联产工程已完成大部分，难以改变调整。今后只有搞好管理，降低热价，才能被居民所接受，否则大家不用热电联产的热，而自行采取各种方式取暖，将会使这个工程停用而作废。而且可以肯定的是，用行政手段是不能解决市场经济问题的。

　　解决工业锅炉煤烟型污染的根本措施郭永葆任小静2（1.太原市机械局，太原，030013；2山西省环保局，太原，030009）气污染，而当前的治理方式又无法满足排放要求发展工业锅炉专用型煤具有显著的环境与经济效益炉前煤气发生炉是锅炉达标的最佳配套产品。电热锅炉没有任何烟尘及有害气体排放，是解决工业锅炉煤烟型污染的根本措施。

　　第一：郭永葆，男，1944年8月生，山西省太原市人，1967年毕业于太原工学院（现太原理工大学），高级工程师，原太原市机械局副局长、总工，太原市新民北街6号，030013山西既是产煤大省，又是燃煤大省。大量工业锅炉、窑炉使用原煤散烧，使山西成为国内最严重的煤烟型大气污染省份。治理工业锅炉烟尘污染，成为各级环保部门的重要工作。但是如何采用经济适用的办法治理，也是摆在各级环保部门面前的课题尾部除尘，是典型的先污染后治理，既浪费了能源，又增加了成本。治理燃煤锅炉烟尘污染的根本措施是改变原煤散烧，采用最经济的锅炉专用型煤及煤气发生炉。同时，在有条件的地方采用天然气、煤气，或者电热锅炉。因地制宜改变燃料结构，这是从根本上解决我省煤烟型污染的有效措施。

　　1原煤散烧是造成煤烟型大气污染的根本原因1.1我国是以煤为主要能源的国家300多亿t，占全球煤总储量的46%而石油与天然气仅分别占全球总储量的1.6%与。由此导致我国能源消费中煤占到76%，使中国成为世界上以煤为主要能源的国家之一1.2落后的燃煤技术造成了严重的煤烟型大气污染我国生产的煤炭80%以上作为燃料直接烧掉，其中发电占到28.6%，锅炉、窑炉占40%以上建国50年来，我国在用工业锅炉已发展到50多万台，这些锅炉大部分为层燃锅炉。由于炉排片缝隙造成一部分煤的掉漏，其中一部分小粒度煤被鼓风机吹走，连同吹起的灰尘共同构成了“烟尘初始排放'剩下的一部分煤则随炉渣一道排出。以上问题导致现有锅炉的燃烧效率及热效率低下，这一方面浪费了大量煤炭资源，另一方面又造成了严重的煤烟型污染。正如联合国全球环境基金会（GEF）专家论证指出的：”影响中国工业锅炉效率和污染的根本问题在于大量的小型锅炉，目前不得不燃用煤质多变、粒度不等及灰分高的原煤“据统计，全国近10万台锅炉每小时将20余t煤变成了灰烬和烟尘烟尘和粉尘年排放量达到2000万t，S2达到1800万t，形成了严重的烟尘和S2大气污染以省会城市太原为例，1998年总耗煤量3 000多万t，占到全省煤炭产量的12.5%，占全市各类能源总消费量的90%以上其中工业耗煤2300万t，绝大部分用于工业锅炉燃烧，占到全国工业锅炉总耗煤量的6.4%.这么多的原煤散烧，使悬浮颗粒物平均浓度值达到0.5mg/N.m3，超过国家年日均浓度值二级标准近1. 5倍；S2全年平均浓度为ft278mg/NDm3，超过国家日均浓度值二级标准3. 63，形成典型的煤烟型空气污染。

　　1.3当前的治理方式无法满足排放要求几十年来，我们面对如此严重的煤烟型污染状况，大量精力用在了尾部除尘净化上，走的是典型的“先污染，后治理”的路子。从所谓展到湿式“麻石”除尘器，又发展到干湿一体高效脱硫除尘器，都是在已形成的锅炉烟尘初始排放浓度前提下想办法，只治标，不治本。为此，用户已付出了很多（大约1蒸吨需投入1万元除尘设备的投资），但并不能真正满足排放达标的要求。

　　国家环保局于2000年3月1日颁布执行了新的“锅炉大气污染物排放标准”（GWPB3-1999）现有燃用原煤散烧的层燃锅炉，达到上述要求的烟尘初始排放浓度是相当困难的。若配用除尘器，达到一类区烟尘排放浓度的要求，也是相当困难的。

　　改用燃油、燃气锅炉与电热锅炉，可从根本上减少污染甚至达到无污染，这是近年来环保部门探索出的新路子但是，据有关专家分析论证，各种能源锅炉的生产制造成本、运行费用、热功率和排污情况差别很大燃油锅炉一次性投资比燃气锅炉、电锅炉低，但燃油价格一涨再涨，运行成本越来越高，用户难以承受燃气锅炉运行成本相对较低，但安装一台燃气锅炉仅煤气管理部门就要收取集资费、增容费、工程费、设计费、测量费、碰头费等费用，一次性投资太大，用户根本投资不起太阳能既廉价又清洁，但受到建筑物采光面积的制约，同时也受气候条件的影响，不能保证连续稳定的供热需求，只适合与锅炉配套使用而大量在用燃煤锅炉，尤其是2t/h20t/h的锅炉全部停用也是根本不现实的为此，经过有关专家多方论证后一致认为，解决煤烟型污染的最经济适用的措施有3种：一是燃用型煤；二是小于1t/h的手烧锅炉，配套使用炉前煤气发生炉，燃用煤气；三是使用电热锅炉。

