在未来相当长的一段时间内,燃煤工业锅炉仍将是我国[1]的主导产品,且以中大容量(单台蒸发量≥10t/h)居多。但燃煤锅炉会产生严重的环境污染,随着能源供应结构的变化和节能环保要求日益严格,天然气开发应用将进入高速发展时期。小型燃煤工业锅炉将退出中心城区。因此采用清洁燃料和洁净燃烧技术的高效、节能、低污染工业锅炉将是产品发展的趋势。
1 我国工业锅炉概况 11 国内有锅炉制造许可证企业,截止2002年底,未包括持有YJ级证企业37家,单独取得部件制造许可证的企业674家。全国工业锅炉装机容量2002年为576万台,总热功率19946万MW。
2002年度A、B级锅炉生产厂家,共完成工业锅炉236万台,约906万蒸吨。统计表明,产量名列前50家的工业锅炉厂生产总和已超过了总需要量的 50 % 。
12 工业锅炉行业特征
15 年来,全国工业锅炉年产量一直在7~10万蒸吨间徘徊。1987年全国工业锅炉产量就达 85 483蒸吨,而2001年还是85 400蒸吨。然而行业规模却由当初的551家企业增加到969家,将近扩大1倍,并且所增加的企业绝大多数是规模很小的C、D两级企业,这些企业在工业锅炉行业中居然占到企业总数的3/4以上,不能不说是一种畸形发展。
我国锅炉现有制造企业1 000多家,厂点太多,产品雷同度大,大多没有形成规模生产。2001年产量超过1 000蒸吨的只有18家,它们当年共计生产锅炉37 613 蒸吨,却占当年全国工业锅炉总产量的44% 。而C、D级企业的锅炉年产量平均不过50蒸吨,厂点总数则多达732家,可见工业锅炉生产集中度不高。由于厂点太多,中小型炉供大于求。在千余家锅炉企业中具有自行设计能力的仅百家左右,其余大多没有基本的技术开发能力。许多中小企业步履维艰,有些企业存在诸多问题,从而转产或倒闭。
10年来工业锅炉产品由于受各种因素的影响出现了一些新的变化。工业锅炉容量 ≤ 4 t/h 所占的比例由1991年的60 % 降至2001年的30 % ,几乎减少1/2,而容量 ≥ 10 t/h 锅炉所占的比例由25 % 增至54 % ,使得大容量锅炉的企业出现供不应求的局面,且燃煤锅炉所占比例开始降低,由1991年的90 % 降至2001 年的 81 % ,而油气锅炉所占比例由1991年的不足6 % 增至2001 年的15 % 以上,电热锅炉开始得到应用。在燃烧方式方面,循环流化床锅炉在锅炉总容量中所占的比例由1991年的3 % 增至 2001年的 10 % 以上,链条炉排锅炉略有增加。工业锅炉的炉型方面,水火管锅炉在容量上所占的比例由 1991 年的45 % 降至2001年的21 % ,而内燃式锅炉所占比例则由不足 4 % 增至 10 % 以上。
2 行业和企业面临的挑战和机遇 21 加入WTO后,我国锅炉行业面临巨大的竞争压力。入关后随着制造许可保护的减弱,在我国申请制造许可的国外企业正以每年15 %的惊人速度递增,到 2002 年上半年止,获得国内制造许可的国外锅炉压力容器制造企业数量已达626家。近几年,外国公司在中国也已建立了 14 家合资或独资企业,大多生产油气锅炉。入关后低税率关税使国外锅炉大批涌入我国市场,2000 年为 1 646 台, 2001年为2 491 台,2002年为 3 246 台。因此,我国工业锅炉行业和企业正面临关税大幅度下调和国外取得中国制造许可企业逐年增加的压力。
