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煤粉高效燃燒技術(shù)發(fā)展情況調研報告
為促進(jìn)煤炭清潔高效利用，摸底監管轄區內有關(guān)情況，總結推廣先進(jìn)技術(shù)經(jīng)驗，西北能源監管局于2015年上半年對煤粉高效燃燒技術(shù)發(fā)展情況進(jìn)行了調研，具體情況報告如下：
一、基本情況
(一)煤粉高效燃燒技術(shù)背景及意義
煤粉高效燃燒技術(shù)包括煤粉加工技術(shù)和高效煤粉鍋爐技術(shù)。煤粉加工，指煤炭通過(guò)烘干、研磨等物理加工形成細小顆粒。高效煤粉鍋爐技術(shù)，指以“煤粉高效燃燒”為核心，采用煤粉集中制備、精密供粉、空氣分級燃燒、爐內脫硫、爐殼(或水管)式鍋爐換熱、高效布袋除塵、煙氣脫硫和全過(guò)程自動(dòng)控制等先進(jìn)技術(shù)，以實(shí)現燃煤鍋爐的高效運行和潔凈排放，主要適用于工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用蒸汽、工業(yè)及民用供暖。
煤炭是我國的主體能源和重要工業(yè)原料，近年來(lái)，煤炭工業(yè)取得了長(cháng)足發(fā)展，煤炭產(chǎn)量快速增長(cháng)，生產(chǎn)力水平大幅提高，為經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展做出了突出貢獻，但煤炭利用方式粗放、能效低、污染重等問(wèn)題沒(méi)有得到根本解決。長(cháng)期以來(lái)，燃煤發(fā)電行業(yè)承擔了重要的減排任務(wù)，但目前全國脫硫機組占比已超過(guò)90%，隨著(zhù)《火電廠(chǎng)大氣污染物排放標準》(GB13223-2011)的實(shí)施，火電機組排放指標可降空間變小，其它燃煤領(lǐng)域的大氣污染防治問(wèn)題亟需得到重視。據環(huán)保部統計，目前我國燃煤工業(yè)鍋爐占全國工業(yè)鍋爐總量和總蒸發(fā)量約85%，每年消耗原煤約7億噸，約占全國煤炭消費總量的20%;排放煙塵785萬(wàn)噸，約占全國煙塵排放量的43%;排放二氧化硫626萬(wàn)噸，約占全國二氧化硫排放量的26%;排放氮氧化物732 萬(wàn)噸，約占全國氮氧化物排放量的12%，是我國第二大煤煙型污染來(lái)源。此外，我國目前原煤利用集中度不足50%，低于全球60%的平均水平，更遠低于發(fā)達國家90%的水平，各種分散供熱取暖小鍋爐及民用煤爐年消耗原煤2億噸，其中絕大多數沒(méi)有采取任何除塵、脫硫、脫硝等環(huán)保措施，也是大氣污染的重要因素之一。由此可見(jiàn)，工業(yè)鍋爐、散燒煤污染治理形勢嚴峻。在燃煤發(fā)電行業(yè)減排空間日益縮小的情況下，實(shí)施工業(yè)鍋爐改造、減少煤炭分散直接燃燒成為各級政府的共識，是各地節能減排最主要的方向之一，煤粉高效燃燒技術(shù)開(kāi)始得到重視與發(fā)展。
(二)煤粉高效燃燒技術(shù)發(fā)展現狀