　　2发展工业锅炉专用型煤势在必行21工业型煤不同于造气型煤工业造气型煤是造气炉燃用的原料，它是块煤的代替物，强度指标要求较高。这种型煤粒度较大、强度高，如果放入锅炉中使用，往往点火困难，燃烧缓慢，燃烬不透，出现断火可以说，将这样的型煤用于工业锅炉燃烧是不合适的工业锅炉（层燃方式）最主要的要求是燃料的粒度不宜过大，以25mm-30mm为宜22工业锅炉专用型煤工业锅炉专用型煤，即所谓“板栗型”炉前成型型煤，进入锅炉后，在跌落、翻滚、挤压等作用下，有一部分被破碎，但2/3的颗粒保持在25mm之间，完全符合工业锅炉燃煤粒度特性的要求。而且值得强调的是，燃用“板栗型”型煤，锅炉本体不须做任何改造，仅需在安装炉前型煤机时，对煤斗做适当修改，将煤闸板提高以适当增加煤层厚度（因为透气性的改善），炉排速度也相应适当降低炉渣含碳量仅为6.6%9.4%，锅炉热效率可提高5%8%，节煤率达8%12%，运行成本与原煤相当，而烟尘排放浓度可降低30% 40%，S2排放初始浓度可降低30%以上，有显著的环境与经济效益23炉前成型机炉前成型机分为“原煤”炉前成型机与“配煤”炉前成型机两种原煤炉前成型机是在原煤配适量水后加入煤斗中，同时加入固硫剂，经搅拌混和，由定量给料装置将煤送至振动筛筛分，6mm25mm的“混小块煤”直接入炉，小于6mm的粉煤乳制成“板栗型”型煤入炉。

　　实际形成的是块煤与型煤同烧，虽然不加粘结剂，也可达到5kg以上抗压强度此外，单位成型面积生产率高，可达1000L/m2配煤炉前成型机是将原煤换为配制的洁净料煤（由小于6mm的煤末添加助燃剂、固硫剂配制而成），其余同前“杭州模式”的“集中配煤（配煤中心），分散成型（用户炉前成型）”就采用了这种型煤机“配煤”的有关指标为：低位发热量20M/kg25M/kg，挥发分25%49%，灰分小于30%，水分8%12%，含硫量小于1%，粒度小于6mm将做为用户首选产品。但其结构较复杂，成本较高，价格较贵（5.5万元台），用户购买有一定困难随着“配煤”的发展，“配煤”炉前成型机将会形成较大的市场GMX型原煤炉前成型机已被GEF项目正式选用，并于2000年5月通过了GEF项目德国专家验收，并配装营口锅炉厂6t/h锅炉，2000年7月份将完成安装调试。这标志着我国的炉前型煤技术已经完全成熟，并达到了世界先进水平。这一技术将对我国现有工业锅炉改变原煤散烧的现状，燃用洁净专用型煤产生革命性影响。它不仅对我国工业锅炉煤烟型污染的治理将产生重大作用，还可对环保机械一一炉前型煤机的大量推广应用产生积极影响。对此，山西的环保部门和机械企业应引起极大关注。

　　3炉前煤气发生炉炉前煤气发生炉是锅炉达标改造的最佳配套产品。

　　3.1产品结构及运行效果炉前煤气发生炉是在小于1t的手烧炉前加装的煤气发生装置，是将煤转化为煤气的装置。炉子由发生炉炉体、放散装置、净化系统、水循环自动调节系统、工作辅机、燃烧器6大部分组成。

　　炉子使用的燃料是所谓的“籽煤”一一即粒度在10mm- 30mm的小粒度块煤将煤加满料钟后入炉，经过炉内干馏，煤中的挥发分逸出，鼓入新鲜空气和水蒸气，产出半水煤气（主要成分为COH2），与逸出的挥发物混成一种黄色烟状气体一低浓度煤气。煤气由喷嘴吹出，同时抽吸空气。点燃后，火焰吹向锅炉炉膛，使锅炉工作经有关部门测试，配套煤气发生炉的锅炉，其烟尘排放浓度、SO2排放浓度、NOX排放浓度均达到国家GWPB3-1999锅炉大气污染物排放标准一类区的要求3.2煤气发生炉具有广阔的推广应用前景煤气发生炉的适用范围很广，可与锅炉、锻造加热炉、倒烟窑炉及茶炉配套使用，使之达标排放尤其是小于1t的手烧锅炉，广泛应用于宾馆、桑拿馆、住宅、办公楼、娱乐场所等地，其环保指标基本都不达标，属强化改造对象若配套使用煤气发生炉，既不用拆除锅炉，成本又比油、气、电锅炉低得多，一台大约3万5万元而炉前型煤机又恰恰没有成熟的1t以下锅炉的配套产品，所以说炉前煤气发生炉是用于1t以下锅炉改造的最佳配套产品。

