日前,由中国城镇供热协会主办、天津能源投资集团有限公司承办的“煤炭清洁高效利用技术现场研讨会”在天津召开。来自全国供热行业300余名代表参加了会议。
  会上,中国城镇供热协会副理事长兼秘书长郑立均表示,当前,我国大气污染形势严峻,防治大气污染、节能减排、提高供热能力、保障供热安全的压力进一步加大,城镇供热发展面临新情况、新挑战。创新科技发展、绿色发展、清洁高效发展和保障安全供热是供热行业的责任和历史使命。这些年来,在各级政府和各方面的大力支持下,我国城镇供热已经形成了热电联产、区域锅炉房、工业余热利用以及地热、太阳能等可再生能源多种供热方式的格局。他强调,今后一个时期,煤炭仍将是我国的主体能源。贯彻落实国务院办公厅印发的《能源发展战略行动计划(2014~2020年)》,要因地制宜地采取非化石能源与化石能源高效清洁利用来发展城市供热,大力降低供热能源消耗,提高能效,切实落实供热燃煤锅炉脱硫、脱硝和除尘等减排措施,降低供热燃煤锅炉污染物的排放,加快构建清洁、高效、安全可持续的城镇供热体系。
  天津市热电设计院有限公司副总工程师柳颖和天津市津能工程管理公司总工程师程学勇先后介绍了天津市热力有限公司5×58MW高效煤粉供热锅炉试点项目的设计经验和建设经验、运营效果。兰州热力总公司总经理助理邸亮介绍了煤粉炉建设、改造及运营经验;中国煤炭科学研究院节能分院副院长王乃继介绍了煤炭清洁利用研发工作;浙江大学化工系生态与环境研究所所长闫克平讲解了燃煤锅炉超低排放工业应用等。
  会后,参会代表来到了天津市热力有限公司5×58MW高效煤粉供热锅炉试点项目现场,参观了制粉车间、除尘车间,锅炉尾部烟气处理和脱硫、脱硝等操作与实施情况,并就煤炭清洁燃烧有关问题进行了交流和探讨。
  本次会议搭建行业交流平台,将进一步促进煤炭清洁燃烧技术在全国供热行业中不断创新、发展和应用,为构建绿色、高效、安全的供热新格局,推动我国节能减排事业和能源供应安全作出贡献。

煤电之后,燃煤工业锅炉将成为大气污染治理的主战场。
11月6日,国家能源局、国家发改委、环保部等七部委联合发布《燃煤锅炉节能环保综合提升工程实施方案》,规划到2018年,推广高效锅炉50万吨,淘汰落后燃煤锅炉40万吨,完成节能改造40万吨,提高燃煤工业锅炉运营效率6个百分点,计划节约4000万吨标准煤。
这是继火电行业大幅提高排放标准后,国家部委首次针对其他燃煤工业锅炉的环保提标改造措施。2011年9月,环保部发布了新修订的《火电厂大气污染排放标准》,实施新标准后,计划到2015年,电力行业氮氧化物排放可减少580万吨,二氧化硫排放可减少618万吨。
事实上,在火电与其他燃煤工业锅炉行业之间一直存在大气污染物排放的双重标准:火电标准高,而燃煤工业锅炉标准低。目前,其他行业中存在大量低效率、高污染的落后产能,大部分锅炉、窑炉尚未加装除尘、脱硫脱硝设施。假设至2015年电力行业大气治理达到相关规划,则其他行业污染物排放可能将代替电力行业,成为大气污染物排放的首要污染源。
《方案》发布后,据广发证券测算,由此带来的燃煤工业锅炉改造市场高达4500亿元,对应运营市场超过3750亿元。
这将是一次全面的环保提标改造工程,燃煤锅炉广泛应用于供热、化工、冶金、造纸、印染、食品、医药等行业,年耗煤量达到20%。
与电力行业改造不同,由于工业锅炉往往单体容量小,在其后端加装昂贵的脱硫脱硝装置十分不经济,故燃煤替代将成为改造主路线,在煤改气、生物质燃料、清洁煤三大技术路线中,清洁煤将承担主要任务。