上世紀90年代中后期，煤粉高效燃燒技術(shù)在德國、法國已廣泛應用，但在國內目前仍處于起步階段。政策方面，2013年8月，國務(wù)院印發(fā)《關(guān)于加快發(fā)展節能環(huán)保產(chǎn)業(yè)的意見(jiàn)》(國發(fā)〔2013〕30號)文件，指出：重點(diǎn)提高小型燃煤鍋爐高效燃燒等技術(shù)水平;2014年12月，國家能源局、環(huán)境保護部、工業(yè)和信息化部聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于促進(jìn)煤炭安全綠色開(kāi)發(fā)和清潔高效利用的意見(jiàn)》(國能煤炭〔2014〕571號)，指出：要加快推廣高效煤粉工業(yè)鍋爐等高效節能環(huán)保鍋爐;2015年2月，工業(yè)和信息化部、財政部聯(lián)合印發(fā)《工業(yè)領(lǐng)域煤炭清潔高效利用行動(dòng)計劃》(工信部聯(lián)節〔2015〕45號)，將新型高效煤粉鍋爐系統技術(shù)列入工業(yè)領(lǐng)域煤炭清潔高效利用參考技術(shù)并鼓勵推廣;2015年4月，國家能源局印發(fā)《煤炭清潔高效利用行動(dòng)計劃(2015-2020年)》(國能煤炭〔2015〕141號)，要求實(shí)施燃煤鍋爐提升工程，推廣應用高效節能環(huán)保型鍋爐。市場(chǎng)方面，據統計，目前我國用于工業(yè)供熱、居民采暖、生活熱水供應的燃煤鍋爐約有47.3萬(wàn)臺，總容量達180萬(wàn)蒸噸/小時(shí)。但目前運行及在建的高效煤粉鍋爐僅約1700臺4萬(wàn)蒸噸/小時(shí)，煤粉生產(chǎn)總能力約3000萬(wàn)噸/年，距滿(mǎn)足市場(chǎng)需求仍有較大空間。
二、煤粉高效燃燒技術(shù)優(yōu)勢分析
此次調研選取了神木水煤漿廠(chǎng)、咸陽(yáng)紡織工業(yè)園區高效煤粉鍋爐集中供熱項目、張家峁煤礦工業(yè)鍋爐改造項目等典型，從煤粉生產(chǎn)、鍋爐改造、集中供熱等上下游各環(huán)節入手掌握有關(guān)情況。
下面，根據實(shí)際檢測數據，以20蒸噸燃煤鏈條鍋爐、燃氣鍋爐、煤粉高效鍋爐為例，在滿(mǎn)負荷運行的狀態(tài)下，按照年運行時(shí)間7200小時(shí)計算，對三種鍋爐的能耗、排放及運營(yíng)成本進(jìn)行比較分析：
(一)能耗指標比較
通過(guò)對比發(fā)現，高效煤粉鍋爐熱效率、燃盡率分別為90%、98%，較傳統燃煤鍋爐燃燒率分別高30%、20%，與燃氣鍋爐基本相當;其平均年綜合能耗13865 噸標煤，為三者最低，較傳統燃煤鍋爐可節約能耗3851噸標煤，較燃氣鍋爐可節約能耗730噸標煤。具體情況如表1。
(二)排放水平比較
煙塵排放方面，高效煤粉鍋爐年排放量3.17噸，較傳統燃煤鍋爐少排放35.71噸，較燃氣鍋爐多排放0.51噸。二氧化硫排放方面，高效煤粉鍋爐年排放量7.92噸，較傳統燃煤鍋爐少排放95.76噸，較燃氣鍋爐多排放1.22噸。氮氧化物排放方面，高效煤粉鍋爐年排放量23.76噸，較傳統燃煤鍋爐少排放131.76噸，較燃氣鍋爐多排放3.6噸。
通過(guò)對比發(fā)現，高效煤粉鍋爐在大氣污染物減排方面較之傳統燃煤鍋爐有明顯優(yōu)勢，與燃氣鍋爐排放水平基本相當。具體污染物排放情況如表2。
經(jīng)過(guò)測算，高效煤粉鍋爐年運行成本1485.82萬(wàn)元，較燃氣鍋爐低1858.83萬(wàn)元，較燃煤鍋爐低49.38萬(wàn)元，運營(yíng)成本優(yōu)勢較為明顯。具體情況如表3。
