中国锅炉网的工业锅炉概况
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 1.1 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57.6万台，总热功率199.46万MW。2002年度A、B级锅炉生产厂家，共完成工业锅炉2.36万台，约9.06万蒸吨。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 % 。1.2 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 2.1 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。2.2 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。2.3 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。2.4 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 ~ 14.7 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。3.1 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。3.2 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。3.3 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% 。3.4 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。3.5 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。3.6 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1.8~2.1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。
中国锅炉网的锅炉的发展
锅炉的发展分锅和炉两个方面 。18世纪上半叶，英国煤矿使用的蒸汽机，包括瓦特的初期蒸汽机在内，所用的蒸汽压力等于大气压力。18世纪后半叶改用高于大气压力的蒸汽。19世纪，常用的蒸汽压力提高到0.8兆帕左右。与此相适应，最早的蒸汽锅炉是一个盛水的大直径圆筒形立式锅壳，后来改用卧式锅壳，在锅壳下方砖砌炉体中烧火。随着锅炉越做越大，为了增加受热面积，在锅壳中加装火筒，在火筒前端烧火，烟气从火筒后面出来，通过砖砌的烟道排向烟囱并对锅壳的外部加热，称为火筒锅炉。开始只装一只火筒，称为单火筒锅炉或康尼许锅炉，后来加到两个火筒，称为双火筒锅炉或兰开夏锅炉。1830年左右，在掌握了优质钢管的生产和胀管技术之后出现了火管锅炉。一些火管装在锅壳中，构成锅炉的主要受热面，火(烟气)在管内流过。在锅壳的存水线以下装上尽量多的火管，称为卧式外燃回火管锅炉。它的金属耗量较低，但需要很大的砌体。19世纪中叶，出现了水管锅炉。锅炉受热面是锅壳外的水管，取代了锅壳本身和锅壳内的火筒、火管。锅炉的受热面积和蒸汽压力的增加不再受到锅壳直径的限制，有利于提高锅炉蒸发量和蒸汽压力。这种锅炉中的圆筒形锅壳遂改名为锅筒，或称为汽包。初期的水管锅炉只用直水管，直水管锅炉的压力和容量都受到限制。二十世纪初期，汽轮机开始发展，它要求配以容量和蒸汽参数较高的锅炉。直水管锅炉已不能满足要求。随着制造工艺和水处理技术的发展，出现了弯水管式锅炉。开始是采用多锅筒式。随着水冷壁、过热器和省煤器的应用，以及锅筒内部汽、水分离元件的改进，锅筒数目逐渐减少，既节约了金属，又有利于提高锅炉的压力、温度、容量和效率。以前的火筒锅炉、火管锅炉和水管锅炉都属于自然循环锅炉，水汽在上升、下降管路中因受热情况不同，造成密度差而产生自然流动。在发展自然循环锅炉的同时，从30年代开始应用直流锅炉，40年代开始应用辅助循环锅炉。辅助循环锅炉又称强制循环锅炉，它是在自然循环锅炉的基础上发展起来的。在下降管系统内加装循环泵，以加强蒸发受热面的水循环。直流锅炉中没有锅筒，给水由给水泵送入省煤器，经水冷壁和过热器等蒸发受热面，变成过热蒸汽送往汽轮机，各部分流动阻力全由给水泵来克服。第二次世界大战以后，这两种型式的锅炉得到较快发展，因为当时发电机组要求高温高压和大容量。发展这两种锅炉的目的是缩小或不用锅筒，可以采用小直径管子作受热面，可以比较自由地布置受热面。随着自动控制和水处理技术的进步，它们渐趋成熟。在超临界压力时，直流锅炉是唯一可以采用的一种锅炉，70年代最大的单台容量是27兆帕压力配1300兆瓦发电机组。后来又发展了由辅助循环锅炉和直流锅炉复合而成的复合循环锅炉。在锅炉的发展过程中，燃料种类对炉膛和燃烧设备有很大的影响。因此，不但要求发展各种炉型来适应不同燃料的燃烧特点，而且还要提高燃烧效率以节约能源。此外，炉膛和燃烧设备的技术改进还要求尽量减少锅炉排烟中的污染物(硫氧化物和氮氧化物)早年的锅壳锅炉采用固定炉排，多燃用优质煤和木柴，加煤和除渣均用手工操作。直水管锅炉出现后开始采用机械化炉排，其中链条炉排得到了广泛的应用。炉排下送风从不分段的“统仓风”发展成分段送风。早期炉膛低矮，燃烧效率低。后来人们认识到炉膛容积和结构在燃烧中的作用，将炉膛造高，并采用炉拱和二次风，从而提高了燃烧效率。发电机组功率超过6兆瓦时，以上这些层燃炉的炉排尺寸太大，结构复杂，不易布置，所以20年代开始使用室燃炉，室燃炉燃烧煤粉和油。煤由磨煤机磨成煤粉后用燃烧器喷入炉膛燃烧，发电机组的容量遂不再受燃烧设备的限制。自第二次世界大战初起，电站锅炉几乎全部采用室燃炉。早年制造的煤粉炉采用了U形火焰。燃烧器喷出的煤粉气流在炉膛中先下降，再转弯上升。后来又出现了前墙布置的旋流式燃烧器，火焰在炉膛中形成L形火炬。随着锅炉容量增大，旋流式燃烧器的数目也开始增加，可以布置在两侧墙，也可以布置在前后墙。1930年左右出现了布置在炉膛四角且大多成切圆燃烧方式的直流燃烧器。第二次世界大战后，石油价廉，许多国家开始广泛采用燃油锅炉。燃油锅炉的自动化程度容易提高。70年代石油提价后，许多国家又重新转向利用煤炭资源。这时电站锅炉的容量也越来越大，要求燃烧设备不仅能燃烧完全，着火稳定，运行可靠，低负荷性能好，还必须减少排烟中的污染物质。在燃煤(特别是燃褐煤)的电站锅炉中采用分级燃烧或低温燃烧技术，即延迟煤粉与空气的混合或在空气中掺烟气以减慢燃烧，或把燃烧器分散开来抑制炉温，不但可抑制氮氧化物生成，还能减少结渣。沸腾燃烧方式属于一种低温燃烧，除可燃用灰分十分高的固体燃料外，还可在沸腾床中掺入石灰石用以脱硫。