青岛市燃煤锅炉洁净煤技术应用效果分析及实施建议
和慧+姜军伟+李淑芬
摘要：青岛市能源消费以煤炭为主，燃煤废气是雾霾主要成因之一。调研发现全市燃煤锅炉的洁净煤技术应用水平较低，在燃煤品质和锅炉炉型两方面具有较大提升空间，以占全市锅炉总数65%的链条炉为例，在产生同等热量的情况下，链条炉通过提升煤质和炉型升级可节约30%左右的燃煤量，污染物初始排放浓度也明显降低，在减少污染物排放量的同时减轻了锅炉烟气末端治理的技术和经济压力。本文从加强源头控制、过程控制和政策扶持等三个方面提出了推进全市燃煤锅炉洁净煤技术发展的建议。
关键词：洁净煤技术；燃煤锅炉改造；节能减排
中图分类号：X382 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2018）01-0098-02
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.01.057
Analysis and implementation suggestion on application of clean coal rechnology in coal fired boiler in qingdao city
He Hui 1， Jiang Junwei 2， Li Shufen 1
（1. Qingdao Research Institute of Environmental Protection， Qingdao Shandong 266033， China；
2. Qingdao Urban Planning and Design Institute， Qingdao Shandong 266071， China）
Abstract： Qingdaos main energy consumer product is coal，the waste gas of coal born is one of the chief causes of smog. According the survey in the city the coal boilers used low level of clean coal technology. in coal quality and boiler types both with large room for improvement.Take the chain boiler which occupies 65% of the whole city boiler as an example. in the case of the same heat generated，the chain furnace can save about 30% of the coal consumption by upgrading the coal quality and upgrading the boiler type，the concentration of pollutants was also decreased，while reducing emissions also reduced the end of the boiler flue gas treatment technology and economic pressure.And from strengthening the source control， process control and policy support，three aspects put forward Suggestions for the development of clean coal technology coal-fired boiler in the city.
Key words： Cleancoal technology； Reforming of coal-fired boilers； Energy conservation and emissions reduction
一个城市的生态环境决定并制约其城市发展的质量及未来趋势，青岛市为国家沿海重要中心城市和滨海度假旅游城市、国际性港口城市、国家历史文化名城，但大气环境呈复合型污染特征，近几年灰霾天气时有发生。青岛市能源结构以煤炭为主，85%的燃煤用于电力、热力行业，尤其是采暖季，大批燃煤供热锅炉开始运行，雾霾天气也随之严重。煤炭一直在能源结构中扮演者重要的角色，在工业发展、居民供热等方面起着特别重要的作用[1，2]。随着经济步入稳增长的新常態，立足国情，能源对煤炭的依赖短时间内无法改变，这意味着煤炭发展需要走清洁利用的道路[3-6]。洁净煤技术是指煤炭从开发到利用全过程中，减少污染排放与提高利用效率的加工、燃烧、转化及污染控制的产品的总称，旨在最大限度地发挥煤作为能源的潜能利用，同时又实现最少的污染物释放，达到煤的高效、清洁利用目的[7]。
