工业锅炉作为我国国民经济建设以及普通民众日常生活中不可或缺的基础设施之一,其广泛地应用于各行各业,如工厂动力系统、建筑采暖工程以及人们的日常生活等多个领域。同时,它也是我国能源消耗的主要来源之一,并且是重要的污染源头。据统计,截止到2012年年底,我国在用的工业锅炉数量高达62.4万台,其中以燃煤工业锅炉为主体,达到了47.9万台。这些燃煤工业锅炉每年消耗的标准煤量超过了5亿吨,占据了全国煤炭总消耗量的18%以上。此外,它们所产生的烟尘排放量约为410万吨,二氧化硫排放量约为570万吨,氮氧化物排放量约为200万吨,分别占据了全国总排放量的40%、27%和9%左右,因此,工业锅炉无疑成为了我国重要的污染源之一。然而,我国工业锅炉的整体能效水平相对较低,与发达国家相比仍有相当大的差距,这也意味着我们在节能减排方面有着巨大的潜力可挖。因此,工业锅炉的节能减排对于推动我国经济向绿色、循环和低碳方向发展具有至关重要的作用。
就现状而言,我国工业锅炉主要面临以下几个方面的问题:首先,经济运行水平普遍不高。许多锅炉的容量选择过于宽松,导致绝大多数锅炉都处于低负荷状态下运行。其次,锅炉运行负荷波动较大,调节能力有限,实际运行效率低下。再者,风机、水泵等辅助设备并未能够根据负荷需求进行灵活调节,从而导致大量能源被白白浪费。此外,锅炉水质处理工作未能得到充分重视,锅炉结垢现象较为严重,进而导致热效率大幅降低。最后,运行管理方式较为粗放,操作人员的技术素质有待提高。
另一方面,我国工业锅炉的自控水平普遍较低,多数采用的是开环控制模式,无法根据外部用能情况的变化自动调整锅炉的运行状态。由于锅炉的自动化程度较低,使得锅炉的燃烧和运行调整变得极为复杂且难以掌控,从而无法让锅炉快速适应工况的变化。此外,由于配备的运行监测仪器不够齐全或者已经失效,再加上缺乏必要的化验手段,导致无法精确测量蒸汽(或给水)流量、燃煤量、过量空气系数、炉渣含碳量、排烟温度等关键的经济运行参数。因此,运行人员往往因为缺乏足够的数据支持,无法对锅炉的运行状况做出及时而准确的判断,也就无法在锅炉的燃烧及运行工况发生变化时,采取相应的运行调节措施,使锅炉始终保持在最佳工况下运行。
此外,我国燃煤工业锅炉的燃料与炉型之间的匹配性也存在较大问题。由于我国煤炭资源丰富,但煤种繁多,质量差异显著。由于燃煤供应环节几乎没有任何强制性的规范和标准加以约束,完全依靠市场机制来调节,因此,供应给工业锅炉使用的燃煤基本上都是未经洗选加工的原煤,其颗粒大小、发热量、灰分含量以及水分含量等指标常常会发生变化,从而导致煤种与炉型之间的适应性出现问题,着火难度增加,燃尽过程更为艰难,难以确保锅炉在设计状态下稳定运行。相较于燃烧洗选煤而言,不仅会导致锅炉效率降低5~8个百分点,而且还会进一步加剧环境污染。
最后,我国工业锅炉的环保设施建设也存在诸多不足之处。当前,我国10吨/小时以下的燃煤工业锅炉中,大部分并未配备有效的除尘设备,仅仅配备了简单的机械除尘器,除尘技术相对落后,效率较低,烟尘排放超标现象十分严重。同样,10吨/小时以下的工业锅炉基本上都没有安装脱硫设施,脱硝工作也尚未全面展开。
综上所述,我国工业锅炉在经济运行、自控水平、燃料与炉型匹配性、环保设施建设以及政策法规等方面均存在诸多问题,需要我们共同努力加以解决。