多年来，中煤集团坚持公益科技企业定位，坚持创新驱动发展，推动企业高质量发展，不断丰富和提升中煤集团高新技术、高质量、高水平标准的品牌形象。
中煤集团将利用“官方微信”交流平台，持续带您走进中煤集团品牌产品。 本期品牌解说员王乃吉为您介绍煤炭研究院煤粉工业锅炉技术体系。
需要强调的是，6月5日是2019年世界环境日。中煤集团认真贯彻落实习近平生态文明思想，致力于煤炭清洁高效利用，致力于节能减排和环境治理。 今天推出的煤粉工业锅炉技术体系就是这一积极实践的体现。
中国煤炭科学研究院
王乃吉，男，1965年12月出生，山西省兴县人。 博士，研究员，博士生导师，2014年度国务院政府特殊津贴获得者，中国煤炭工业协会技术委员会矿山节能专家委员会副主任，中国煤炭工业协会煤化工专业委员会高级委员中国煤炭学会、中国电器工业协会工业锅炉分会燃烧器专业委员会委员、中国煤炭科工集团有限公司技术委员会委员，现任党总支书记现任北京研究院节能分院院长、煤炭科学研究院节能技术有限公司副总经理。
王乃吉同志主要从事分布式煤粉燃烧、烟气污染物超低排放控制、煤炭气化等方面的科研和技术开发。 近年来，主持完成国家级科研项目6项，获得省部级科技成果奖5项，在国内核心期刊和国际会议发表论文20余篇。 授权发明专利14项，实用新型专利13项。
煤粉工业锅炉技术体系概述
△煤粉工业锅炉房立体效果图
煤粉燃烧是一种先进、高效的煤炭利用形式。 目前，大型电站锅炉均采用煤粉燃烧。 也就是说，没有煤粉燃烧技术的突破，就没有世界火电产业的发展。 基于煤粉燃烧技术在电站的成功应用，20世纪70年代和80年代，国内一些大学、科研院所和企业尝试在小容量工业锅炉中燃烧煤粉。 但由于当时的技术理念和技术发展的制约，并没有取得实质性的进展。
2003年，煤炭研究院正式启动自主煤粉工业锅炉技术与装备的研发。 经过十六年的探索和努力，已经形成了较为完整的“燃气”煤粉工业锅炉技术体系。 产品涵盖蒸汽锅炉、热水锅炉、有机热载体锅炉和热风炉等，四大类共近20个标准化产品。 截至目前，煤粉锅炉系统已获授权发明专利11项，实用新型专利26项，获批软件著作权18项。 “高效低排放煤粉工业锅炉系统”荣获中国煤炭工业协会科技进步奖一等奖，“一种煤粉工业锅炉系统”荣获中国煤炭工业协会专利一等奖奖。
独立的煤粉工业锅炉技术体系包括十三个集成子系统（站）：煤粉储存系统、给料系统、燃烧系统、换热系统、除尘系统、脱硫系统、脱硝系统、热力系统、点火油气站、压缩空气站、惰性气体保护站、飞灰储存系统及测控系统等。
△煤粉工业锅炉技术系统工艺流程图
独立煤粉工业锅炉具有与天然气锅炉相同的控制、热力和环保效果。 它具有以下六大特点：
(1)方便、快捷。 可实现全自动“启停”和“宽调节比”运行，也可实现无人值守运行。
(2)安全可靠。 煤粉储罐安全措施冗余，不存在突发“火灾”、“爆炸”风险。
(3)清洁卫生。 煤粉充填、给料、粉煤灰输送均为全封闭作业，工作环境友好。
(4)高效节能。 该锅炉的热效率与天然气和电站锅炉相当，通常达到92%以上。
(5)清洁环保。 低氮燃烧装置配合烟气污染物协同去除装置，可轻松实现达标排放或超低排放。
(6)经济实用。 运行成本低，仅为天然气锅炉的40%~50%。
煤粉工业锅炉技术体系核心关键技术
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煤粉燃烧器
△燃烧器试燃现场