22 节能环保要求日益严格。我国工业锅炉每年耗用原煤约占年总产量的1/3 ,排放 CO2 达 6 亿多吨,排放 SO2 500 ~ 600 万吨,占全国排放总量的 21 % 。我国已于 2002 年批准了《京都议定书》,一旦议定书生效我国必须削减温室气体排放目标,工业锅炉节能降耗减少排放必然是首当其冲。为了减少 SO2 对环境造成的破坏,各大中城市对燃煤锅炉在市区采用了限制使用的措施。近期,福州市出台了《 福州市酸雨控制区酸雨和二氧化硫污染物防治“ 十五 ”计划 》,根据计划,2005 年福州市建成区内将停止使用小型燃煤锅炉,市区将积极改建燃气、地热和电锅炉。
23 制造锅炉的原材料价格上涨,企业间竞争激烈。2002 年 2 月后全国钢材市场制造锅炉原材料价格上扬,与锅炉配套的辅机也相继提价,所有这些给锅炉厂增加了成本压力。另一方面由于工业锅炉行业厂点过多,产品雷同度大,企业间的竞争特别是价格战愈演愈烈,招投标过程中的互相拆台、明争暗斗,一些企业甚至不惜成本拼市场,出现了增产不增收的现象,这无疑耗掉了工业锅炉企业的利润,削弱了一些企业可持续发展的后劲,有少数企业甚至因此而断送了前程。24 能源消费结构将发生变化,天然气开发应用高速发展将给工业锅炉发展带来机遇。我国常规天然气可采资源量为 10 ~ 147 万亿m3左右,西气东输工程将于 2004 年全线投入使用,届时工程沿线 8 省市将受益。川渝盆地天然气将进湘鄂,东海天然气将落户宁波,长庆油田天然气将供应华北。与此同时,我国积极利用国际天然气资源,将逐步建立中亚 — 俄罗斯 — 中国 — 韩国长线管道,开辟中东 —亚澳 — 中国东南沿海的海上石油天然气输送管道。福建省液化天然气(LNG)建设项目,其气源由印度尼西亚汤固气田引进,天然气开采后,经过低温液化由海上船运至福建莆田秀屿LNG接收站。分别向福州、莆田、泉州、厦门、漳州五个城市燃气用户和莆田、厦门、晋江新建的燃气电厂供气,计划 2007 年可供气。所有这些预示着我国天然气开发应用已进入高速发展时期,工业锅炉行业应抓住这一机遇,开发相应的天然气利用设备并提供相应的系统服务。
3 工业锅炉行业产品发展趋势
未来工业锅炉产品市场发展除了受我国国民经济的发展速度和投资规模等因素影响外,越来越受到能源政策和节能、环保要求的制约。随着高性能产品的普及和产品质量的提高,在2000~2010年每年将有约5万蒸吨的工业锅炉需要更新,2010年后,每年将有约7万蒸吨的工业锅炉需要更新,再加上新增装机,从需求上讲,到 2010年每年工业锅炉需求量约为10~12万蒸吨。
今后大中城市的小容量燃煤锅炉的比重将会显著下降,循环流化床锅炉等采用清洁燃烧技术的锅炉将得到较快的发展,燃气锅炉将会有长足的进步,燃用生活垃圾和生物质的锅炉市场潜力较大,蓄热式电热锅炉系统随着电力工业改革和发展其市场将进一步拓宽。因此采用清洁燃料和洁净燃烧技术的高效、节能、低污染工业锅炉将是工业锅炉产品发展的趋势,并向高端和高附加值的产品市场发展。
31 层燃锅炉
我国层燃链条炉排锅炉居多,该型锅炉主要在节能、环保性能方面需要进一步提高。在对原煤进行洗选筛分并同时改进燃烧设备的基础上将有更大的发展空间。对于目前仍采用的手烧加煤、间歇燃烧方式的小型固定炉排锅炉,必将淘汰,取而代之以新开发的新型锅炉。
