煤粉工業(yè)鍋爐的發(fā)展前景分析

1、我國(guó)煤粉工業(yè)鍋爐的發(fā)展前景分析 鍋爐類型 n按用途 電站鍋爐、工業(yè)鍋爐、船舶鍋爐、核相關(guān)鍋爐、 民用鍋爐 n按燃料種類 燃煤鍋爐、燃油鍋爐、燃?xì)忮仩t、核能鍋爐、余 熱（廢熱）鍋爐、生物質(zhì)鍋爐 n按爐內(nèi)壓力 低壓（2.5MPa以下）、中壓、高壓（6MPa以 上）、超高壓、亞臨界、超臨界、超超臨界 （30MPa) 能源結(jié)構(gòu)大背景 在我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)中煤炭占比67%左右，石油占比 18%，水能占8%，天然氣5%，核能1%，其他1%。 我國(guó)年消耗煤炭37億噸，約占全球80億噸的一半，其 中電煤約18億噸，工業(yè)鍋爐供熱耗煤6億噸，鋼鐵耗煤 約6億噸。也就是說(shuō)全國(guó)接近65%的煤炭通過(guò)鍋爐燃燒 的方式產(chǎn)生電力

2、或蒸汽供熱。 煤炭 69% 石油 19% 天然氣 5% 核能 1% 水能 5% 其他 1% 我國(guó)能源結(jié)構(gòu)（我國(guó)能源結(jié)構(gòu)（2013年）年） 49% 16% 16% 7% 5% 7% 12% 我國(guó)煤炭消耗我國(guó)煤炭消耗 電煤 供熱鍋爐 鋼鐵 建材 化工 其他 鍋爐行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 n截止到2013年12月，國(guó)內(nèi)鍋爐及原動(dòng)設(shè)備制造企業(yè) 1616家，行業(yè)平均毛利率12.4%，平均凈資產(chǎn)收益率 8%。 n截止到2010年12月電站鍋爐行業(yè)總產(chǎn)值468億元，工 業(yè)鍋爐行業(yè)工業(yè)總產(chǎn)值138億元。 n電站鍋爐由于國(guó)家的重視，幾大重點(diǎn)企業(yè)已具相當(dāng)規(guī) 模，行業(yè)集中度較高；但工業(yè)鍋爐行業(yè)超千家，平均 每個(gè)鍋爐企業(yè)年產(chǎn)鍋爐

3、不到100臺(tái)，生產(chǎn)效率低下，產(chǎn) 品參差不齊，工業(yè)鍋爐平均運(yùn)行熱效率65%左右，低 于發(fā)達(dá)國(guó)家工業(yè)鍋爐80%的平均水平。 電站鍋爐發(fā)展現(xiàn)狀 n國(guó)際廠商國(guó)際廠商 日本：三菱、日立、東芝（收購(gòu)西屋） 歐洲：阿爾斯通、西門子、蘇爾壽 美國(guó)：GE、巴威公司（B&WBC)、FosterWheeler n國(guó)內(nèi)產(chǎn)商國(guó)內(nèi)產(chǎn)商 p3霸霸5家家 哈爾濱鍋爐廠引進(jìn)巴威技術(shù) 東方鍋爐廠引進(jìn)日立技術(shù) 上海鍋爐廠引進(jìn)阿爾斯通技術(shù) 北京鍋爐廠引進(jìn)巴威技術(shù) 武漢鍋爐廠引進(jìn)阿爾斯通技術(shù)，后被阿爾斯通收購(gòu)（控股51%）；st 武鍋B瀕臨退市 p國(guó)內(nèi)其他電站鍋爐廠家國(guó)內(nèi)其他電站鍋爐廠家 濟(jì)南鍋爐、華光鍋爐、杭鍋、華西（小東方）及部分

4、合資公司 我國(guó)工業(yè)鍋爐現(xiàn)狀 n2014年我國(guó)工業(yè)鍋爐保有量達(dá)到64萬(wàn)臺(tái)，其中 燃煤工業(yè)鍋爐保有量約50萬(wàn)臺(tái)（占工業(yè)鍋爐總 量的80%），年消耗煤炭超6億噸； n總?cè)萘?00萬(wàn)蒸噸/小時(shí)（t/h,約合280萬(wàn)千瓦）， 鍋爐平均單臺(tái)容量6.25t/h，平均運(yùn)行效率65%， 單臺(tái)容量小于10t/h的占比超75%，小鍋爐是 淘汰改造的重點(diǎn)。 n由于單體容量小，70%的燃煤鍋爐為鏈條爐 燃煤工業(yè)鍋爐燃燒方式 燃煤工業(yè)鍋爐 燃燒方式 塊煤-固定床 層燃 鏈條鍋爐 粉煤-流化床 沸騰燃燒 流化床鍋爐 煤粉-氣流床 懸浮燃燒 煤粉、水煤漿鍋爐 煤粉工業(yè)鍋爐 n煤粉工業(yè)鍋爐簡(jiǎn)單的說(shuō)就是把煤炭磨成 200目的細(xì)煤