无论是电站锅炉还是工业锅炉，煤粉燃烧器都是锅炉系统的核心。 该自主预燃煤粉燃烧器具有煤粉点火容易、稳定的特点，可实现煤粉在线气化。 60%以上的煤粉燃烧过程可以在燃烧器内完成。 与分级配风炉相结合，形成独特的低NOx煤粉燃烧系统。 对在用58MW锅炉的实际测量结果表明，NOx初始浓度最低可达200mg/Nm3。 目前单台设备最大燃烧功率可达50MW，适用于80%以上的动力煤，以及兰焦（蓝煤）、生物质、轻柴油、天然气等。
△天然气-煤粉两用燃烧器
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煤粉储存及给料技术
△5×300m³煤粉塔
煤粉储罐（又称煤粉塔）是用于短期储存煤粉的一体化设备。 目前有150m3至的四种标准产品。 也可以根据项目的实际情况进行定制。 该产品主要用于锅炉系统中煤粉燃料的现场储存，无需现场制备煤粉。 不仅节省了投资，而且大大改善了现场环境，更容易控制燃油质量。 煤粉塔重点解决煤粉储存的安全性和运行过程中煤粉的流动性。 通过承压设计、静电接地、参数监测、惰化措施、防爆装置等手段保证煤粉储存安全。 安全可靠。
△双锁气阀给料机
煤粉精确给料是煤粉工业锅炉系统的“瓶颈”和“卡脖子”技术。 经过多年的研究和积累，早期的螺旋式被动上料已发展成为目前主流的双锁风阀半主动上料。 流态化多孔转盘的全主动加料，实现了加料技术质的飞跃。 煤粉精确给料的主要技术指标为：输送4kg（干粉煤）/m3（空气）固气比，给料偏差≤±1%。
△流态化多孔转盘给料器样机
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烟气污染物净化技术
△³/hNGD除尘脱硫示范装置
基于日益严格的环保要求，2012年启动高效率灰钙循环半干法烟气脱硫（NGD）技术的研究工作，并于2014年建成示范装置。截至目前，已建成21套神东公司建设了多套NGD脱硫装置，烟气处理能力为20000~3/h。 满足当地环保要求，无需额外增设脱硫剂，可基本达到SO2排放标准； 通过添加少量的熟石灰（Ca(OH)2），可以实现超低排放。
△4׳/hNGD除尘脱硫示范装置
近年来，采用NO预氧化和活性焦固定床吸附技术，与NGD相结合，在去除NOx和重金属方面形成了完整的独立工艺技术路线，即NGD污染物粗脱联合再加上活性焦床的精度，可以满足国内最严格的环保标准，同时保持良好的烟气净化经济性。
典型工程案例
>>>>天津华源5×58MW超低排放煤粉工业锅炉项目示范
△天津华苑项目外景
2015年建成的天津5×58MW超低排放煤粉工业锅炉示范工程，是当年天津市十大工程之一。 多位国家、省部级领导莅临指导。 建成后，实测锅炉系统热效率≥91%，烟尘≤10mg/m3，SO2≤50mg/m3，NOx≤35mg/m3，达到超低排放标准。 与原使用链条锅炉相比，按年运行时间5000小时计算，该项目每年可节省燃煤约12.2万吨，减少烟尘排放量156吨，吨，吨。
△天津华苑项目内景
>>>>济南建水泉一期、二期煤粉锅炉项目
△济南项目3×煤粉塔
济南建水泉一期、二期煤粉锅炉项目为改造项目，利用原有燃煤链条锅炉房实施煤粉锅炉改造。 2016年，济南3×80MW超低排放煤粉工业锅炉示范工程一期工程竣工。 2018年，国内首套1×70MW天然气/煤粉双燃料两用锅炉系统在济南建水泉二期工程竣工。 建成后，锅炉系统热效率达到91%以上，锅炉烟气污染物排放达到超低水平（烟气≤10mg/m3、SO2≤50mg/m3、NOx≤35mg/m3）。 其中，天然气、煤粉锅炉系统燃气方式初始NOx排放≤50mg/m3。
△济南项目大容量双锁气阀给料机现场