此外，高效煤粉鍋爐改造成本需根據原有燃煤鍋爐具體情況確定，平均改造成本約15萬(wàn)元。表3 燃煤鍋爐、燃氣鍋爐、煤粉鍋爐運行成本對比表#FormatImgID_2# 綜上，高效煤粉鍋爐技術(shù)具有明顯的節能效益、環(huán)保效益和經(jīng)濟效益，完全可以作為傳統高污染、高能耗燃煤工業(yè)鍋爐的升級換代產(chǎn)品，在貧氣地區、天然氣管網(wǎng)尚未覆蓋地區也可作為油氣鍋爐的理想替代品加以推廣。據初步估算，目前全國工業(yè)鍋爐(窯爐)如全部改造升級為高效煤粉鍋爐，預計每年可節約2.5億噸標煤，減排煙塵372萬(wàn)噸、二氧化硫410萬(wàn)噸、氮氧化物400萬(wàn)噸。三、西北地區煤粉高效燃燒技術(shù)發(fā)展情況
(一)西北地區發(fā)展煤粉高效燃燒技術(shù)的必要性
據統計，西北地區工業(yè)燃煤鍋爐總量約4.6萬(wàn)臺(其中，陜西12987臺、寧夏5836臺、甘肅8425臺、青海2500臺、新疆16211臺)18.8萬(wàn)蒸噸/小時(shí)，約占全國工業(yè)燃煤鍋爐總量的10%;年消耗原煤約8千萬(wàn)噸左右，約占全國工業(yè)燃煤鍋爐耗煤量的11.4%;年排放煙塵117萬(wàn)噸，約占全國工業(yè)燃煤鍋爐煙塵排放量的14.9%;年排放二氧化硫83萬(wàn)噸，約占全國工業(yè)燃煤鍋爐二氧化硫排放量的13.25%;年排放氮氧化物96萬(wàn)噸，約占全國工業(yè)燃煤鍋爐氮氧化物排放量的12.3%。由此可見(jiàn)，西北地區是全國燃煤工業(yè)鍋爐改造工程的重要組成部分，任務(wù)較重，發(fā)展煤粉高效燃燒技術(shù)具有其客觀(guān)必要性和緊迫性。
(二)西北地區發(fā)展煤粉高效燃燒技術(shù)的優(yōu)勢與動(dòng)力
西北地區煤炭資源豐富，保有資源量4954億噸，約占全國煤炭資源保有儲量的40%，且80%以上為適宜用于煤粉生產(chǎn)的低硫、低磷、低灰、高發(fā)熱量的優(yōu)質(zhì)動(dòng)力煤，約占全國動(dòng)力煤保有儲量的60%，發(fā)展煤粉高效燃燒技術(shù)具有天然的資源優(yōu)勢。
西北地區煤炭工業(yè)發(fā)展迅猛，目前原煤年生產(chǎn)能力已達到10億噸左右，隨著(zhù)東北和華北的煤炭資源枯竭，未來(lái)我國的煤炭主產(chǎn)區將集中在西北，為發(fā)展煤粉高效燃燒技術(shù)提供了堅實(shí)的工業(yè)基礎。此外，近年來(lái)西北地區煤炭工業(yè)結合自身優(yōu)勢走上了“由單一燃料向原料和燃料并重轉變”的煤炭轉化道路，但受技術(shù)、資金及環(huán)境承載能力的制約，區域內西電東送和煤化工轉化只能解決現有原煤產(chǎn)能的60%，剩余的40%亟需通過(guò)清潔高效利用的方式就地消化或外輸。因此，西北地區發(fā)展煤粉高效燃燒技術(shù)還具有其強烈的內在動(dòng)力。
(三)西北地區煤粉高效燃燒技術(shù)的發(fā)展現狀
近年來(lái)，西北各省(區)政府高度重視燃煤鍋爐改造工作，積極推廣煤粉高效燃燒技術(shù)，其中，甘肅省出臺文件計劃“到十三五末，完成80%的在運行燃煤鍋爐的高效環(huán)保煤粉工業(yè)鍋爐改造，完成覆蓋全省14個(gè)市州的煤粉生產(chǎn)基地布局，年商品煤粉出省銷(xiāo)量達到1000萬(wàn)噸”;陜西省印發(fā)《關(guān)于省治污降霾保衛藍天行動(dòng)計劃(2013年)的通知》“推廣使用高效節能微排放燃煤技術(shù)鍋爐”;寧夏、新疆也已經(jīng)啟動(dòng)相關(guān)政策調查研究工作，積極實(shí)施推廣。