5、粉注入鍋爐燃燒，有的公司 命名為較新鮮的“微煤霧化” n高效節(jié)能：燃燒效率98-99%，鍋爐運(yùn)行 效率90%，較傳統(tǒng)鍋爐節(jié)能25% n大幅度降低污染物排放，號(hào)稱達(dá)到燃油 和燃?xì)忮仩t的排放水平 煤粉工業(yè)鍋爐系統(tǒng) 1罐車；罐車；2燃料罐；燃料罐；3供料器；供料器；4二次風(fēng)機(jī)；二次風(fēng)機(jī)；5二次風(fēng)管；二次風(fēng)管；6二次風(fēng)控制器；二次風(fēng)控制器； 7點(diǎn)火油箱；點(diǎn)火油箱；8燃燒器；燃燒器；9鍋爐本體；鍋爐本體；10布袋除塵器；布袋除塵器；11煙囪；煙囪；12罐車罐車 煤粉鍋爐主要技術(shù)指標(biāo) 煙塵（煙塵（TSP） 50mg/Nm3 鍋爐熱效率鍋爐熱效率 90% 與天然氣鍋爐相當(dāng)與天然氣鍋爐相當(dāng) SO2、NOx 技

6、技 術(shù)術(shù) 指指 標(biāo)標(biāo) 煤粉工業(yè)鍋爐是新技術(shù) n“微煤霧化”+“高技術(shù)指標(biāo)”，煤粉鍋 爐是最新出爐的研究成果？ n初新崛起的循環(huán)流化床鍋爐外，幾乎所 有燃煤電站均采用煤粉鍋爐。我國(guó)對(duì)小 型煤粉工業(yè)鍋爐的探索在上世紀(jì)60年代 就開始了。 n上世紀(jì)80年代我國(guó)之所以退出煤粉工業(yè) 鍋爐的研發(fā)主要是，燃料制備運(yùn)輸困難、 設(shè)備投資過(guò)高、不符合當(dāng)時(shí)的國(guó)情 目前的進(jìn)展 n現(xiàn)在的小型煤粉工業(yè)鍋爐，是煤科院于2005年 開始研究，于2007年在大同向13家用戶推廣了 18臺(tái)小型煤粉工業(yè)鍋爐。然后又衍生了山西藍(lán) 天、山東華源、山東泰山鍋爐、天立環(huán)保（億 利能源）等。 n被國(guó)家多個(gè)部委列為重點(diǎn)節(jié)能技術(shù)推廣，其中 山西

7、省將其列入政府“十一五”和“十二五” 計(jì)劃 n之后幾年的推廣較緩慢，雷聲大雨點(diǎn)小。資本 市場(chǎng)對(duì)煤粉鍋爐的關(guān)注度似乎高于產(chǎn)業(yè) 煤粉鍋爐的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn) n煤粉工業(yè)鍋爐燃燒效率的確很高，點(diǎn)火 便捷啟停方便，鍋爐房整潔，操作自動(dòng) 化層度較高。 n但其優(yōu)點(diǎn)以及技術(shù)指標(biāo)并不像宣傳那樣 節(jié)能、環(huán)保、特別是經(jīng)濟(jì)效果更是其推 廣的攔路石。 運(yùn)行效率比較 n我國(guó)工業(yè)鍋爐的平均運(yùn)行效率為65%左右，這主要是由容量和燃料的差 別引起的。國(guó)內(nèi)鍋爐的平均噸位小，而且只能用普通原煤。國(guó)家制定標(biāo) 準(zhǔn)“鏈條爐排鍋爐用煤技術(shù)條件GB/T18342-2001”，要求使用低硫優(yōu)質(zhì) 顆粒煤：灰分10%，硫分24MJ/kg，而且顆粒度在5