污染将超火电 10吨/时成为淘汰分界线
继火电控排后,燃煤工业锅炉将可能跃居大气污染源的首位。
据统计,我国锅炉燃煤占比超过80%,截至2012年底,在用工业锅炉达到46.7万台,总量178万蒸吨。据国家统计局和国家能源局的数据,2012年供热行业消耗原煤达到2亿吨,工业热力领域工业锅炉年耗煤量6.5亿吨,占全国耗煤量的20%左右。
与火电超临界、超超临界机组相比,燃煤锅炉的技术水平和环保措施落后至少十年。
我国工业锅炉热效率低、能耗大,单台平均容量仅为3.8吨/小时,实际运行效率不足60-65%;10吨/小时以下锅炉大多没有安装环保设备设施。用煤灰分、硫分较高,技术装备落后,环保设施不到位是导致燃烧效率低、污染物排放浓度高的直接原因,预计其污染物排放量将超过电力行业。
与火电改造类似,此次《方案》的淘汰对象是那些容量小、技术落后的燃煤锅炉。
规划的总体目标为,2014年淘汰小锅炉5万台,2014-2015年淘汰20万蒸吨落后锅炉;到2017年,地级及以上城市建成区基本淘汰10吨/时及以下的燃煤锅炉。
京津冀是控排的重点区域。除必要保留的以外,到2015年底,京津冀及周边地区地级及以上城市建成区全部淘汰10吨/时及以下燃煤锅炉,北京市建成区取消所有燃煤锅炉;到2017年,天津市、河北省地级及以上城市建成区基本淘汰35吨/时及以下燃煤锅炉。
对于淘汰下来的燃煤锅炉,《方案》也明确了“淘汰产品报废机制”。妥善处理淘汰的旧锅炉,研究建立统一回收机制,已淘汰锅炉要及时报废,采取去功能化处理并注销使用登记证,严格控制已淘汰锅炉重新进入市场,防止落后锅炉移装到农村或偏远地区继续使用。
新建燃煤锅炉将受到严格控制。其中,北京、天津、河北、山西、山东等地区地级及以上城市建成区原则上不得新建燃煤锅炉、禁止新建20吨/时以下的燃煤锅炉,其他地区原则上不得新建10吨/时及以下的燃煤锅炉。
受此次政策发布影响最大的当属城市供热和工业领域。
目前我国城市大多以区域或小区供热为主,现有供热产能中,小煤炉、分散锅炉房仍占据相当比例;区域燃煤锅炉多数未配备脱硫设施,部分甚至未配备除尘设备。
工业领域的热需求以化工、冶金、造纸、印染、食品、医药等行业为主,年耗煤量达到6.5亿吨。工业锅炉、窑炉是工业供热的主要方式,根据广发证券数据,截至2011年底,工业锅炉总量达到58.5-60万台,其中在用锅炉中,燃煤锅炉的容量占比80%以上,容量小于35吨/小时的锅炉数量占总量的96%,而10吨/小时以下的占比高达80%。同时,工业锅炉平均热效率仅为60%,较国外低20-25%。全国工业窑炉超过16万座,集中在建材、冶金、化工及陶瓷等行业,年耗煤量3亿吨。供热窑炉平均热效率仅为40%,较国外低10-30%。
数千亿改造市场启动 各地青睐煤改气
根据《方案》的目标,到2018年将推广高效锅炉50万蒸吨、淘汰落后燃煤锅炉40万蒸吨,完成节能改造40万蒸吨。环保压力倒逼下,燃煤工业锅炉行业迎来以燃煤清洁化、替代化为主要技术路线的节能减排革命,将催生数千亿元的改造、运营市场。
据广发证券测算,2015-2018年燃煤工业锅炉改造市场高达4500亿元,对应运营市场超过3750亿元。
《方案》规定,新生产和安装使用的20吨/时及以上燃煤锅炉,应安装高效脱硫和高效除尘设施,提升在用燃煤锅炉脱硫除尘水平;10吨/时及以上的燃煤锅炉要开展烟气高效脱硫、除尘改造,积极开展低氮燃烧技术改造示范,实现全面达标排放;大气污染防治重点控制区域的燃煤锅炉,要按照国家有关规定达到特别排放限值要求。