32 循环流化床锅炉
循环流化床燃烧技术具有强化传热、燃烧效率高、燃料适应性广和排放污染物少等特点,在 ≥ 10 t/h 燃煤工业锅炉中应积极发展应用,该型锅炉是种很有发展前途的清洁燃烧技术。
33 燃油、燃气锅炉
燃油或燃气工业锅炉,不仅可以提高锅炉热效率,而且可以显著减少污染物排放。但其受制于初期投资和日常运行成本。加之国家在推广节油替代政策,预计燃油锅炉的发展会受到抑制,但随着国家环保力度的加大,加之西气东输和利用国际天然气资源等工程的实施,大多数城市开始推广应用清洁能源,大量的燃气锅炉将替代原有的燃煤锅炉,燃气锅炉的市场前景相当广阔。预计今后燃气锅炉将占年产工业锅炉总容量的15 %~20% 。
34 电加热锅炉
电加热锅炉具有清洁、可靠等优点,但电能是一种清洁的二次能源,电价较高,其运行成本是燃煤锅炉的 6 倍,燃油燃气的 2 倍,因此长期以来电加热锅炉在我国未能得到很好的发展。但随着经济的发展和电力建设的加快以及对环保要求的严格,特别是实行峰谷电分开计价后,电加热锅炉得到了较快的发展。电加热锅炉的市场将会扩大且产品仍以蓄热式电锅炉为主。
35 垃圾焚烧锅炉
当前我国城市生活垃圾成分有了明显的变化,纸质、塑料、木质、纤维等可燃物和其它有机物大大增加,其质量已基本具备焚烧的条件,城市垃圾焚烧发电已成为可能,为发展垃圾焚烧锅炉创造了条件。采取垃圾焚烧使垃圾体积减小90%,重量减小70% 以上,用回收热量产生蒸汽,效率约达 85% ,转变成电能大约为 30% 。所以垃圾焚烧技术在我国将成为有极具发展潜力的新兴产业。借鉴国外先进技术,迅速研制国产垃圾焚烧锅炉,其市场前景非常广阔。
36 水煤浆锅炉
水煤浆是一种由35%左右的水、65%左右的煤以及1% ~2%的添加剂混合制备而成的新型煤基流体洁净环保燃料。水煤浆既保留了煤的燃烧特性,又具备了类似重油的液态燃烧特性。水煤浆外观象油,流动性好,储存稳定、运输方便,燃烧效率高,污染排放低。国内燃用水煤浆实践证明:约18~21吨水煤浆可替代 1 吨燃油,可节约成本约600元。因此水煤浆在量大面广的工业锅炉中替代油气燃料有很好的前景。 另外冷凝式锅炉,半煤气流动燃烧锅炉等工业锅炉在我国都有一定的发展空间,也应予以关注。 4 结束语
我国的锅炉产业,它既不是“朝阳产业”,也不是 “夕阳产业”,而是与人类共存的永恒产业,且在我国还是一个不断发展的产业。但目前我国工业锅炉行业和企业也面临着各种挑战和机遇。工业锅炉制造企业做为市场竞争的主体,应该对自身所处的外部环境和自己拥有的内部条件有清醒的认识,明确自己的市场定位,并从战略的高度加以管理,做到有所为和有所不为。必须坚持市场导向战略,紧紧依靠科技进步,依靠科技创新,在国家能源和环保政策的引导下,调整企业结构和产品结构,抓住机遇,制造出适销对路并具有自己特色的高端产品以促进企业的发展并保持强劲的可持续发展的企业后劲,这样才能在激烈的市场竞争中占有一席之地。
2 锅炉燃烧机内的过滤网通常用于过滤燃料进入燃烧器的颗粒物和杂质,以防堵塞燃烧器,同时也可以减少气体中的灰尘颗粒,保障锅炉生产的清洁环保。