8、-20 毫米。如果執(zhí)行了此標(biāo)準(zhǔn)，占工業(yè)鍋爐絕大多數(shù)的鏈條鍋爐效率完全可 以達(dá)到75%更高。 n隨著集中供熱的普及，國(guó)內(nèi)工業(yè)鍋爐大型化的趨勢(shì)明顯。大中型鏈條鍋 爐在燒原煤的條件下，熱效率已達(dá)80-85%左右。循環(huán)流化床工業(yè)鍋爐也 在大型化，燃用劣質(zhì)燃料時(shí)效率就可達(dá)85%。 n如果各自選用理想的燃料，煤粉工業(yè)鍋爐的效率有優(yōu)勢(shì)，但并不十分明 顯。根據(jù)與鍋爐行業(yè)從業(yè)者的討論，相同的容量、相同的燃料，煤粉鍋 爐高出一般層燃工業(yè)鍋爐10%左右，節(jié)能效果尚可，但遠(yuǎn)不是公司宣傳 和賣方報(bào)告中的熱效率高出25-30%之多。 環(huán)保效果比較 n毫無(wú)疑問(wèn)，由于煤粉燃燒的高效率，與層燃（鏈條爐）相比將減 少燃煤量10%

9、左右，相應(yīng)的污染物排放總量也應(yīng)下降約10-15% （其中SO2和NOx排放總量隨之下降，但粉塵總量上升），有一 定的減排效益。 n煤粉燃燒的特性，飛灰份額（即灰分中有多少隨煙氣逸出鍋爐） 在90%左右，而層狀燃燒的飛灰份額僅為15%左右，因此，煤粉 燃燒的原始排放濃度要比層燃高得多。 n燃煤鍋爐煙氣中的SO2濃度主要取決于煤的含硫量和熱值，與采 用何種燃煤技術(shù)基本無(wú)關(guān)。在爐膛內(nèi)脫硫有一定的效果，想達(dá)標(biāo) 排放，多數(shù)情況必須采用爐后的煙氣脫硫裝置。 n現(xiàn)行“鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB13271-2001”沒有規(guī)定工業(yè) 鍋爐的NOx排放要求。在三種燃燒方式中，煤粉燃燒由于燃燒溫 度高，NOx排放是最

10、高的。 n因此采用相同的除塵和脫硫裝置，普通鏈條爐也可以達(dá)到煤粉爐 宣傳的減排效果。 煤粉質(zhì)量與源煤 n煤粉工業(yè)鍋爐成敗的關(guān)鍵是煤粉。由于著火和 燃盡條件比電站煤粉鍋爐差，工業(yè)煤粉鍋爐煤 粉選擇面較窄，要求低灰、低硫、高揮發(fā)份和 高熱值。 n我國(guó)大多是中灰煤（含灰量25%左右），低灰 煤（10-15%），特低灰煤（10%）更少。 n工業(yè)煤粉鍋爐要求200目，比電站煤粉細(xì)得多， 這將增加制粉電耗。 德國(guó)煤粉工業(yè)鍋爐使用情況 n小型煤粉工業(yè)鍋爐的技術(shù)，首推德國(guó)。而德國(guó)之所以能夠比較廣泛的推 廣煤粉鍋爐技術(shù)，除了煤粉鍋爐低廉的燃燒成本、優(yōu)秀的德國(guó)工業(yè)技術(shù)， 同樣重要的一點(diǎn)，是德國(guó)有褐煤礦產(chǎn)、有非常穩(wěn)

11、定優(yōu)質(zhì)的褐煤粉市場(chǎng)供 應(yīng)。德國(guó)穩(wěn)定的褐煤粉供應(yīng)商有RWE、Vattenfall等公司。 n煤炭是德國(guó)第三大能源，在能源消耗的20%左右；年消耗煤炭約8500萬(wàn) 噸，其中硬煤占煤炭比重的45%，褐煤占比55%。德國(guó)自產(chǎn)煤炭主要為 硬煤和褐煤；主要產(chǎn)煤區(qū)為魯爾區(qū)（約占60%）。德國(guó)褐煤生產(chǎn)全部為 露天開采，開采成本低。德國(guó)70%的煤炭用來(lái)發(fā)電，25%用來(lái)煉鋼，不 到5%用來(lái)供熱。 n德國(guó)褐煤粉有一個(gè)特點(diǎn)，就是灰分、硫份非常低，灰分大部分在4%左右， 一般不高于6%；硫份大部分均在0.7%以內(nèi)；顯然已經(jīng)經(jīng)過(guò)成熟的處理。 這說(shuō)明德國(guó)的褐煤粉供應(yīng)是產(chǎn)業(yè)化的，是非常成熟穩(wěn)定的。這是國(guó)內(nèi)無(wú) 法比擬的。 煤粉