此外,20吨/时及以上燃煤锅炉应安装在线监测装置,并与当地环保部门联网。纳入国家重点监控名单的企业应按照要求建立企业自行监测制度。
由此可见,新建及未淘汰的大型燃煤锅炉将安装脱硫、除尘装置,而燃煤替代则存在煤改气、生物质燃料和使用清洁煤三种方式。
事实上,在《方案》未出台前两三年,煤改气作为热力行业减量化的主要手段已在多地快速推广,北京、太原等部分重点城市纷纷提出市中心以燃气供热代替燃煤供热机组、工业锅炉的“煤改气”城市热力规划,以降低区域的大气污染物排放。
以北京为例,市政府规定,至2014
年采暖季前,以燃气热电取代现有4座燃煤热电;2015
年实现燃气热电联产供暖面积2亿平方米,燃气供热3亿立方米。2015年供热天然气需求将达到63-68
亿立方米。
杭州则规定在2013年底前,将杭州主城区基本建成“无燃煤区”,完成萧山区1/4化纤、印染行业的导热油锅炉煤改气工程、余杭区1/3印染行业的导热油锅炉煤改气工程;在2015年底前,杭州萧山区、余杭区等7个区、县基本建成“无燃煤区”。
太原从2012年8月启动市内154台常年运营燃煤锅炉、508台季节性燃煤锅炉、2000多台分散式锅炉的“煤改气”工程,年减少原煤消耗量830万吨。
此外,启动煤改气工程的城市还有郑州、天津、乌鲁木齐、石家庄等,各地政府普遍采取了较为单一的煤改气替代路线。但从能源安全及经济性角度考量,煤改气或难以承担主要任务。
清洁煤或为替代主线
由于天然气价格2015年仍存在上调预期,经济性相对煤炭较差。因此,非居民天然气存量气价上调,对工业供热、居民供暖用气影响相对较大,短期而言,会挫伤上述用户的用气积极性,特别是目前工业企业景气度较差。
而从能源安全角度考虑,煤改气全面推行的条件并不成熟。
以2013年热力行业耗煤7亿吨测算,对应天然气消费量超过4400亿立方米。根据保守预计,煤改气年耗量将超过640亿立方米,而2013年全国天然气新增消费量仅为213亿立方米,2013年我国天然气对外依存度超过30%。天然气即使部分比例替代燃煤亦需考虑能源缺口问题。
生物质替代将获快速发展,但绝对占比较小。
2014年7月,能源局联合环保部对生物质成型燃料供热出台明确的扶持政策。根据规划,2014-2015年示范项目将合计达到1800蒸吨/小时工业供热、600万平方米的居民供热,折算煤炭消耗约150万吨标准煤。相对每年数亿吨的热力耗煤而言,绝对占比仍较小。
因此,业内普遍认为,在我国以燃煤为主的化石能源结构下,清洁煤技术通过使用更清洁的煤炭,实现燃煤的节能减排,前景更为广阔。
以2013年广义热力行业耗煤数据测算,其中总耗煤量约7.3亿吨,清洁煤技术可利用比例超过60-70%,在原煤均价500元/吨,燃煤成本占总体收入约60%的预测下,对应运营市场空间超过3750亿元。以吨煤改造投资800-1000元测算,改造工程市场空间超过4380-5840亿元。
清洁煤技术是指减少污染和提高效率的煤炭加工、燃烧、转化和污染控制等新技术的总称。对于供热行业下游而言,考虑到单体机组规模、运行特性等特点,目前应用较多也较成熟的清洁煤技术包括高效煤粉燃烧、新型煤气化炉等技术方向。
其中,清洁煤粉技术通过煤炭微煤处理、高效燃烧、脱硫脱硝处理等综合处理,将燃煤锅炉排放降低至与燃气锅炉相近的水平,同时提高热效率。与传统技术相比,具有高效、环保、节能等特点,可广泛应用于工业和居民供热需求等场所。