在《国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》中，“煤炭清洁高效利用”被列为未来五年计划实施的百项重大工程之一。山东省印发了《关于加快推进全省煤炭清洁高效利用工作的意见》，启动实施了“工业绿动力”计划，实施工业企业及热电厂高效煤粉锅炉示范工程等。青岛市开展了燃煤锅炉超低排放改造、小型燃煤锅炉淘汰等多项末端治理工程，但对燃煤清洁利用过程开展的工作较少。本论文对青岛市燃煤锅炉的洁净煤技术应用现状进行调研，分析了洁净煤技术改造空间及改造后带来的环境效益，提出了推行洁净煤技术的具体建议方案，为环境空气质量改善的路径选择提供技术支持，为环境管理服务。
1 青岛市雾霾成因分析
“十二五”期间，青岛市以改善空气质量为目标，开展了燃煤锅炉脱硫、除尘、脱硝、低氮燃烧改造等治理工程，SO2、NOx及烟（粉）尘排放总量大幅减少，煤烟型污染得到了一定控制，但环境空气中的主要污染物SO2主要来源于工业和燃煤废气排放，NO2主要来源于燃煤废气及机动车尾气排放，颗粒物主要来源于燃煤废气、机动车尾气和扬尘污染。因此，燃煤废气排放仍然是青岛市雾霾主要成因之一。根据最新的2015年统计资料，青岛市调查统计的41个工业行业中，电力和热力行业的二氧化硫、氮氧化物和烟尘排放量均位于首位，且排放量较大，是造成青岛市空气污染的主要原因。冬季采暖燃煤量增加，在不利气象条件下，雾霾出现的概率较高。青岛市区2015年、2016年全年污染天气天数分别为72天、67天，其中分别有38天、41天集中在冬季采暖期[8、9]，受燃煤废气影响较大。目前青岛市能源结构仍以煤炭为主，控制煤炭燃烧过程中废气污染物的排放仍是大气环境污染防治的重点。
2 青岛市燃煤锅炉洁净煤技术应用现状及改造空间
2.1 燃煤锅炉洁净煤技术应用现状
根据最新2015年统计数据，全市规模以上工业原煤消费量1283万吨，其中电力、热力等锅炉燃煤量约为1090吨，约占原煤消费总量的85%以上，占比较大，因此对全市燃煤及燃煤锅炉的洁净煤技术应用现状进行调查统计。目前青岛市燃煤企业所购买燃料基本为未经洗选的原煤，发热值约4000～5000大卡，且含硫率和灰分相对较高，从而使污染物产生浓度相对较高。虽然青岛市出台了相关文件禁止销售使用高硫高灰份劣质燃煤，但因为没有统一的洁净煤配送中心，无法对原煤的煤质进行监管，从而使低廉的劣质煤流入市场。
根据最新2016年统计数据，全市有燃煤企业80多家（锅炉吨位10吨以上），共有燃煤锅炉约250余台。现有燃煤炉型包括链条炉、循环流化床锅炉和煤粉炉，锅炉台数所占比例分别为65%、29%、5%，其中75吨以下锅炉大部分为链条炉，75吨及以上锅炉大部分为循环流化床锅炉或煤粉炉。从锅炉型式来看，流化床锅炉、煤粉炉和链条炉占锅炉总吨位的比例大致为40%、20%、35%。因此，链条炉数量和总吨位所占比例均较高。与循环硫化床锅炉、工业煤粉锅炉等炉型相比，链条炉的优点是适合各种煤质，缺点是把煤块送进燃烧室燃烧需要一定时间，煤块与空气接触面积小易导致不完全燃烧，从而热效率低、燃烧原材料消耗大，无法对炉温进行控制，无法使用低氮燃烧器，导致氮氧化物等污染物产生浓度较高，给末端治理和运行资金投入带来较大的压力。
2.2 燃煤锅炉洁净煤技术提升改造空间分析
通过燃煤品质、锅炉炉型两方面分析得出，青岛市洁净煤技术应用现状仍处于较低水平，首先，没有统一的洁净煤配送中心和制备中心，无法对燃煤质量进行监管；其次，效率较低的链条炉占锅炉总数的65%，锅炉吨位占总吨位的35%，同时占总数29%的循环硫化床锅炉实际效率相对于高效煤粉炉也偏低，且在用燃煤锅炉绝大部分在2010年以前投建并开始使用，设备运行时间较长，设备老化，锅炉能耗大，需要升级改造。因此，青岛市洁净煤技术在燃煤煤质管理和现有落后锅炉洁净煤技术改造两方面具有较大的提升改造空间。
3 青岛市燃煤锅炉洁净煤技术改造及效果分析
3.1 煤质提高减排效果分析
根据调查，目前青岛市燃煤企业所购买燃料大部分为未经洗选的原煤，发热值约4000～5000大卡，含硫率和灰分相对较高。而洗选后的优质煤发热值可以达到6000大卡以上，且含硫率和灰分较低，经计算分析表明，在产生同等热量的情况下，使用优质煤可节约燃煤约15%左右。
目前青岛市链条炉每年燃煤量约为510万吨，约占2015年全市燃煤总量的40%。若全部使用洁净煤，在产生同等热量的情况下，可节约燃煤量约76.5万吨。对每吨普通原煤和洗选洁净煤的废气污染物产生量进行比较计算，其中普通原煤含硫率取1.0%、灰分取20%，洁净煤含硫率取0.6%、灰分取15%，以全部使用链条炉为例，污染物产生量详见表1。
