节能降耗，自动化先行（二）

一、燃煤工业锅炉(窑炉)改造工程
（一）现状和问题
A 工业锅炉
目前，全国在用工业锅炉保有量50多万台，约180万蒸吨/小时。燃煤锅炉约48万台，占工业锅炉总容量的85%左右，平均容量约3.4蒸吨/小时，其中20蒸吨/小时以下超过80%。113个大气污染防治重点城市中约有燃煤工业锅炉24万台，90万蒸吨/小时，均占全国的1/2。工业锅炉主要用于工厂动力、建筑采暖等领域，每年耗原煤约4亿吨。
我国燃煤工业锅炉效率低，污染重，节能潜力巨大。锅炉设计效率为72%－80%，平均运行效率约60%－65%，平均运行效率比国外先进水平低15－20个百分点；每年排放烟尘约200万吨，二氧化硫约600万吨，是仅次于火电厂的第二大煤烟型污染源。
燃煤工业锅炉存在主要问题是：单台锅炉容量小，设备陈旧老化；锅炉平均负荷不到65%，“大马拉小车”；锅炉自动控制水平低，燃烧设备和辅机质量低；使用煤种与设计煤种不匹配、质量不稳定；缺乏熟练的专业操作人员；污染控制设施简陋，多数未安装或未运行脱硫装置，污染排放严重；节能监督和管理缺位等。
B 工业窑炉
工业窑炉每年消耗原煤约3亿多吨，主要集中在建材和冶金行业。水泥、墙体材料窑炉每年消耗煤炭约2.24亿吨，其中水泥窑约7800座，年耗煤1.6亿吨，平均能效比国外先进水平低20%以上；墙体材料窑炉约10万座，年耗煤6400万吨，平均能效比国外先进水平低30%以上。钢铁工业窑炉每年消耗煤炭约6600万吨，其中球团工序迴转窑生产线20多条，平均能效比国外先进水平低50％以上；石灰热工窑炉约350座，平均能效比国外先进水平低10%；耐火材料热工窑炉约1900余座，平均能效比国外先进水平低10%－20%。
工业窑炉存在的主要问题是：技术水平低，装备陈旧落后、规模小；能耗高，大部分缺乏污染控制设施，污染严重；运行管理水平低，管理粗放；缺乏能效标准和节能政策。
（二）主要对策
A 工业锅炉
1、更新、替代低效锅炉：采用新型高效锅炉房系统更新、替代低效锅炉，提高锅炉热效率。
2、改造现有锅炉房系统：针对现有锅炉房主辅机不匹配、自动化程度和系统效率低等问题，集成现有先进技术，改造现有锅炉房系统，提高锅炉房整体运行效率。
3、建设区域煤炭集中配送加工中心：针对目前锅炉用煤普遍质量低、煤质不稳定、与锅炉不匹配、运行效率低的问题，主要侧重于北方地区，建设区域锅炉专用煤集中配送加工中心。
4、示范应用洁净煤、优质生物型煤替代原煤作为锅炉用煤，提高效率，减少污染。
B 工业窑炉
1、淘汰改造立窑、湿法窑及干法中空窑等落后水泥窑炉。
2、采用低压旋风预热分解系统、保温耐用新型炉衬材料、高效燃烧器、高效熟料冷却机、生产过程自动控制与检测系统等技术对现有水泥生产线进行综合节能改造。
3、采用节能型隧道窑、内燃烧砖节能、余热利用节能型干燥、稀码快烧、窑体改造等技术对落后的墙体材料窑炉进行改造。
4、改造钢铁企业球团迴转窑、石灰窑、耐火材料窑等。

在国家发改委提出的对策归纳起来包括3个技术层面，即提高燃烧效率、降低系统损耗和加强能源管理。

自动化技术在工业锅炉/工业窑炉上主要用于在燃烧控制技术和负荷监控，用以提高设备的操控性、热效率和系统效率，是老设备技术改造的重点及新设备的发展方向。

燃烧控制：燃烧控制需要根据燃烧条件诸如空气（温度/湿度/含氧量）、燃料性质（组成/形态）、锅炉特点（结构)、负荷要求来控制空气量进气量和燃料供给量，使锅炉在各种燃烧条件和负荷要求下都能处于最佳燃烧状态。为了达到这种效果，需要控制系统采集环境参数，燃料参数，负荷条件相关的数据，并且更据环境条件在控制系统中存储的多种燃烧模式中选择最恰当的模式。为了达到这种效果，需要使用控制器（PLC、DCS、嵌入式控制器、单回路调节器），调速装置（变频器），网络通讯，工业传感器等自动化产品。

负荷管理：负荷管理主要是检测需求状况并且根据需求状况及时调整燃料供给以减少输出功率，从而提高负荷率。通常负荷监控系统回使用到各种仪表、传感器和网络产品，构成SCADA系统，使用调速装置来调整输出。