3 过滤网的材质和尺寸不同,可以根据锅炉的具体要求和生产厂家的规格来选择,保养过滤网的同时需要注意定期清洗和更换以保证其过滤效果和使用寿命。锅炉是由“锅”和“炉”两部分组成的。锅是容纳水和蒸汽的受压部件,包括锅筒、受热面、联箱和管道等。其中进行着水的加热,汽化及汽水分离等过程。炉位于锅炉本体前方,是燃料燃烧的场所,它包括燃烧设备和炉膛。
一、锅是容纳水和蒸汽的受压部件,包括锅筒、受热面、联箱和管道等。其中进行着水的加热,汽化及汽水分离等过程。1、锅筒
它的作用是汇集,贮存、净化蒸汽和补充给水。在水管锅炉中,通常有1~2个锅筒,上锅筒称为汽鼓(汽包),下面的称为水鼓或泥鼓。上锅筒内部有均匀给水的配水槽,汽水分离装置和连续排污装置。热水锅炉锅筒内部装配管及隔板等。上锅筒外部装有主汽阀,副汽阀,安全阀,空气阀,水位计,排污管以及压力表等连接管。底部装有定期排污装置。上下锅筒之间用许多上升管和下降管 (管束)连接。锅壳式锅炉的锅筒,除起水管锅炉上下锅筒的作用外,还要在其中布置烟管,有的还设有燃烧室的炉膛等受热面,同时锅筒又是受热面的一部分。
管板为平板形状,开有许多管孔,通过胀接或焊接方式连接烟管。管板上没有安装烟管的部分,是承压薄弱环节,通常用角板斜拉撑或圆斜拉撑来加强。拉撑焊在筒节与管板之间。
当前新发展一种凸形封头管板和管群连接,进一步减少管板厚度和水流状况,改善了受力情况。
2、水冷壁受热面
水冷壁是布置在炉膛四周的辐射受热面。由锅炉钢管组成,是水管锅炉的主要受热面。辐射受热面吸收火焰辐射热并遮挡炉墙,因而对炉墙起到了保护作用;同时,由于吸热较多,能降低炉膛温度,还有防止燃烧煤层结焦的作用。
水冷壁的上部与上锅间直接连接或先经过上集箱再与上锅筒连接。上锅筒的炉水经下降管进人下锅筒和下集箱,经过水冷壁吸热,形成汽水混合物,并上升到上锅筒,组成一个封闭的自然循环。现在大多数电站锅炉的水冷壁管的两侧焊有翼片(又称鳍片)。其目的是更多的接受炉膛辐射热量,同时也增大了对炉墙的遮挡面积。3、联箱
它是汇集炉管排列联接的主要元件,有分配供水和引出的作用,按其所在位置有上集箱和下集箱或进口集箱和出口集箱之分。
上集箱位于炉管上部,汇集上升管束的水汽混合物,通过导管引人上锅筒。有些上集箱安装在炉墙外部,在与炉管相对的位置开有成排手孔,以便清扫炉管内部。
下集箱位于炉管的下部,与下锅筒连接供水、分配给上升炉管。位于炉排两侧的下集箱,具有防止炉排两侧炉墙烧坏或挂焦作用,称防焦箱。下集箱有排污管,端部还开有手孔,以便检查清扫集箱内部。除锅炉本体集箱外,在省煤器,过热器等部件上也有各自相应的集箱。
集箱一般由较大直径的无缝钢管和两个端盖焊接而成。近年来有些制造厂将管端旋压收口,取代焊接端盖,结构更加合理。
4、对流管束受热面
对流管束又称对流排管,位于上下锅筒之间,是水管锅炉的主要受热面。为了充分吸收热量,通常将对流管束中间,用隔陷墙组成来回或转弯的烟道,增加烟气流程,并以较高的烟速横向冲刷管束。通常被烟气先冲刷的管束,由于烟气温度高传热较多,管内汽水混合物的密度小,成为上升管,反之烟气温度低传热较少,成为下降管。
烟气冲刷管束,一般采用横向冲刷。因为横向冲刷,其使热效果优于纵向冲刷。同属横向冲刷时,管子错排 (或叫叉排)的传热效果优于顺排形式,但伴随传热效果的提高,烟气流动阻力也相应加大。