由表1可以看出，洁净煤燃烧产生的二氧化硫和烟尘初始排放浓度明显降低。以每年节约76.5万吨燃煤为例，可以减少二氧化硫产生量7344吨，减少烟尘产生量19890吨，若烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度按照不超过10mg.Nm-3、50mg.Nm-3、100mg.Nm-3进行计算，可以减少排放量分别为76.5t、382.5t和765t。
3.2 炉型升级减排效果分析
链条炉设计热效率一般为70%～80%，实际平均热效率约65%左右，普遍存在热效率低、耗煤量大等问题。随着锅炉技术的不断发展[10]，悬浮流化床锅炉、煤粉炉等高效锅炉可以将设计效率提高到90%以上，实际热效率达85%以上。通过调研青岛市金州热力有限公司改造后的实际运行数据得知，采用高效煤粉炉代替多台小型链条炉后，在产生同等热量的情况下，可以节约15%～20%的燃煤量。以链条炉改造为例，按照节约17%的燃煤量进行推算，在产生同等热量的情况下，升级改造后可节约燃煤量约86.7万t。若按照上述排放浓度进行计算，通过炉型升级，可以减少烟尘、二氧化硫和氮氧化物排放量分别为86.7t、433.5t和867t。
3.3 减排控制措施对比分析
燃煤锅炉废气的污染物减排控制措施包括炉内减排和炉外减排。炉内减排措施主要包括炉内脱硫和脱硝，通过炉内控制，可以减轻炉外减排措施的运行压力。根据炉型特点，现行的链条炉无法改装低氮燃烧器，循环流化床可以改装低氮燃烧器，但因烟气温度不好控制，脱硝效果一般。高效煤粉炉等环保锅炉可以通过炉内脱硫脱硝及烟气温度控制来降低锅炉烟气中污染物的产生浓度，从而大大减轻了后续环保设施的运行负担和运行投入。炉外减排措施包括脱硝、除尘和脱硫设施，因烟气浓度不同，炉外设施的投入也不同，初始浓度的高低决定了净化设施投资的多少。在煤质相同的情况下，选取三类典型燃煤锅炉的废气污染物初始排放浓度进行对比，详见表2。
由表2可以看出，在煤质相同的情况下，链条炉的二氧化硫和氮氧化物产生浓度都是最高的，而烟尘产生浓度是最低的；高效煤粉炉的二氧化硫和氮氧化物产生浓度比链条炉低，但烟尘初始排放浓度比链条炉高。根據各类炉型污染物的产生浓度，链条炉烟尘初始排放浓度较低，除尘设施投入较低，但脱硫和脱硝设施投入最大，且运行管理复杂。经研究表明，链条炉环保设施投资和运行成本最大，其次为循环流化床锅炉、高效煤粉炉等。
4 青岛市洁净煤技术应用前景分析
4.1 不同炉型燃煤锅炉运行成本分析
青岛市近几年受雾霾天气的影响，建设运行了一批燃气、燃油、生物质锅炉及电锅炉。其中燃气锅炉一次投资是燃煤锅炉的一半，但燃气锅炉运行费用是燃煤锅炉的四倍，燃油锅炉运行成本为燃气锅炉的三倍左右，为了达到超低排放的要求，燃气锅炉和燃油锅炉也需要配套治理设施，从而增加了建设和运行成本。生物质锅炉因原料成分复杂，能量密度低，收集成本高，经济效益不突出等问题而应用较少。电热锅炉因成本太高应用更少。由于受能源供给、运行成本等限制，上述锅炉均不可能取代燃煤工业锅炉。
为了适应国家政策和环境保护的需求，燃煤鍋炉的技术水平在不断进步，出现了一些煤粉炉等高效环保锅炉，通过提高锅炉效率，减少了燃煤量，结合源头煤质控制、燃烧过程控制和污染物减排控制，污染物做到了低于燃气锅炉的排放要求，但经济成本远低于燃气锅炉、燃油锅炉及电锅炉等。
4.2 青岛市洁净煤技术实施建议
通过前述研究表明，从节约能源和保护环境两方面来看，需对全市现有落后燃煤锅炉进行洁净煤技术改造是最现实、最经济的方式。因此，结合青岛市洁净煤技术应用现状，提出如下建议：
一是实施源头控制。建设青岛市的洁净煤配送中心，实现煤炭精细化加工和集中统一配送，有效保障优质清洁煤炭供应，保证煤炭的含硫率和灰分符合环保要求，从源头上控制污染物的产生量。
二是提升过程控制。制定绿动力和高效环保锅炉推广计划，逐步实施现有落后锅炉升级改造，采取“上大压小”方式，整合部分小锅炉，提高燃烧效率，减少燃煤量，同时实现炉内脱硫脱硝或通过控制炉温等燃烧技术，控制或减少污染物产生量，从而减少炉外环保设施的建设和运行费用。
三是完善政策扶持机制。针对上述不同的升级改造方式，制定专项资金和相关优惠政策，把煤炭清洁高效利用作为重大民生工程，加大财政投入。
5 结语
通过调查研究，青岛市洁净煤技术在燃煤煤质和锅炉炉型等方面应用水平不高，建议从提升煤质和高效环保锅炉升级改造等方面实施洁净煤技术改造，改造后可明显降低燃煤量，污染物初始排放浓度也明显降低，减轻了末端治理的压力，经济成本远低于燃气、燃油等锅炉，在节约能源的同时，减少了污染物的排放，对改善全市环境空气质量具有重要意义。
参考文献
[1]郝江平，高士秋等.燃煤工业锅炉的发展与解耦燃烧技术的发展，工业锅炉[J].2014，（4）：7-11.
