“十二五”期间,随着大中城市产业结构调整、旧区改造和工业区的成片建设以及各地禁煤政策、煤改气政策的实施和区域集中供热、热电联产等节能减排政策的推行,工业锅炉的产品构成、燃烧方式也发生了不同程度的变化。燃煤工业锅炉正向着大容量、高参数、高能效、低排放的方向发展,10t/h以下的小容量燃煤工业锅炉的数量逐年下降甚至被禁止;燃油气锅炉、生物质锅炉、余热锅炉、煤粉锅炉等得到了较快发展。与此同时,锅炉燃烧方式和燃烧设备、配套辅机、附件以及检测和系统控制技术等也随着能源结构转变、燃料的变化、环保要求的提高以及电子信息化等新技术的发展等得到较快的发展和提高。表2示出了2010-2014年工业锅炉行业企业专利获得情况。
表2 2010-2014年工业锅炉行业企业专利获得情况统计
分类
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2010年
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2011年
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2012年
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2013年
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2014年
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发明专利
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24
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43
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56
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40
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61
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实用新型
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213
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256
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356
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375
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533
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外观设计
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12
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56
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72
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9
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12
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(1)燃煤工业锅炉
为配合《高耗能特种设备节能监督管理办法》、《锅炉节能技术监督管理规程》、《工业锅炉能效限定值及能效等级》等法规、标准的实施,燃煤工业锅炉不断改进技术提高效率:
燃煤链条炉排锅炉通过采用膜式壁、螺纹管、H型翅片管、螺旋翅片管、分层给煤、等压风室、优化拱形以及二次风和飞灰回燃等技术使煤质适应性更广,总体技术水平已达到国际先进水平。目前大中型链条炉排锅炉在燃烧原煤的条件下,锅炉热效率已达80~85%,最大容量已达200t/h。
循环流化床工业锅炉也得到不断创新和充分发展,其中130t/h 及以下容量的循环流化床燃烧技术已相当成熟,燃用劣质燃料时锅炉热效率就可达85%。
煤粉燃烧技术在工业锅炉上的应用得到进一步发展。据不完全统计,“十二五”期间,煤粉工业锅炉及配套技术共获得授权专利近百项,其中,发明专利20余项。专有技术的核心是节能、环保并兼顾安全,也有企业进行了超细煤粉工业锅炉的开发。目前,多个企业几乎都开发了自己的专用煤粉燃烧器和配套脱硫系统,产品技术各有所长,效果还有待于市场的进一步验证。“十二五”期间煤粉工业锅炉系统以其燃烧高效率、低能耗、低排放的显著特点,在市政供热和工业园区供热(汽)领域推广应用达500台套,约1万蒸吨/时。
另外,“十二五”期间,水煤浆燃烧技术作为一种煤的洁净低温燃烧技术在锅炉行业受到越来越多的重视和发展,水煤浆锅炉制造企业由原来5~6家发展到现在的15家左右。商品水煤浆的制造企业也由原来25家左右发展到现在的60家左右,水煤浆的产能也发展到现在的5000万吨/年(2012年统计数据)。
(2)燃油燃气工业锅炉
从锅炉结构和容量来讲,目前国内整装锅壳式锅炉已突破单台容量20t/h(14MW)的局限,单炉胆结构的25t/h(17.5MW)锅炉已投放市场,双炉胆结构锅炉单台最大容量已设计到55t/h的容量。真空热水锅炉在“十二五”期间发展取得突破,单台热功率最大做到了14MW,市场对真空热水锅炉接受度逐步提高。水管锅炉方面采用整装双锅筒结构锅炉已突破了35 t/h的局限,最大做到60t/h整装出厂,实现了65t/h(46MW)、75t/h(58MW)模块组装出厂技术突破,最大设计到100t/h(70MW);65t/h(46MW)及以上的散装燃气锅炉出现了双锅筒、“π”型管架式、阿尔斯通模块管架式、诺维特水火管等多种结构型式,单台热功率最大已做到116MW。
从节能技术上来讲,“十二五”期间,顺应国家节能要求,燃天然气锅炉通过增加尾部节能器和冷凝器逐步降低排烟温度,并向部分冷凝方向发展,有的已实现全冷凝、常温排烟。
从减排技术上来讲,“十二五”期间,燃气锅炉开始利用国外低氮燃烧技术与锅炉本体进行匹配应用,通过分级燃烧和烟气内循环燃烧技术,NOx排放≤100mg/m3;采用低氮化炉膛结构加烟气外循环技术、预混加表面燃烧技术,使NOx排放≤60mg/m3或30mg/m3的产品已有应用示范。