12、的加工和配送 n找到滿足工業(yè)煤粉鍋爐要求的原煤并非易事。 用洗精煤是擴(kuò)大優(yōu)質(zhì)煤源的有效途徑，國(guó)外無(wú) 論電站還是工業(yè)鍋爐大都使用洗精煤。 n集中制粉：如果先上制粉廠，沒有用戶的話， 投資就回收不了；如果先上鍋爐系統(tǒng)的話，沒 有燃料，或者燃料在別人手中，最后節(jié)煤不節(jié) 錢。 n煤粉儲(chǔ)運(yùn)的安全性：煤粉的儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程易發(fā)生自 燃和爆炸，特別是煤粉越細(xì)，煤質(zhì)越好，爆炸 的危險(xiǎn)性就越大。 結(jié)焦積灰 n 結(jié)焦、積灰和腐蝕是燃煤鍋爐普遍遇到的難題， 其中尤以煤粉燃燒方式為最。 n煤粉燃燒的結(jié)焦幾乎是不可避免的，煤粉火炬 溫度在1400以上，其中融熔的灰粒在達(dá)到受 熱面之前，不能全部冷卻固化，總有顆粒會(huì)粘 在壁面上，

13、不斷積累就形成結(jié)焦。 n微米級(jí)的灰粒極易附著在受熱面上，電站鍋爐 在爐膛和對(duì)流受熱面均配有完善的吹灰系統(tǒng)， 但煤粉工業(yè)鍋爐因受空間限制，很難布置有效 的清灰裝置，這將逐漸導(dǎo)致出力和效率的下降。 經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比 1.節(jié)煤效果：企業(yè)宣傳煤粉工業(yè)鍋爐節(jié)煤30%不可信， 但煤粉鍋爐效率提高10-15%，節(jié)煤15%左右還是可信的。 2.節(jié)點(diǎn)效果：煤粉鍋爐需要額外的制粉電耗和布袋除塵電 耗（鏈條爐粉塵濃度小而且顆粒粗，要求的除塵效率遠(yuǎn) 低于煤粉爐）。如果將這部分電耗計(jì)入，煤粉工業(yè)鍋爐 是節(jié)煤費(fèi)電，綜合節(jié)能效果就會(huì)打折扣。 3.煤粉鍋爐需要優(yōu)質(zhì)煤源，價(jià)格高于鏈條爐使用的普通原 煤，加上粉料罐車的運(yùn)輸費(fèi)和制粉電

14、耗（電站制粉20度/ 噸）；燃料成本高于普通鏈條爐和流化床爐。 4.煤粉鍋爐的經(jīng)濟(jì)效益主要來(lái)源于節(jié)煤，煤粉價(jià)格關(guān)系到 煤粉鍋爐運(yùn)行費(fèi)用能否明顯低于鏈條爐?？紤]投資大幅 度提高、燃料差價(jià)擴(kuò)大和布袋除塵器增加的運(yùn)行費(fèi)等， 短期回收投資的恐怕難以實(shí)現(xiàn)。 政策推廣 n山西省政府制定了資金補(bǔ)貼煤粉鍋爐政策（省級(jí)補(bǔ)貼 8-10萬(wàn)元/蒸噸，地方配套1.6-2萬(wàn)元/蒸噸，再加工程 免稅等，藍(lán)天環(huán)保設(shè)備公司是目前山西省內(nèi)唯一生產(chǎn) 該類鍋爐的企業(yè)。 n要在中國(guó)大力推廣煤粉工業(yè)鍋爐，“采用集中大規(guī)模 制粉，長(zhǎng)期穩(wěn)定的提供優(yōu)質(zhì)煤粉”，須放在第一位。 小結(jié) n從運(yùn)行成本上來(lái)說(shuō)，鏈條爐和煤粉爐熱效率差距不會(huì)超過(guò)20%， 直接運(yùn)行成本（包括燃料、電、人工、設(shè)備維護(hù)等）不會(huì)超過(guò) 10%，鑒于煤粉爐高得多的投資額（投資差額20-30萬(wàn)/蒸噸）， 經(jīng)濟(jì)性無(wú)優(yōu)勢(shì)。 n從非經(jīng)濟(jì)性角度考慮，煤粉爐具有優(yōu)勢(shì)，燃料消耗少，自動(dòng)化程 度高，排放污染低，鏈條爐如果配置布袋除塵器也能達(dá)到同樣的 效果，但很多鏈條鍋爐均沒有配置除塵設(shè)備。 n除了前面提及的