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煤粉高效燃燒技術(shù)發(fā)展情況調(diào)研報告
為促進煤炭清潔高效利用，摸底監(jiān)管轄區(qū)內(nèi)有關(guān)情況，總結(jié)推廣先進技術(shù)經(jīng)驗，西北能源監(jiān)管局于2015年上半年對煤粉高效燃燒技術(shù)發(fā)展情況進行了調(diào)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(nèi)脫硫、爐殼(或水管)式鍋爐換熱、高效布袋除塵、煙氣脫硫和全過程自動控制等先進技術(shù)，以實現(xiàn)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，煤炭工業(yè)取得了長足發(fā)展，煤炭產(chǎn)量快速增長，生產(chǎn)力水平大幅提高，為經(jīng)濟社會發(fā)展做出了突出貢獻，但煤炭利用方式粗放、能效低、污染重等問題沒有得到根本解決。長期以來，燃煤發(fā)電行業(yè)承擔了重要的減排任務，但目前全國脫硫機組占比已超過90%，隨著《火電廠大氣污染物排放標準》(GB13223-2011)的實施，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題亟需得到重視。據(jù)環(huán)保部統(tǒng)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785萬噸，約占全國煙塵排放量的43%;排放二氧化硫626萬噸，約占全國二氧化硫排放量的26%;排放氮氧化物732 萬噸，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(shù)沒有采取任何除塵、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，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(jié)能減排最主要的方向之一，煤粉高效燃燒技術(shù)開始得到重視與發(fā)展。
(二)煤粉高效燃燒技術(shù)發(fā)展現(xiàn)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(nèi)目前仍處于起步階段。政策方面，2013年8月，國務院印發(fā)《關(guān)于加快發(fā)展節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)的意見》(國發(fā)〔2013〕30號)文件，指出：重點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)于促進煤炭安全綠色開發(fā)和清潔高效利用的意見》(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(jié)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計劃》(工信部聯(lián)節(jié)〔2015〕45號)，將新型高效煤粉鍋爐系統(tǒng)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計劃(2015-2020年)》(國能煤炭〔2015〕141號)，要求實施燃煤鍋爐提升工程，推廣應用高效節(jié)能環(huán)保型鍋爐。市場方面，據(jù)統(tǒng)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47.3萬臺，總?cè)萘窟_180萬蒸噸/小時。但目前運行及在建的高效煤粉鍋爐僅約1700臺4萬蒸噸/小時，煤粉生產(chǎn)總能力約3000萬噸/年，距滿足市場需求仍有較大空間。
二、煤粉高效燃燒技術(shù)優(yōu)勢分析
此次調(diào)研選取了神木水煤漿廠、咸陽紡織工業(yè)園區(qū)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(jié)入手掌握有關(guān)情況。
下面，根據(jù)實際檢測數(shù)據(jù)，以20蒸噸燃煤鏈條鍋爐、燃氣鍋爐、煤粉高效鍋爐為例，在滿負荷運行的狀態(tài)下，按照年運行時間7200小時計算，對三種鍋爐的能耗、排放及運營成本進行比較分析：
(一)能耗指標比較
通過對比發(fā)現(xiàn)，高效煤粉鍋爐熱效率、燃盡率分別為90%、98%，較傳統(tǒng)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(tǒng)燃煤鍋爐可節(jié)約能耗3851噸標煤，較燃氣鍋爐可節(jié)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(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)燃煤鍋爐少排放131.76噸，較燃氣鍋爐多排放3.6噸。