[2]宋巍，王涛.浅谈燃煤锅炉的发展前景，应用能源技术[J].2010，（3）：23-25.
[3]赵嘉博，刘小军.洁净煤技术的研究现状及进展，露天采矿技术[J].2011，（1）：66-69.
[4]王金华.我国煤炭高效洁净利用新技术[J].煤炭科学技术，2012，（1）：1-4.
[5]张冲.选煤在洁净煤技术中的作用探究[J].山西化工，2017，（1）：104-105+110.
[6]张存民.大力发展洁净煤技术，促进煤炭产业健康发展[J].中国煤炭，2016，（4）：22-24.
[7]刘立麟.中国洁净煤发展战略探究[J].洁净煤技术，2012，18（2）：1-5.
[8]青岛市2015年环境空气质量公报.
[9]青岛市2016年环境空气质量公报.
[10]尚庆雨.我国煤粉工业锅炉技术现状及发展趋势[J].煤炭科学技术.2016.44（1）：201-206.
收稿日期：2017-11-28
作者简介：和慧（1981-），女，硕士研究生，研究方向为源清单编制、大气环境污染治理、污染防治政策研究等。
摘要：青岛市能源消费以煤炭为主，燃煤废气是雾霾主要成因之一。调研发现全市燃煤锅炉的洁净煤技术应用水平较低，在燃煤品质和锅炉炉型两方面具有较大提升空间，以占全市锅炉总数65%的链条炉为例，在产生同等热量的情况下，链条炉通过提升煤质和炉型升级可节约30%左右的燃煤量，污染物初始排放浓度也明显降低，在减少污染物排放量的同时减轻了锅炉烟气末端治理的技术和经济压力。本文从加强源头控制、过程控制和政策扶持等三个方面提出了推进全市燃煤锅炉洁净煤技术发展的建议。
关键词：洁净煤技术；燃煤锅炉改造；节能减排
中图分类号：X382 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2018）01-0098-02
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.01.057
Analysis and implementation suggestion on application of clean coal rechnology in coal fired boiler in qingdao city
He Hui 1， Jiang Junwei 2， Li Shufen 1
（1. Qingdao Research Institute of Environmental Protection， Qingdao Shandong 266033， China；
2. Qingdao Urban Planning and Design Institute， Qingdao Shandong 266071， China）
Abstract： Qingdaos main energy consumer product is coal，the waste gas of coal born is one of the chief causes of smog. According the survey in the city the coal boilers used low level of clean coal technology. in coal quality and boiler types both with large room for improvement.Take the chain boiler which occupies 65% of the whole city boiler as an example. in the case of the same heat generated，the chain furnace can save about 30% of the coal consumption by upgrading the coal quality and upgrading the boiler type，the concentration of pollutants was also decreased，while reducing emissions also reduced the end of the boiler flue gas treatment technology and economic pressure.And from strengthening the source control， process control and policy support，three aspects put forward Suggestions for the development of clean coal technology coal-fired boiler in the city.