據初步統計，西北五省煤粉生產(chǎn)企業(yè)30多家，年生產(chǎn)能力360多萬(wàn)噸;已運行煤粉鍋爐數量為210多臺3200蒸噸/小時(shí)左右，初步測算每年可節約標煤120萬(wàn)噸，減排煙塵5萬(wàn)噸、二氧化硫3萬(wàn)噸、氮氧化物4萬(wàn)噸。但總體而言，西北地區煤粉產(chǎn)業(yè)發(fā)展規模依然十分有限，目前僅占區內燃煤工業(yè)鍋爐總容量的1.7%。
(四)西北地區煤粉高效燃燒技術(shù)發(fā)展面臨的困難及存在的問(wèn)題
1.煤粉高效燃燒技術(shù)缺乏良好的市場(chǎng)氛圍
一是近年來(lái)，西北地區大氣污染治理壓力持續加大，輿論普遍歸罪于煤，“燃煤即污染”的觀(guān)念根深蒂固，部分地方基于節能減排考慮，鼓勵發(fā)展“煤改氣”等“去煤炭化”項目，制約了煤粉高效燃燒技術(shù)推廣;二是由于煤粉高效燃燒技術(shù)發(fā)展處于起步階段，知曉度不高，優(yōu)勢體現尚未規�；�，有關(guān)各方“心存顧慮”，客觀(guān)上不利于市場(chǎng)培育。
2.煤粉高效燃燒技術(shù)推廣亟需進(jìn)一步加強政策支持、資金支持
一是目前盡管?chē)谊懤m印發(fā)了一系列推廣節能高效煤粉鍋爐系統技術(shù)的相關(guān)文件，甘肅、陜西等省(區)也出臺有關(guān)支持政策，但是專(zhuān)門(mén)針對散燒煤治理、工業(yè)鍋爐改造的配套政策、技術(shù)標準、實(shí)施細則等尚未出臺，造成有關(guān)政策落地困難;二是依據現行鐵路貨物運輸有關(guān)規定，煤粉無(wú)法通過(guò)鐵路運輸，造成煤粉運輸成本增加約30%，一定程度上制約了煤粉銷(xiāo)售規模。三是當前煤炭市場(chǎng)低迷，煤炭企業(yè)普遍經(jīng)營(yíng)困難，單純依靠企業(yè)推廣煤粉高效燃燒技術(shù)資金壓力較大，亟需進(jìn)一步加強政策補貼和資金支持。
3.發(fā)展模式單一不利于提高市場(chǎng)競爭力
總體而言，西北地區煤粉高效燃燒技術(shù)發(fā)展模式較為單一，多數企業(yè)基本采取簡(jiǎn)單的煤粉生產(chǎn)--銷(xiāo)售--燃燒方式經(jīng)營(yíng)，且行業(yè)門(mén)檻較低，存在不少產(chǎn)能低、質(zhì)量差、消耗大的煤粉生產(chǎn)廠(chǎng)家，不利于發(fā)揮煤粉高效燃燒技術(shù)節能減排的優(yōu)勢，不利于提高市場(chǎng)競爭力。
4.推動(dòng)煤炭清潔高效利用缺乏統一的協(xié)調機制
煤炭清潔高效利用是一個(gè)涉及煤炭生產(chǎn)、加工、儲運、轉化和利用全過(guò)程的完整產(chǎn)業(yè)鏈，與此相關(guān)的各個(gè)行業(yè)如煤炭采選、電力、冶金、建材和化工等又相互獨立管理，目前從國家到地方尚未形成統一的協(xié)調機制對煤炭的清潔高效利用進(jìn)行全過(guò)程指導、協(xié)調、管控，不利于包括煤粉高效燃燒在內的煤炭清潔高效利用相關(guān)技術(shù)的發(fā)展與運用。
四、有關(guān)建議
(一)引導輿論，提高知曉度，營(yíng)造良好市場(chǎng)氛圍
