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神华煤工业锅炉应用前景
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神华煤工业锅炉应用前景
陈怀珍 顾小愚 崔凤海
神华煤炭运销公司
摘 要：本文介绍了国内工业锅炉的使用现状及对工业锅炉的相关要求，阐述了神华煤的资源、
生产、运输、销售和性能优势，以及神华煤在工业锅炉试烧中所体现的良好性能和不足，提出了
工业锅炉使用神华煤应注意的事项和今后需要研究的内容。
关键词：神华煤 工业锅炉 应用前景
工业锅炉点多面广，是我国重要的热能动力设备，我国的能源赋存和生产结构决定了国
内工业锅炉当前或将来都会以燃煤为主，炉型与燃料的匹配情况决定了锅炉效率的高低和环
保性能的优劣，目前全国工业锅炉年消耗原煤4亿吨左右，这部分燃料利用效率相对较低，
所造成的污染成为我国煤烟型大气污染的主要污染源之一。工业锅炉单体容量小、布置分散
为提高锅炉热能利用率和污染治理带来了很大难度，经济简便的解决办法是从燃料入手。
2 我国工业锅炉现状及相关要求
2.1 我国工业锅炉的生产及使用情况
我国目前工业锅炉中绝大多数是10t/h或10t/h以下的锅炉。截止2001年我国在用锅炉
53.67 万台、平均容量2.24吨/台。我国在用工业锅炉中，层燃锅炉占了3/4 以上，其中主要
以链条炉排锅炉为主，约为2/3左右，其余为往复炉排等其它炉型锅炉。
我国燃煤锅炉平均效率低（上海地区燃煤锅炉效率见表2-1），大多数不具备烟气脱硫、
脱硝手段，仅安装了除尘设备，有些甚至除尘设备都没有。
表2-1 上海地区燃煤锅炉运行热效率测试数据
锅炉容量（t/h）
＜1 1 2 4 ≥6
锅炉数量 台 38 36 37 42 27
平均热效率 % 67.26 68.41 72.59 72.55 73.41
链条炉排锅炉在国外具有较高的热效率，一般可达到80%以上。与国外锅炉相比我国的
工业锅炉效率还有很大的差距。
2.2 工业锅炉的煤质要求
为确保煤炭的合理利用，国家质量技术监督局发布了GB/T《链条炉排锅炉用
煤技术条件》，该标准对链条炉排锅炉用煤的技术要求作出了规定，详见表2-2。
表2-2 链条炉排锅炉用I级煤炭的技术要求
项目 符号 单位 技术要求
粒度 ---- mm 6~25
限下率 ---- % &30.00
全水分 Mt % ≤12.0
挥发分 Vdaf % ≥22.00
灰分 Ad % ≤25.00
低位发热值 Qnet.ar MJ/kg ≥21.00
全硫 St.d % ≤0.70
煤炭熔融性软化温度 ST ℃ ≥1150(Ad≤18.00 时)
焦渣特征 CRC ---- ≤5
2.3工业锅炉对大气污染情况及各地对于煤燃料特性的限制
由于我国的燃料结构是多煤、少油、有气，燃料结构的特点使得我国以煤为主的燃料政
策不会发生根本的改变，使得燃煤工业锅炉成为我国煤烟型大气污染的主要污染源之一。目
前我国链条炉排工业锅炉的初始烟尘排放浓度相对先进国家的水平偏高，先进国家的初始烟
尘排放浓度一般为＜1000mg/m3，而我国则＞1000 mg/m3。
2001 年我国发布了针对锅炉行业的GB《锅炉大气污染物排放标准》(表2-3)。
表2-3 锅炉大气污染物排放指标
烟尘浓度，mg/m3
一类区 二类区 三类区
二氧化硫浓度，mg/m3（标态） 林格曼黑度级
80 200 250 900 1
注：上表为GB“锅炉大气污染物排放标准”中，日起建成使用的燃煤锅炉的烟尘、
二氧化硫排放及烟气黑度的指标。
3 神华煤的优势
3.1充足的资源
神华集团开发的神府东胜煤田位于中国陕西省榆林地区和内蒙古自治区伊克昭盟境
内，属世界八大煤田之一。已探明煤田含煤面积3.12万平方公里，地质储量2236亿吨，正