Key words： Cleancoal technology； Reforming of coal-fired boilers； Energy conservation and emissions reduction
一个城市的生态环境决定并制约其城市发展的质量及未来趋势，青岛市为国家沿海重要中心城市和滨海度假旅游城市、国际性港口城市、国家历史文化名城，但大气环境呈复合型污染特征，近几年灰霾天气时有发生。青岛市能源结构以煤炭为主，85%的燃煤用于电力、热力行业，尤其是采暖季，大批燃煤供热锅炉开始运行，雾霾天气也随之严重。煤炭一直在能源结构中扮演者重要的角色，在工业发展、居民供热等方面起着特别重要的作用[1，2]。随着经济步入稳增长的新常態，立足国情，能源对煤炭的依赖短时间内无法改变，这意味着煤炭发展需要走清洁利用的道路[3-6]。洁净煤技术是指煤炭从开发到利用全过程中，减少污染排放与提高利用效率的加工、燃烧、转化及污染控制的产品的总称，旨在最大限度地发挥煤作为能源的潜能利用，同时又实现最少的污染物释放，达到煤的高效、清洁利用目的[7]。
在《国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》中，“煤炭清洁高效利用”被列为未来五年计划实施的百项重大工程之一。山东省印发了《关于加快推进全省煤炭清洁高效利用工作的意见》，启动实施了“工业绿动力”计划，实施工业企业及热电厂高效煤粉锅炉示范工程等。青岛市开展了燃煤锅炉超低排放改造、小型燃煤锅炉淘汰等多项末端治理工程，但对燃煤清洁利用过程开展的工作较少。本论文对青岛市燃煤锅炉的洁净煤技术应用现状进行调研，分析了洁净煤技术改造空间及改造后带来的环境效益，提出了推行洁净煤技术的具体建议方案，为环境空气质量改善的路径选择提供技术支持，为环境管理服务。
1 青岛市雾霾成因分析
“十二五”期间，青岛市以改善空气质量为目标，开展了燃煤锅炉脱硫、除尘、脱硝、低氮燃烧改造等治理工程，SO2、NOx及烟（粉）尘排放总量大幅减少，煤烟型污染得到了一定控制，但环境空气中的主要污染物SO2主要来源于工业和燃煤废气排放，NO2主要来源于燃煤废气及机动车尾气排放，颗粒物主要来源于燃煤废气、机动车尾气和扬尘污染。因此，燃煤废气排放仍然是青岛市雾霾主要成因之一。根据最新的2015年统计资料，青岛市调查统计的41个工业行业中，电力和热力行业的二氧化硫、氮氧化物和烟尘排放量均位于首位，且排放量较大，是造成青岛市空气污染的主要原因。冬季采暖燃煤量增加，在不利气象条件下，雾霾出现的概率较高。青岛市区2015年、2016年全年污染天气天数分别为72天、67天，其中分别有38天、41天集中在冬季采暖期[8、9]，受燃煤废气影响较大。目前青岛市能源结构仍以煤炭为主，控制煤炭燃烧过程中废气污染物的排放仍是大气环境污染防治的重点。
2 青岛市燃煤锅炉洁净煤技术应用现状及改造空间
2.1 燃煤锅炉洁净煤技术应用现状
根据最新2015年统计数据，全市规模以上工业原煤消费量1283万吨，其中电力、热力等锅炉燃煤量约为1090吨，约占原煤消费总量的85%以上，占比较大，因此对全市燃煤及燃煤锅炉的洁净煤技术应用现状进行调查统计。目前青岛市燃煤企业所购买燃料基本为未经洗选的原煤，发热值约4000～5000大卡，且含硫率和灰分相对较高，从而使污染物产生浓度相对较高。虽然青岛市出台了相关文件禁止销售使用高硫高灰份劣质燃煤，但因为没有统一的洁净煤配送中心，无法对原煤的煤质进行监管，从而使低廉的劣质煤流入市场。