一是科學(xué)引導輿論，深化煤炭清潔高效利用概念，扭轉一概而論燃煤即污染的觀(guān)念;二是加強煤粉高效燃燒技術(shù)優(yōu)勢宣傳，組織推廣煤粉高效燃燒技術(shù)產(chǎn)品，提高輿論知曉度，提升市場(chǎng)認可度，營(yíng)造良好市場(chǎng)氛圍。
(二)科學(xué)規劃，試點(diǎn)優(yōu)先，加大政策、資金支持力度
一是科學(xué)制定相關(guān)發(fā)展規劃，基于我國一次能源結構“富煤少油貧氣”特征，引導地方以發(fā)展煤炭清潔高效利用為核心實(shí)現節能減排，加大散燒煤治理力度，鼓勵在具有資源優(yōu)勢和工業(yè)基礎的西北地區優(yōu)先發(fā)展試點(diǎn)示范工程，及時(shí)總結經(jīng)驗，適時(shí)推動(dòng)煤粉高效燃燒技術(shù)運用從西北產(chǎn)煤省(區)到東南沿海非產(chǎn)煤省(區)延伸布局;二是加大政策支持力度，制定煤炭清潔高效利用技術(shù)目錄及推廣細則，明確煤粉、高效煤粉鍋爐相關(guān)技術(shù)標準、發(fā)展規模、適用范圍等，協(xié)調解決煤粉鐵路運輸問(wèn)題;三是加大資金支持力度，通過(guò)財政補貼、稅收減免等方式對煤粉高效燃燒技術(shù)相關(guān)項目給予合理支持;四是在國家層面建立由相關(guān)政府部門(mén)、行業(yè)機構和科研單位共同參與的煤炭清潔高效利用協(xié)調機構，組織開(kāi)展相關(guān)重大問(wèn)題的研究和煤質(zhì)標準、支持政策的制定，編制煤炭清潔高效利用發(fā)展和管理規則，協(xié)調規劃實(shí)施過(guò)程中的重大問(wèn)題，做到統籌協(xié)調，分行業(yè)實(shí)施，整體推進(jìn)，切實(shí)保障煤炭清潔高效利用項目的實(shí)施。
(三)發(fā)揮優(yōu)勢，創(chuàng )新模式，提高市場(chǎng)競爭力
積極培育一批高規格的市場(chǎng)主體，鼓勵西北地區有條件的煤炭企業(yè)一是充分發(fā)揮煤炭企業(yè)資源優(yōu)勢、技術(shù)優(yōu)勢，適當拉長(cháng)產(chǎn)業(yè)鏈，提高產(chǎn)品附加值，形成煤粉生產(chǎn)、精細化供應、物流運輸、裝備制造、技術(shù)開(kāi)發(fā)全過(guò)程產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展模式;二是以煤粉生產(chǎn)為基礎，探索建立合同能源管理服務(wù)業(yè)務(wù)模式，利用工業(yè)鍋爐改造、集中供暖、熱電聯(lián)產(chǎn)等平臺，由單一的燃料供應發(fā)展模式轉型升級為提供高效清潔能源一體化節能服務(wù)，提高市場(chǎng)競爭力。
(四)加強監管，規范發(fā)展，切實(shí)保障政策落實(shí)
一是加強行業(yè)發(fā)展規劃、計劃監管，促進(jìn)煤粉高效燃燒技術(shù)運用有序推進(jìn)，避免有關(guān)項目盲目建設;二是加強行業(yè)標準執行監管，確保燃料質(zhì)量、燃料運輸、裝備制造等環(huán)節滿(mǎn)足有關(guān)要求;三是加強有關(guān)項目運行監管，及時(shí)標定技術(shù)運用項目的能耗、排放指標，推廣先進(jìn)技術(shù)經(jīng)驗，督促整改不合格項目，切實(shí)保障國家節能減排相關(guān)政策的落實(shí)。
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