在开发的矿区面积3481 平方公里，资源丰富（见表3-1）。该煤田赋存条件好，地质构造简
单，特别适合于建设特大型现代化矿井。
表3-1 我国主要动力用烟煤生产矿区资源分布 单位：万t
生产矿区名称 剩余的可采储量 矿井生产能力 万t/a 煤种
大同 年） 3405（99 年） 不粘、弱粘煤
神华（已建矿井） 年） 7300（03 年） 不粘煤
准格尔黑岱沟 年） 1200（99 年） 长焰煤
铁法 94305（99 年） 1360（99 年） 长焰煤
义马 63291（99 年） 960（99 年） 长焰煤、贫煤
平朔安太堡 45239（99 年） 1500（99 年） 气煤
3.2 优良的煤质
神东矿区多为较低变质程度的不粘煤，神华煤煤质属低灰（8.0%左右）、特低硫（小于
0.50%）、特低磷、特低氯、中高发热量（空干基高位热值Kcal/kg）的优质洁净
动力煤、冶金用煤和化工用煤；神华煤已被中国政府有关部门推荐为城市环保洁净用煤。主
要品种的煤质规格见表3-2。神华煤与国内其他主要动力相比，突出的煤质优势主要表现在
低灰低硫。
表3-2 神华煤主要品种煤质规格
发热量，kcal/kg
收到基低位
灰熔点，℃
神华混煤 14.5-16.0 7.0-9.0 29.0-35.0 .40-0.50
神华优混 14.0-15.5 6.0-8.0 33-38 .40-0. 50
神华精煤 11.5-15.0 5-7 33-38 .20-0.50
3.3 稳定的供应
神华集团充分发挥其整体开发经营的优势，实行产、运、销一条龙经营。神东矿区现已
建成投产了4 对特大型及另外7 对矿井，全部引进当今世界最先进的国外工艺和设备，实现
了高产、高效、低成本，如大柳塔矿今年将达到年生产原煤1000 万吨/300员工的标准。2003
年神东矿区年产7384 万吨煤炭。神华集团通过采用先进的技术手段，凭借得天独厚的自然
条件，可以迅速提高产量满足市场需求，多年来的产量和增量见图3-1。
图3-1 各年煤炭销售量及增量
销售量12.70 201.00 553.40 737.22 2.59 0.26 7418.14
增量96.00 62.69 122.27 487.69 7.79 7.88
神华集团已建成包神、神朔和朔黄三条自营铁路，神朔和朔黄为双线电气化铁路，三条
铁路与国铁全部连通。黄骅港作为与朔黄铁路配套建设的现代化港口，一期工程已投运，建
有4 个泊位，03年完成装船3116万吨，二期工程将于04 年10月建成。神华集团自营铁路
由矿区可直接运抵用户和港口，通过秦皇岛、天津和黄骅港均可以将矿区优质煤炭装船运至
国内外用户。
3.4 完善的质量管理
“质量第一，用户至上”一直是神华集团的供煤宗旨，“长期、稳定、优质、安全”是
我们神华煤炭供应的承诺。为保证神华煤的稳定供应，神华集团建立起了完善的质量动态管
理体系，现在神东矿区和神华煤炭运销公司已完成了ISO9001 质量体系认证。在集团的统一
领导下，神华煤正在向“零杂质”的国际管理水平努力。
3.5 优良的性能
神华煤含灰、含硫都比较低，排入大气的燃烧产物中的灰尘、硫氧化物等有害物质都相
应减少；神华煤着火点低、燃烧稳定可实现低氧燃烧，从而降低氮氧化物排放；神华煤灰中
氧化钙含量高，在燃烧过程中可以固硫，进一步降低了硫氧化物的排放，产生的总体环保效
应是其它煤种所无法相比的。
中国环境科学院对我国主要矿区33 种商品动力煤进行比较。图3-2 为国内有代表性几
种煤炭的污染指数对比图。国内几种有代表性煤炭中，神华煤最为洁净的能源。
与全国煤炭的微量元素含量相比，神华煤微量元素总体偏低，其中汞、铅、砷、硒等有
害元素含量明显低于中国煤平均水平。与国际煤炭微量元素分布相比，神华煤中大部分微量
元素含量低于国际煤炭。