根据最新2016年统计数据，全市有燃煤企业80多家（锅炉吨位10吨以上），共有燃煤锅炉约250余台。现有燃煤炉型包括链条炉、循环流化床锅炉和煤粉炉，锅炉台数所占比例分别为65%、29%、5%，其中75吨以下锅炉大部分为链条炉，75吨及以上锅炉大部分为循环流化床锅炉或煤粉炉。从锅炉型式来看，流化床锅炉、煤粉炉和链条炉占锅炉总吨位的比例大致为40%、20%、35%。因此，链条炉数量和总吨位所占比例均较高。与循环硫化床锅炉、工业煤粉锅炉等炉型相比，链条炉的优点是适合各种煤质，缺点是把煤块送进燃烧室燃烧需要一定时间，煤块与空气接触面积小易导致不完全燃烧，从而热效率低、燃烧原材料消耗大，无法对炉温进行控制，无法使用低氮燃烧器，导致氮氧化物等污染物产生浓度较高，给末端治理和运行资金投入带来较大的压力。
2.2 燃煤锅炉洁净煤技术提升改造空间分析
通过燃煤品质、锅炉炉型两方面分析得出，青岛市洁净煤技术应用现状仍处于较低水平，首先，没有统一的洁净煤配送中心和制备中心，无法对燃煤质量进行监管；其次，效率较低的链条炉占锅炉总数的65%，锅炉吨位占总吨位的35%，同时占总数29%的循环硫化床锅炉实际效率相对于高效煤粉炉也偏低，且在用燃煤锅炉绝大部分在2010年以前投建并开始使用，设备运行时间较长，设备老化，锅炉能耗大，需要升级改造。因此，青岛市洁净煤技术在燃煤煤质管理和现有落后锅炉洁净煤技术改造两方面具有较大的提升改造空间。
3 青岛市燃煤锅炉洁净煤技术改造及效果分析
3.1 煤质提高减排效果分析
根据调查，目前青岛市燃煤企业所购买燃料大部分为未经洗选的原煤，发热值约4000～5000大卡，含硫率和灰分相对较高。而洗选后的优质煤发热值可以达到6000大卡以上，且含硫率和灰分较低，经计算分析表明，在产生同等热量的情况下，使用优质煤可节约燃煤约15%左右。
目前青岛市链条炉每年燃煤量约为510万吨，约占2015年全市燃煤总量的40%。若全部使用洁净煤，在产生同等热量的情况下，可节约燃煤量约76.5万吨。对每吨普通原煤和洗选洁净煤的废气污染物产生量进行比较计算，其中普通原煤含硫率取1.0%、灰分取20%，洁净煤含硫率取0.6%、灰分取15%，以全部使用链条炉为例，污染物产生量详见表1。
由表1可以看出，洁净煤燃烧产生的二氧化硫和烟尘初始排放浓度明显降低。以每年节约76.5万吨燃煤为例，可以减少二氧化硫产生量7344吨，减少烟尘产生量19890吨，若烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度按照不超过10mg.Nm-3、50mg.Nm-3、100mg.Nm-3进行计算，可以减少排放量分别为76.5t、382.5t和765t。
3.2 炉型升级减排效果分析
链条炉设计热效率一般为70%～80%，实际平均热效率约65%左右，普遍存在热效率低、耗煤量大等问题。随着锅炉技术的不断发展[10]，悬浮流化床锅炉、煤粉炉等高效锅炉可以将设计效率提高到90%以上，实际热效率达85%以上。通过调研青岛市金州热力有限公司改造后的实际运行数据得知，采用高效煤粉炉代替多台小型链条炉后，在产生同等热量的情况下，可以节约15%～20%的燃煤量。以链条炉改造为例，按照节约17%的燃煤量进行推算，在产生同等热量的情况下，升级改造后可节约燃煤量约86.7万t。若按照上述排放浓度进行计算，通过炉型升级，可以减少烟尘、二氧化硫和氮氧化物排放量分别为86.7t、433.5t和867t。
3.3 减排控制措施对比分析