通過對比發(fā)現(xiàn)，高效煤粉鍋爐在大氣污染物減排方面較之傳統(tǒng)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)過測算，高效煤粉鍋爐年運行成本1485.82萬元，較燃氣鍋爐低1858.83萬元，較燃煤鍋爐低49.38萬元，運營成本優(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(jù)原有燃煤鍋爐具體情況確定，平均改造成本約15萬元。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(jié)能效益、環(huán)保效益和經(jīng)濟效益，完全可以作為傳統(tǒng)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(qū)、天然氣管網(wǎng)尚未覆蓋地區(qū)也可作為油氣鍋爐的理想替代品加以推廣。據(jù)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(jié)約2.5億噸標煤，減排煙塵372萬噸、二氧化硫410萬噸、氮氧化物400萬噸。三、西北地區(qū)煤粉高效燃燒技術(shù)發(fā)展情況
(一)西北地區(qū)發(fā)展煤粉高效燃燒技術(shù)的必要性
據(jù)統(tǒng)計，西北地區(qū)工業(yè)燃煤鍋爐總量約4.6萬臺(其中，陜西12987臺、寧夏5836臺、甘肅8425臺、青海2500臺、新疆16211臺)18.8萬蒸噸/小時，約占全國工業(yè)燃煤鍋爐總量的10%;年消耗原煤約8千萬噸左右，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，西北地區(qū)是全國燃煤工業(yè)鍋爐改造工程的重要組成部分，任務較重，發(fā)展煤粉高效燃燒技術(shù)具有其客觀必要性和緊迫性。
(二)西北地區(qū)發(fā)展煤粉高效燃燒技術(shù)的優(yōu)勢與動力
西北地區(qū)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)動力煤，約占全國動力煤保有儲量的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(qū)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，隨著東北和華北的煤炭資源枯竭，未來我國的煤炭主產(chǎn)區(qū)將集中在西北，為發(fā)展煤粉高效燃燒技術(shù)提供了堅實的工業(yè)基礎(chǔ)。此外，近年來西北地區(qū)煤炭工業(yè)結(jié)合自身優(yōu)勢走上了“由單一燃料向原料和燃料并重轉(zhuǎn)變”的煤炭轉(zhuǎn)化道路，但受技術(shù)、資金及環(huán)境承載能力的制約，區(qū)域內(nèi)西電東送和煤化工轉(zhuǎn)化只能解決現(xiàn)有原煤產(chǎn)能的60%，剩余的40%亟需通過清潔高效利用的方式就地消化或外輸。因此，西北地區(qū)發(fā)展煤粉高效燃燒技術(shù)還具有其強烈的內(nèi)在動力。
(三)西北地區(qū)煤粉高效燃燒技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
近年來，西北各省(區(qū))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個市州的煤粉生產(chǎn)基地布局，年商品煤粉出省銷量達到1000萬噸”;陜西省印發(fā)《關(guān)于省治污降霾保衛(wèi)藍天行動計劃(2013年)的通知》“推廣使用高效節(jié)能微排放燃煤技術(shù)鍋爐”;寧夏、新疆也已經(jīng)啟動相關(guān)政策調(diào)查研究工作，積極實施推廣。據(jù)初步統(tǒng)計，西北五省煤粉生產(chǎn)企業(yè)30多家，年生產(chǎn)能力360多萬噸;已運行煤粉鍋爐數(shù)量為210多臺3200蒸噸/小時左右，初步測算每年可節(jié)約標煤120萬噸，減排煙塵5萬噸、二氧化硫3萬噸、氮氧化物4萬噸。但總體而言，西北地區(qū)煤粉產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模依然十分有限，目前僅占區(qū)內(nèi)燃煤工業(yè)鍋爐總?cè)萘康?.7%。
(四)西北地區(qū)煤粉高效燃燒技術(shù)發(fā)展面臨的困難及存在的問題
1.煤粉高效燃燒技術(shù)缺乏良好的市場氛圍
一是近年來，西北地區(qū)大氣污染治理壓力持續(xù)加大，輿論普遍歸罪于煤，“燃煤即污染”的觀念根深蒂固，部分地方基于節(jié)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(xiàn)尚未規(guī)�；嘘P(guān)各方“心存顧慮”，客觀上不利于市場培育。
2.煤粉高效燃燒技術(shù)推廣亟需進一步加強政策支持、資金支持