4 神华煤工业锅炉试烧
神华煤是神华集团依托神府东胜特大煤田生产的煤炭，它是一种高热值、低灰份、低含
硫量的煤。从环保的角度出发，如果神华煤能应用于工业锅炉上，无疑是一种优质环保的动
力燃料。神华煤自80 年代中期开发以来，一直以电厂为主要用户，神华没在电站锅炉中的
使用，多次试验检测及多年实际运行情况表明神华煤是国内少有的优质洁净动力煤。
2003 年8 月下旬，神华煤炭运销公司委托上海工业锅炉研究所对神华在工业锅炉上的使
用性能进行测试，试验选择的锅炉是具有代表性的SZL 型6t/h、10t/h 蒸汽锅炉，试验对工
业锅炉燃用神华煤的燃烧性能、运行能效、经济效益和环保影响进行测试。
图3-2 综合污染指数
霍林河淄博淮南阳泉平朔兖州西山潞安大同神华
4.1 试验用煤
试验中6t/h、10t/h的入炉煤均为0-50mm的混煤，取样化验结果见表4-1，神华煤低位发热
值、挥发分、灰分指标基本符合GB/T《链条炉排锅炉用煤技术条件》标准中规
定的I级煤炭要求。
表4-1 试验用煤主要化验数据统计表
神华煤 10t/h 34.02 62.48 3.81 10.09 0.91 0.27 8.94 13.5 22950
神华煤 6t/h 33.96 63.31 3.85 10.22 0.93 0.27 7.62 13.8 23300
4.2 试验内容
神华煤的热态试验分别在10t/h 和6t/h 工业锅炉上进行燃用神华煤的热工性能和环保性
能，试验采用以下标准：
GB《工业锅炉热工性能试验规程》
GB《锅炉烟尘测试方法》
GB/T《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》
热工性能主要测试锅炉出力、锅炉正反平衡热效率、反平衡各项热损失等指标；环保性
能主要测试锅炉初始和经过除尘脱硫后的烟尘、SO2、NOx等大气污染物排放浓度。
试烧期间锅炉运行参数见表4-2，锅炉试烧时风门的开度数据见表4-3、表4-4。
表4-2 锅炉运行参数
蒸汽压力 排烟温容 度 炉膛负压 煤层厚度 进水温度 进风温度
量 MPa ℃ Pa mm ℃ ℃
10t/h 0.47 172.4 30 105 28 34.8
6t/h 0.42 166.7 20 110 28 38.6
在测试过程中，除了表中列出的数据以外，炉排的转速在600rpm~650rpm 之间微调。
锅炉的燃烧基本上保持平稳。
表4-3 10t/h锅炉试烧时风门的开度
第一风室 第二风室 第三风室 第四风室 第五风室 第六风室
全关 全开 全开 ＜1/2 开度 全关 全关
表4-4 6t/h锅炉热工测试时风门的开度
第一风室 第二风室 第三风室 第四风室 第五风室
全关 全开 1/2 开度 全关 全关
4.3 试验结果
锅炉试验主要热工性能和环保性能数据见表4-5、表4-6
表4-5 锅炉试验主要热工性能数据汇总表
项目 单位 10t/h 6t/h
锅炉出力 kg/h 6.22
锅炉热效率 % 81.90 81.13
GB/T标准锅炉热效率 % 78 77
烟气含氧量 % 10.28 10.70
过剩空气系数 / 1.92 2.00
排烟温度 ℃ 172.40 166.70
排烟热损失 % 9.77 9.51
炉渣可燃物含量 % 34.30 35.10
固体未完全燃烧热损失 % 6.61 6.01
表4-6 锅炉试验主要环保性能数据汇总表
项目 单位 10t/h 6t/h 国家标准
锅炉初始烟尘排放浓度 mg/m3 4.96 1800
锅炉初始SO2排放浓度 mg/m3 423.15 440.78
锅炉烟尘排放浓度 mg/m3 209.08 169.34 200（二类区）
锅炉SO2排放浓度 mg/m3 291.05 341.01 900
锅炉NOX排放浓度 mg/m3 347.19 254.04