　　当然，使用煤气发生炉必须用小块煤或者造气型煤，不能用散煤，运行成本略高于原煤，但依旧是油、气、电锅炉所不可比拟的。

　　4电热锅炉应用前景分析4.1电热锅炉的概念以电能做为能源，将电能转换为热能，直接或间接将水（或其它导热介质）加热，直至汽化，这种能量转移装置，就称之为电热锅炉。电热锅炉是锅炉中结构最简单的一种锅炉，它的用途和燃煤锅炉、燃油锅炉是一样的，只不过电热锅炉没有任何烟尘及有害气体的排放，因此，是所有锅炉中最洁净的锅炉。

　　4.2电热锅炉的应用前景国外电热锅炉的发展情况美国精工公司（Precision）于1947年设计生产了第一台精工牌电热锅炉后，半个世纪以来一直致力于发展电热锅炉系列产品其电热蒸汽锅炉最大电功率达24000kW，蒸发量36t/h，已配套用于我国大亚湾与秦山核电站。其电热热水锅炉最大功率为27000kW，热效率可达99.99%为了降低成本，该公司已在上海工业锅炉厂组装其产品近年来，日本也在大力发展电热锅炉u川崎重工公司的电热蒸汽锅炉单台容量已达28t/h俄罗斯的比斯克锅炉厂生产7. 5kW240kW的蒸汽、热水电热锅炉，电热元件有圆环型电热管与电极板两种，结构简单，使用可靠。

　　美国“白浪”牌电热锅炉，功率在1. 700m2独立单元采暖澳大利亚“恒热”电热锅炉，是一种容积式锅炉，电功率有7.2kW14.4kW 28.8kW等，最大36kW，可多台并联使用（最多6台）最高出水温度70°CU由于出水量大，特别适于洗浴使用u韩国、英国也在发展电热锅炉u电热锅炉在我国的发展是我国电力工业发展和环境保护要求交互作用的必然结果到1998年底，全国发电设备总装机容量已达27亿kW，发电量1. 1万亿kWh，电网出现供大于求的局面，电负荷大量富余国家决定3年内不再新装火电机组另外，工业用电下降，居民和商业用电比例增大，导致电网峰谷差拉大如华北电网最高电负荷2307万kW峰谷差即达600万kW（由于电网峰能力严重不足，影响到供电安全和质量因此，电力部门鼓励用电，鼓励采用电热锅炉蓄热系统，开发低谷电力市场国家鼓励用低价电，发展电热锅炉1998年4月，国家电力总公司安运部在上海召开电热锅炉推广应用会，公布了有计划推广试用蓄热式电热锅炉的6点通知，拟在510年全面推广实施，实行低谷电价，对削峰填谷实行奖励。

　　两个月后，新疆自治区“三电办”宣布对电热锅炉实施优惠电价1999年5月，华北电网提出开拓谷电市场，同时适应环保节能的措施，免收增容费，补贴所用蓄热设备费的30%上海、广东、四川等地都陆续提出了推广电热锅炉、鼓励用低谷电的办法。北京市政府把推广电热锅炉作为解决北京市环境污染的措施之一。

　　1999年6月11日，为了促进电热锅炉在我省的推广应用，山西省经贸委、山西省电力工业局联合以晋经贸电字1999205号文下发了山西省电力公司电力优惠促销若干暂行规定的通知，规定使用电热锅炉可“单独装表，缓交贴费，电价在非普工业电价的基础上每千瓦时优惠5分钱”

　　经多方测算，利用低谷电或者低加平，避开高峰用电，电热锅炉运行成本与燃用煤气相近，比燃用柴油低廉大体比例为：燃气为1，则低谷电为0.8，低加平为1，燃油为1.3如果再将电费中代征的引黄水补费0.015元和山西电源基地建设资金0.01元取消，每度电价再下降0.025元，则低加平的成本即低于燃用煤气了4.3对发展电热锅炉的几点建议进一步降低电热锅炉一次性投资。山西省供电局已提出电热锅炉专供配电箱方案，可比现在降低一半以上费用，从而使用户能用得起电热锅炉。

　　电增容的设备投资可采取租赁使用或分期付款的方法，减轻用户一次性投资较大的压力。

　　进一步调低低谷电价，或者加大低谷电电价优惠额。高、平、谷分时段优惠，平均优惠每度电5分钱，低谷电每度8分钱这样，使平加谷电价低于燃用煤气，全低谷电价显著低于燃用煤气。这就使用户在选用池气、电的方案时，毫不犹豫地选用电热锅炉。欧美有的国家昼夜电价差甚至达到1：，1：7，这对我们很有启：发这无论对电网的安全运行、提高电力部门的经济效益，还是对广大用户降低能耗费用，都可产生显著作用。

　　鼓励有条件的用户采用“太阳能加蓄热电热锅炉'实现最经济的能源组合，进一步降低用户使用成本。这不论对改善环境质量，还是提高广大人民的生存质量，无疑都是有益的