一是目前盡管國家陸續(xù)印發(fā)了一系列推廣節(jié)能高效煤粉鍋爐系統(tǒng)技術(shù)的相關(guān)文件，甘肅、陜西等省(區(qū))也出臺有關(guān)支持政策，但是專門針對散燒煤治理、工業(yè)鍋爐改造的配套政策、技術(shù)標準、實施細則等尚未出臺，造成有關(guān)政策落地困難;二是依據(jù)現(xiàn)行鐵路貨物運輸有關(guān)規(guī)定，煤粉無法通過鐵路運輸，造成煤粉運輸成本增加約30%，一定程度上制約了煤粉銷售規(guī)模。三是當前煤炭市場低迷，煤炭企業(yè)普遍經(jīng)營困難，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競爭力
總體而言，西北地區(qū)煤粉高效燃燒技術(shù)發(fā)展模式較為單一，多數(shù)企業(yè)基本采取簡單的煤粉生產(chǎn)--銷售--燃燒方式經(jīng)營，且行業(yè)門檻較低，存在不少產(chǎn)能低、質(zhì)量差、消耗大的煤粉生產(chǎn)廠家，不利于發(fā)揮煤粉高效燃燒技術(shù)節(jié)能減排的優(yōu)勢，不利于提高市場競爭力。
4.推動煤炭清潔高效利用缺乏統(tǒng)一的協(xié)調(diào)機制
煤炭清潔高效利用是一個涉及煤炭生產(chǎn)、加工、儲運、轉(zhuǎn)化和利用全過程的完整產(chǎn)業(yè)鏈，與此相關(guān)的各個行業(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(tǒng)一的協(xié)調(diào)機制對煤炭的清潔高效利用進行全過程指導、協(xié)調(diào)、管控，不利于包括煤粉高效燃燒在內(nèi)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，營造良好市場氛圍
一是科學引導輿論，深化煤炭清潔高效利用概念，扭轉(zhuǎn)一概而論燃煤即污染的觀念;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，提升市場認可度，營造良好市場氛圍。
(二)科學規(guī)劃，試點優(yōu)先，加大政策、資金支持力度
一是科學制定相關(guān)發(fā)展規(guī)劃，基于我國一次能源結(jié)構(gòu)“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現(xiàn)節(jié)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(chǔ)的西北地區(qū)優(yōu)先發(fā)展試點示范工程，及時總結(jié)經(jīng)驗，適時推動煤粉高效燃燒技術(shù)運用從西北產(chǎn)煤省(區(qū))到東南沿海非產(chǎn)煤省(區(qū))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(guī)模、適用范圍等，協(xié)調(diào)解決煤粉鐵路運輸問題;三是加大資金支持力度，通過財政補貼、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、行業(yè)機構(gòu)和科研單位共同參與的煤炭清潔高效利用協(xié)調(diào)機構(gòu)，組織開展相關(guān)重大問題的研究和煤質(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(guī)則，協(xié)調(diào)規(guī)劃實施過程中的重大問題，做到統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，分行業(yè)實施，整體推進，切實保障煤炭清潔高效利用項目的實施。
(三)發(fā)揮優(yōu)勢，創(chuàng)新模式，提高市場競爭力
積極培育一批高規(guī)格的市場主體，鼓勵西北地區(qū)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)開發(fā)全過程產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展模式;二是以煤粉生產(chǎn)為基礎(chǔ)，探索建立合同能源管理服務業(yè)務模式，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(zhuǎn)型升級為提供高效清潔能源一體化節(jié)能服務，提高市場競爭力。
(四)加強監(jiān)管，規(guī)范發(fā)展，切實保障政策落實
一是加強行業(yè)發(fā)展規(guī)劃、計劃監(jiān)管，促進煤粉高效燃燒技術(shù)運用有序推進，避免有關(guān)項目盲目建設(shè);二是加強行業(yè)標準執(zhí)行監(jiān)管，確保燃料質(zhì)量、燃料運輸、裝備制造等環(huán)節(jié)滿足有關(guān)要求;三是加強有關(guān)項目運行監(jiān)管，及時標定技術(shù)運用項目的能耗、排放指標，推廣先進技術(shù)經(jīng)驗，督促整改不合格項目，切實保障國家節(jié)能減排相關(guān)政策的落實。
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