3.1 神华煤是一种低硫、低灰、高挥发份和高热值的优质动力煤，具有很高的经济价值。
在合理组织燃烧的前提下，在链条炉排工业锅炉上燃烧可达到80%以上的较高的锅炉效率。
3.2 神华煤的低含硫量，使得神华煤具有无可比拟的环保上的优越性。它可以在不配置
脱硫设备的情况下，满足现有工业锅炉的排放的要求，而且大大低于国家规定的排放标准。
神华煤的低硫特点尤其对于10t/h 及10t/h 以下的链条炉排工业锅炉具有很大的吸引力。它
将使这些锅炉用户省去一大笔脱硫设备的投资费用。特别是大量的在用的锅炉用户，可以在
投入较少改造费用的情况下满足锅炉SOX排放的要求。
通过试验表明神华煤工业锅炉燃烧有以下的特点：
l 神华煤的挥发份高，容易着火；
l 神华煤的渣层很薄，在进入出渣器前甚至出现局部炉排裸露的现象。
l 神华煤的渣很疏松，用手很轻地就能掰开。
l 我们发现在进出渣器前的炉排面上取得的渣样中大块的比例要比从出渣器处取得
的渣样要大得多。说明神华煤的渣在进入出渣器后有一个破碎的过程。
l 从出渣器中出来的渣中带有大量的泥浆，干后呈淡灰白色。这可能与神华煤灰份中
的钙含量较高有关。
分析神华煤热损失，炉渣可燃物含量较高在35%左右，尽管神华煤总灰量低，造成的
热损失也相当可观达6%以上。分析原因主要是神华煤灰低、燃烧速度快、物料颗粒不均匀
5 神华煤工业锅炉应用建议
(1) 通过神华煤的试烧测试，为了更大范围推广神华煤在工业锅炉上使用，可以充分利
用神华煤的高挥发份、高热值、低硫的特点，以神华煤为主，合成具有着火容易，燃烧稳定，
含硫量低（能符合国家排放要求）的新的动力配煤。
(2) 为使神华煤在现有链条炉排工业锅炉上更好地燃烧应注意以下几点：
l 煤层不宜太厚，10t/h及以下的锅炉建议采用煤层厚度为100~110mm，并根据锅炉
鼓、引风机的风压来调整，对于较小容量的锅炉可选用较薄的煤层厚度；
l 燃料不宜过干或过湿，燃烧时保持火床的平整，在主燃区集中送风；
l 保持较大长度的灰渣燃尽段，但要尽量避免冷风从冷渣段漏入炉膛；
l 锅炉出渣器建议尽量使用刮板出渣器。若使用螺旋出渣器应随时注意出渣器的出渣
情况，特别是在较长时间停止使用出渣器时，必须将出渣器内的渣完全排干净。有
可能的话，在最后一段时间宜采用干灰的形式出渣，避免出渣器中的泥浆粘在出渣
器上，堵塞出渣器。
l 对于在用锅炉中侧密封漏风较大的锅炉宜适当作些设备改造，就有可能进一步完善
燃烧状况，提高锅炉效率。
(3) 为了更好地促进神华煤在工业锅炉上的推广应用，进一步提高神华煤燃烧效率，应
进一步对神华煤的燃烧特性进行研究：
l 为了使神华煤的优势得到充分的发挥，我们建议对神华煤在链条炉排工业锅炉上进
行更深入的燃烧试验，特别是不同煤层厚度和不同炉排速度的燃烧试验；不同风量
和不同送风区段的燃烧试验；
l 进行神华煤的燃料燃烧特性的研究，特别包括神华煤挥发份的特性、固定碳的燃烧
特性以及神华煤灰的特性的研究，以指导神华煤在工业锅炉上的应用和推广。
(4) 做好燃料与锅炉的匹配工作，进一步挖掘神华煤工业锅炉燃烧热效率：
l 生产销售神华煤块煤适应现有工业锅炉的设备特性，可以较好的克服混煤燃烧带来
的炉渣可燃物含量较高的缺陷，进一步提高神华煤在工业锅炉中的使用效率；
l 从设计开始，提供燃烧神华煤的专用燃烧系统——包括燃烧设备的设计、锅炉配风
的设计、锅炉炉拱的布置等的研究，从设备上下手提高神华煤燃烧效率。
【作者简介】
陈怀珍，男，1955年生，高级工程师，1982年毕业于青岛科技大学，曾在煤炭科学研究总院从事煤质、煤
分析及其标准化研究工作，发表论文30多篇，现在神华煤炭运销公司从事质量管理工作。
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