5、烟火管受热面烟管是烟管锅炉和水火管组合式锅炉的主要受热面,它的作用是当炉膛燃烧产生的高温烟气从管内流过时,不断对管外的锅水加热,使其逐渐成为蒸汽(或热水)。烟管一般装在锅壳内,用焊接或胀接固定在两端管板上。因其安装数量受到锅壳的限制,加上管内容易积灰堵塞,管外容易积垢,故不适用于较大型锅炉。
螺纹烟管,它是在烟管上压出深2mm左右的螺纹状凹槽,改善烟气对管壁的放热,效果显著。这种螺纹烟管与普通烟管相比,传热效果可提高近2倍。
6、省煤器和空气预热器
省煤器和空气预热器。它们均属对流受热面。过热器除有对流过热器外,还有辐射过热器,其余的省煤器和预热器均安装锅炉尾部烟道。它们的作用,主要是进一步降低排烟温度,提高锅炉热效率。
二、炉位于锅炉本体前方,是燃料燃烧的场所,它包括燃烧设备和炉膛。
由于燃料不同和燃烧方式不同,主要有层燃炉,室燃炉,旋风炉、沸腾炉等。他们炉膛四周,都安装了水冷壁管。层燃炉为了加强燃料燃烧还有前、后拱。不同的炉型,其结构虽然不一样,但它们都有组织燃料燃烧的空间和相应的燃烧设备。
炉膛又称燃烧室,是供燃料燃烧的空间。将固体燃料放在炉排上,进行火床燃烧的炉膛称为层燃炉,又称火床炉;将液体、气体或磨成粉状的固体燃料,喷入火室燃烧的炉膛称为室燃炉,又称火室炉;空气将煤粒托起使其呈沸腾状态燃烧,并适于燃烧劣质燃料的炉膛称为沸腾炉,又称流化床炉;利用空气流使煤粒高速旋转,并强烈火烧的圆筒形炉膛称为旋风炉。
炉膛的横截面一般为正方形或矩形。燃料在炉膛内燃烧形成火焰和高温烟气,所以炉膛四周的炉墙由耐高温材料和保温材料构成。在炉墙的内表面上常敷设水冷壁管,它既保护炉墙不致烧坏,又吸收火焰和高温烟气的大量辐射热。
炉膛设计需要充分考虑使用燃料的特性。每台锅炉应尽量燃用原设计的燃料。燃用特性差别较大的燃料时锅炉运行的经济性和可靠性都可能降低。东方电气集团东方锅炉股份有限公司(简称“东方锅炉”)是中国东方电气集团有限公司(简称“东方电气”)下属核心企业,诞生于四川省自贡市,始建于1966年,50多年来,一代代东锅人传承大三线精神,艰苦创业,励精图治,在白手起家、三年不开工、能源行业变革等局面中化危为机,始终流淌着共和国长子的工业血脉,积淀了“求实、创新、拼搏、超越”的东锅精神,孕育了一批优秀人才队伍,打造了获得国内外客户广泛认可的“东锅”品牌,成就了中国装备,装备中国、装备世界的梦想。
东方锅炉是国家高新技术企业、全国文明单位,更是拥有自贡、德阳、嘉兴、焦作等多个制造基地的大型能源装备企业,已发展成能为世界能源及环境保护提供先进装备和一流服务的设计供货商和工程服务提供商,“东锅”名片已遍布全国29个省、市、自治区,国内市场占有率超过1/3,并远扬至世界30个国家和地区。
东方锅炉积极践行“创新、协调、绿色、开放、共享”的发展理念,逐步形成了装备制造与服务、系统集成和工程总包、项目投资-运营三种经营模式,创新驱动锅炉、环保、服务、辅容核、新能源五大产业板块协同发展。
东方锅炉拥有国内一流的研发团队和管理团队。成立研发中心,与多所高等院校和科研院所深入开展产学研,设有博士后科研工作站、四川省院士(专家)工作站
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