而新型煤气化炉是指以煤为原料,以氧气或空气、水蒸汽等为气化剂,在高温条件下通过化学反应将燃料中的可燃组分转化为气体燃料的过程。目前主要应用于氧化铝、陶瓷、玻璃等行业。与传统水煤气炉技术项目相比,新型煤气化炉转化效率更高,且实现了酚氰废水、焦油的零排放;与天然气相比,成本相当于折算2-2.5元的燃气价格,经济性较好。
受《方案》出台影响,高效煤粉、环保锅炉、天然气、生物质供热的公司将会显着受益。
其中包括高效煤粉应用领域的亿利能源、天地科技;工业锅炉环保设备商,如燃控科技、龙源技术、龙净环保、科达洁能、雪迪龙;受益锅炉煤改气的城市燃气分销商,如陕天然气、国新能源、金鸿能源等。
但改造的进度则受制于政策推动力度和企业的经济性考量。“晚改不如早改,企业不要拖到政策到期时再被动改造。”公众环境研究中心主任马军建议。

一直以来,火力发电牢牢占据我国煤炭消费的半数以上,但通过近两年有效的减排措施,各项污染物指标均呈现明显的下降。据中国电力企业联合会相关数据显示,截至2012年底,累计已经投运火电厂烟气脱硫机组占全国现役燃煤机组容量的90%,到2013年底,脱硝机组比例达到了49%,其余一半左右也将在今年7月底前完成脱硝改造。
管住了这只大老虎,谁又成为大气治理下一阶段的整治目标?
大气十条即国务院《大气污染防治行动计划》第一条第一项就是综合整治燃煤锅炉,可见我们对锅炉的综合整治相当重视。在近日举行的城市新型高效洁净煤供热技术应用现场会上,环境保护部污染防治司副司长汪键公开表示,燃煤锅炉的综合整治将成为下一步城市大气污染治理的重点。
锅炉整治成下一步大气污染治理重点,史上最严标准进入倒计时
环境保护部常务会议目前已原则通过了新修订的《锅炉大气污染物排放标准》。新标准一旦发布,环保部门将严格实施。据汪键透露,在环境保护部研究制定的针对大气十条的考核办法里,拟把燃煤锅炉的综合整治作为一项重要内容,对地方实施考核。我们正在对相关要求进一步细化,使其更具有操作性。
根据《锅炉大气污染物排放标准》,新标准拟于今年7月1日起实施。
这可以说是迄今为止最严的一个锅炉大气污染物排放标准。中国环科院副院长柴发合在现场会上表示,标准的加严将对燃煤锅炉的综合整治起到非常积极的作用。
据了解,现行的《锅炉大气污染物排放标准》是1983年首次发布、经2001年第二次修订的版本,距离现在已有13个年头。
工业锅炉作为我国重要且普遍的装备,广泛应用于居民、工业供热、供气等,其中85%以上为燃煤锅炉,年耗煤量大,效率不高,大多数没有有效的治污措施,加强燃煤工业锅炉的大气污染治理刻不容缓。国家发改委资环司副司长王善成在现场会上表示。
在典型北方城市中,煤炭利用对环境的影响主要是来自于锅炉。之前我们在石家庄调查的结果表明,燃煤锅炉对当地空气污染的贡献是相当大的。从量上来说虽然不是最大的,但是对污染的贡献应排在第一位。所以对锅炉的污染防治非常重要,如果解决不好,我们要达到2017年的既定目标可能根本无望。柴发合表示。
工信部节能与综合利用司副司长杨铁生透露,2012年,燃煤工业锅炉累计排放烟尘410万吨、二氧化硫570万吨、氮氧化物200万吨,分别占全国排放总量的32%、26%和15%左右,是造成雾霾天气的主要原因之一。
治理改造将带动千亿元投资,国家将加大对地方燃煤锅炉综合整治的资金支持力度