燃煤锅炉废气的污染物减排控制措施包括炉内减排和炉外减排。炉内减排措施主要包括炉内脱硫和脱硝，通过炉内控制，可以减轻炉外减排措施的运行压力。根据炉型特点，现行的链条炉无法改装低氮燃烧器，循环流化床可以改装低氮燃烧器，但因烟气温度不好控制，脱硝效果一般。高效煤粉炉等环保锅炉可以通过炉内脱硫脱硝及烟气温度控制来降低锅炉烟气中污染物的产生浓度，从而大大减轻了后续环保设施的运行负担和运行投入。炉外减排措施包括脱硝、除尘和脱硫设施，因烟气浓度不同，炉外设施的投入也不同，初始浓度的高低决定了净化设施投资的多少。在煤质相同的情况下，选取三类典型燃煤锅炉的废气污染物初始排放浓度进行对比，详见表2。
由表2可以看出，在煤质相同的情况下，链条炉的二氧化硫和氮氧化物产生浓度都是最高的，而烟尘产生浓度是最低的；高效煤粉炉的二氧化硫和氮氧化物产生浓度比链条炉低，但烟尘初始排放浓度比链条炉高。根據各类炉型污染物的产生浓度，链条炉烟尘初始排放浓度较低，除尘设施投入较低，但脱硫和脱硝设施投入最大，且运行管理复杂。经研究表明，链条炉环保设施投资和运行成本最大，其次为循环流化床锅炉、高效煤粉炉等。
4 青岛市洁净煤技术应用前景分析
4.1 不同炉型燃煤锅炉运行成本分析
青岛市近几年受雾霾天气的影响，建设运行了一批燃气、燃油、生物质锅炉及电锅炉。其中燃气锅炉一次投资是燃煤锅炉的一半，但燃气锅炉运行费用是燃煤锅炉的四倍，燃油锅炉运行成本为燃气锅炉的三倍左右，为了达到超低排放的要求，燃气锅炉和燃油锅炉也需要配套治理设施，从而增加了建设和运行成本。生物质锅炉因原料成分复杂，能量密度低，收集成本高，经济效益不突出等问题而应用较少。电热锅炉因成本太高应用更少。由于受能源供给、运行成本等限制，上述锅炉均不可能取代燃煤工业锅炉。
为了适应国家政策和环境保护的需求，燃煤鍋炉的技术水平在不断进步，出现了一些煤粉炉等高效环保锅炉，通过提高锅炉效率，减少了燃煤量，结合源头煤质控制、燃烧过程控制和污染物减排控制，污染物做到了低于燃气锅炉的排放要求，但经济成本远低于燃气锅炉、燃油锅炉及电锅炉等。
4.2 青岛市洁净煤技术实施建议
通过前述研究表明，从节约能源和保护环境两方面来看，需对全市现有落后燃煤锅炉进行洁净煤技术改造是最现实、最经济的方式。因此，结合青岛市洁净煤技术应用现状，提出如下建议：
一是实施源头控制。建设青岛市的洁净煤配送中心，实现煤炭精细化加工和集中统一配送，有效保障优质清洁煤炭供应，保证煤炭的含硫率和灰分符合环保要求，从源头上控制污染物的产生量。
二是提升过程控制。制定绿动力和高效环保锅炉推广计划，逐步实施现有落后锅炉升级改造，采取“上大压小”方式，整合部分小锅炉，提高燃烧效率，减少燃煤量，同时实现炉内脱硫脱硝或通过控制炉温等燃烧技术，控制或减少污染物产生量，从而减少炉外环保设施的建设和运行费用。
三是完善政策扶持机制。针对上述不同的升级改造方式，制定专项资金和相关优惠政策，把煤炭清洁高效利用作为重大民生工程，加大财政投入。
5 结语
通过调查研究，青岛市洁净煤技术在燃煤煤质和锅炉炉型等方面应用水平不高，建议从提升煤质和高效环保锅炉升级改造等方面实施洁净煤技术改造，改造后可明显降低燃煤量，污染物初始排放浓度也明显降低，减轻了末端治理的压力，经济成本远低于燃气、燃油等锅炉，在节约能源的同时，减少了污染物的排放，对改善全市环境空气质量具有重要意义。
参考文献
[1]郝江平，高士秋等.燃煤工业锅炉的发展与解耦燃烧技术的发展，工业锅炉[J].2014，（4）：7-11.
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收稿日期：2017-11-28
作者简介：和慧（1981-），女，硕士研究生，研究方向为源清单编制、大气环境污染治理、污染防治政策研究等。