目前燃煤锅炉存在几点问题:一是污染物排放量大面广;二是单体容量小,平均容量在8t/h左右,10t/h以下燃煤小锅炉的数量为42万台,占总数的2/3;三是排放贴近地面,对环境质量影响很大;四是锅炉技术、主辅机不匹配,运行状况差。汪键表示,从大气污染物的治理历史来看,十五和十一五期间主要抓的都是大型的工业园区,现在大气十条开始调整思路,提出大的排放源和小的排放源并重。
因为大的工业园区除尘、脱硫和脱硝装置相当先进,反倒是这些量大面广的小锅炉不仅底数不清,统计的锅炉数和实际使用的情况相差很大,而且缺乏除尘、脱硫和脱硝装置,这就导致现在锅炉的二氧化硫和粉尘排放普遍不达标。汪键强调。
在《锅炉大气污染物排放标准》编制说明里,对于10t/h以下的燃煤锅炉,建议有条件的要改为燃油和燃气锅炉,人口密集、锅炉量大的城镇、城市近郊,要结合旧城改造、城镇化进程改造为集中供热或并网,不具备条件的要发展优质型煤和生物质成型燃料锅炉。按照新标准,10t/h以上的在用锅炉大部分需要进行脱硫除尘改造。
根据上述治理改造方案,执行新标准直接带动的环保投资将达3700亿元~4500亿元,年环保设施运行费用约需33.5亿元~47.5亿元。
从2012年开始,我们从排污费里拿出10亿元支持包括兰州和乌鲁木齐在内的十几个城市的锅炉改造,既包括煤改气,也包括淘汰小锅炉和锅炉的综合治理。尽管国家支持的资金不大,但是带动了地方资金的投入,取得了一定的成效。汪键介绍说,根据部署,国家将加大对地方燃煤锅炉综合整治的资金支持力度。
减少污染还要在煤上下工夫,研究、开发和使用更加高效的煤炭燃烧和洁净煤技术尤为紧迫
在现场会上,就目前国内部分地区在政策制定时纷纷以电代煤、以气代煤的趋势,不少官员及专家均持审慎态度。
国内外一些专家都把雾霾天气的罪魁祸首归结到我国的能源消费,特别是燃煤利用比例太高。但是燃煤是我国特有的资源,让我们多烧油多用气,不具备条件。杨铁生表示,个别地区如北京市有条件做到,但在其他城市就不一定完全能做到。去年,个别一些城市也实施了煤改气,但是由于气源不足,影响了供暖。
王善成表示:富煤、贫油、少气一直是我国能源结构的特点。在石油、天然气能源短缺、主要依赖进口的局面暂无改观的形势下,研究、开发和使用更加高效的煤炭燃烧和洁净煤技术显得尤为紧迫。
目前,煤炭供应和消费占一次能源消费总量接近70%。每一个五年计划及同期的中央文件都在提调整能源结构,但就是调不动。国家发改委能源研究所所长韩文科表示,从实际出发,应承认以煤为主要资源的能源结构。大气十条提出在一些主要区域要实现煤炭消费总量负增长,在不断提升清洁能源利用规模的同时,不妨从煤炭本身的清洁应用来降低煤炭的使用量。
要想解决雾霾的问题,可能还要在煤上下工夫。杨铁生透露,包括煤化工、煤制气、锅炉改造等技术的应用推广都将作为下一步节能环保工作的重点。
据韩文科介绍,煤炭的高效利用有很多途径。目前,国内外洁净煤技术已经成熟,高效煤粉燃烧、清洁煤气化、整体煤气化联合循环发电
技术可分别实现工业燃煤中小锅炉、工业燃料、发电领域的洁净化用煤,燃煤过程完全可实现大气污染排放指标低于现行火电行业国家标准,国内最新洁净煤技术已可实现排放水平和天然气发电相当。
距离辽宁省沈阳市桃仙机场不远的沙河2号热源厂是由沈阳供热企业沈阳城市公用集团去年投资新建的一期工程,安装两台58MW新型高效煤粉锅炉,作为桃仙机场的配套设施。
在采用山西蓝天集团新型煤粉工业锅炉系统改造的苏家屯沙河热源厂区,干净整洁的环境让人彻底改变了传统乌烟瘴气的锅炉房的印象。供热时,专用煤粉密闭罐装运输车通过管道将优质煤粉输送进煤粉塔,传送装置再将煤粉输送到煤粉炉燃烧室。煤粉将在炉膛内彻底燃烧,整个过程中煤渣采用浓相气力输送方式,通过密闭管道输送到灰仓储存,由密闭罐车运输到综合利用工厂制造建筑材料,无需堆放场地。
据沈阳城市公用集团董事长孙连政介绍:改造后的热源占地面积只有传统热源的1/3,不仅节省成本,还避免了煤炭灰渣扬尘的二次污染,也减少了煤炭储存的损耗。
据了解,2013年,沈阳城市公用集团共投资4.7亿元新建和改扩建沙河2号热源厂等8座热源。此外,还新建了3条煤粉生产线,年产煤粉100万吨,30台密闭罐车负责向各个热源配送煤粉。
据技术提供方山西蓝天集团总裁郎鹏德介绍,煤粉燃烧是先进的燃煤技术,具有燃烧速度快、燃尽率高、烟气热损失低等优点,首先被广泛应用于大型电站锅炉,20世纪90年代开始应用于工业锅炉。
实践证明,煤粉燃尽率达到98%以上,锅炉运行热效率达到88%以上,与传统燃煤锅炉相比,可节能35%。郎鹏德介绍说,通过采用燃前煤质监控、低氮燃烧及固硫、布袋除尘脱硫、尾部烟气脱硫在内的多段组合高效污染物脱除技术,具有显著的低硫排放的特点,总除尘效果在99%以上,其中对PM2.5的净化率可达到98%以上。
据他介绍,公司于2010年6月启动的新疆乌鲁木齐热力翠泉路片区煤粉锅炉项目,采用314MW煤粉锅炉取代原片区各单位自行管理的锅炉房。经乌鲁木齐环境监测站对排烟的检测显示,烟尘浓度为9.8mg/m3,SO2浓度为14mg/m3,NOX浓度为19mg/m3,均远远低于锅炉大气污染物排放新标准。
据了解,近年来,煤粉工业锅炉已实现装备成套化,其中包括煤粉接受、储备、输送、点火及燃烧、锅炉换热、烟气净化、自动控制等核心装备和其他辅助设备。
现在已形成的煤粉工业热水锅炉系列的容量在2.8~154MW,煤粉工业蒸汽锅炉的容量在4~220t/h。在已经形成新型煤粉工业锅炉专业化研发、生产及市场服务的基础上,将有更多的企业关注这一技术的发展和应用,将此作为产品升级、企业转型的方向。据郎鹏德透露,目前国内已有1000余台煤粉工业热水锅炉和蒸汽锅炉运行,总容量达20000t/h以上。
谁能稳定达标,谁就有市场;推广应用需探索新机制
若将现有燃煤工业锅炉的30%改造为新型高效节能环保煤粉工业锅炉,每年可节约煤耗0.5亿吨,减少碳排放1.25亿吨、二氧化硫排放130万吨、氮氧化物排放22万吨。郎鹏德非常看好煤粉锅炉的发展前景。
新排放标准的实施对新技术的发展带来了非常好的契机,未来谁的技术能够稳定达到这样的标准,就会在市场上有存在的价值,反之就会被淘汰。柴发合也表示:我们很期待这种技术。解决中国燃煤锅炉的污染问题是一个庞大且综合性的问题,希望通过在沈阳和各个地方的示范、试点,能进一步提高系统的整体稳定性,然后在全国进行推广,特别是在相对缺气的地方进行推广,使得城市大气污染防治的进程加快。
杨铁生透露,工信部节能与综合利用司下一步的主要工作即是把煤粉锅炉的推广应用纳入正在制定的工业锅炉系统相关计划中,并开展高效煤粉锅炉的试点示范。按照大气治理要求,一些地方比如甘肃、山西、内蒙古、辽宁在此方面已做了大量工作,也有在全省推广这一技术的强烈需求。工信部和其他有关部门将以北方地区为主体,选择适应的地区或者有条件的集团联合开展新型技术的试点,在充分发挥市场机制的条件下,积极推广合同能源管理、设备租赁,探索包括环境服务在内的新机制。

 

 

 

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