随着我国经济社会的发展，对能源的需求量急剧增大，锅炉的数量急速增长。因此，如何提高锅炉的热效率、节约燃料尤为重要。
1.我国锅炉使用现状和存在问题
目前，全国在用工业锅炉保有量58万台，约195万蒸汽t/h。燃煤锅炉约47万台，占工业锅炉总容量的80%左右，平均容量约3.4蒸汽t/h，其中20蒸汽t/h以下超过80%。113个大气污染防治重点城市中约有燃煤工业锅炉15万台，97万蒸汽t/h，均占全国的1/2。工业锅炉主要用于工厂动力、建筑采暖等领域，每年耗原煤约4亿t。燃煤工业锅炉效率低，污染重，节能潜力巨大。全国工业锅炉年排放CO2约1.6亿t，排放烟尘约380万t，二氧化硫约600万t和大量的NOx，是仅次于火电厂的第二大煤烟型污染源。
燃煤工业锅炉存在以下主要问题：
1）单台锅炉容量小，设备陈旧老化 锅炉生产厂家混杂，产品质量参差不齐；平均负荷不到65%，普遍存在“大马拉小车”的现象。
2）自动控制水平低，燃烧设备和辅机质量低、鼓引风机不配套 在用工业锅炉普遍未配置运行检测仪表，操作人员在调整锅炉燃烧工况或负荷变化时，由于无法掌握具体数据，不能及时根据负荷变化调整锅炉运行工况，锅炉、电机的运行效率受到了限制，造成了浪费。
3）使用煤种与设计煤种不匹配、质量不稳定 工业锅炉的燃煤供应以未经洗选加工的原煤为主，其颗粒度、热值、灰分等均无法保证。燃烧设备与燃料特性不适应，当煤种发生变化时，其燃烧工况相应也发生变化，且燃烧时工况也相应变差。
4）受热面积灰、炉膛结焦 工业锅炉采用的燃料品质参差不齐，黏结性物质增多，锅炉受热面结焦、积灰严重。目前清除锅炉结焦、积灰的主要方法为机械方法和化学方法，但由于结焦、积灰成分的不同及各锅炉结构的差异，清除效果不明显。
5）水质达不到标准要求、结水垢严重，锅炉水质超标明显 依据GB/T1576—2008《工业锅炉水质》的规定，在用工业锅炉均应安装水处理设备或锅内加药装置，但实际上仍有很大一部分工业锅炉水质严重超标。
6）排烟温度高，缺乏熟练的专业操作人员 由于产品技术水平和运行水平不高，大多锅炉长期在低负荷下运行，造成不完全燃烧和排烟温度升高，热损失增大。
7）污染控制设施简陋，多数未安装或未运行脱硫装置，污染排放严重 锅炉是我国大气环境污染的主要排放源之一。
8）冷凝水综合利用率低，节能监督和管理缺位等。
2.我国现有的锅炉节能技术
（1）炉燃烧节能技术 在保证完全燃烧前提下的低空气系数燃烧技术；充分利用排烟余热预热燃烧用空气和燃料的技术；富氧燃烧技术等。实现低空气系数燃烧的方法有手动调节、用比例调节型烧嘴控制、在烧嘴前的燃料和空气管路上分别装有流量检测和流量调节装置、空气预热的空气系数控制系统，微机控制系统等。
（2）锅炉的绝热保温 对高温炉体及管道进行绝热保温，将减少散热损失，大大提高热效率，取得显著的节能效果。常用的绝热材料有珍珠岩、玻璃纤维、石棉、硅藻、矿渣棉、泡沫混凝土、耐火纤维等。
（3）劣质燃料和代用燃料的应用 为了节省燃油锅炉的燃料油用量，目前采用代油燃料的方法有以下几种：直接烧煤；煤油混合燃烧；煤炭气化和水煤浆燃烧等。
（4）工业锅炉燃烧新技术 应用在工业锅炉上的燃烧新技术有十多种，主要有分层层燃系列燃烧技术、多功能均匀分层燃烧技术、分相分段系列燃烧技术、抛喷煤燃烧技术、炉内消烟除尘节能技术、强化悬浮可燃物燃烧技术、减少炉排故障技术等。
（5）节能新炉型新技术在锅炉改造中的应用 主要有沸腾炉在锅炉改造中的应用、循环流化床燃烧技术在锅炉改造中的应用、煤矸石流化床燃烧技术的应用、对流型炉拱在火床炉改造中的应用等。
3.我国锅炉节能潜力分析
我国现有中小锅炉设计效率为72%～80%，实际运行效率只有60%左右，比国际先进水平低15～20个百分点。这些中小锅炉中90%都是燃煤锅炉，节能潜力很大。因此，用节能技术对工业锅炉进行必要的改造，以消除锅炉缺陷及改进燃烧设备和辅机系统，使其与燃料特性和工作条件匹配，使锅炉性能和效率达到设计值或国际先进水平，从而实现大量节约能源和达到环境保护。如全国工业锅炉有30%进行节能改造，按效率提高15个百分点计，全国年节省标准煤1290万t，减排CO2达903万t。
4.锅炉节能减排工作的建议
1）更新、替代低效锅炉。采用循环流化床，燃气等高效、低污染工业锅炉替代低效落后锅炉，推广应用粉煤和水煤浆燃烧、分层燃烧技术等节能先进技术。
2）改造现有锅炉房系统。针对现有锅炉房主辅机不匹配、自动化程度和系统效率低等问题，集成现有先进技术，改造现有锅炉房系统，提高锅炉房整体运行效率。加强对中小锅炉的科学管理，对运行效率低于设备规定值85%以下的中小锅炉进行改造。
3）推广区域集中供热。集中供热比分散小锅炉供热热效率高45%左右，以集中供热的方式替代工业小锅炉和生活锅炉，既帮助企业节约了成本，又解决了企业生产场地及环境污染的问题。
4）建设区域煤炭集中配送加工中心：针对目前锅炉用煤普遍质量低、煤质不稳定、与锅炉不匹配、运行效率低的问题，主要侧重于北方地区，建设区域锅炉专用煤集中配送加工中心，扩大集中配煤、筛选块煤、固硫型煤应用范围。
5）示范应用洁净煤、优质生物型煤替代原煤作为锅炉用煤，提高效率，减少污染；推广使用清洁能源、水煤浆、固体垃圾及天然气等。
6）推广工业锅炉加装余热回收装置。加装蒸汽“余热回收装置”，对有机热载体炉的尾部高温烟气进行回收二次利用，使锅炉烟气温度降低至150～200℃。
7）加强锅炉水处理技术工作。据测算，锅炉本体内部每结1mm水垢，整体热效率下降3%，而且影响锅炉的安全运行。采取有效的水处理技术和除垢技术，加强对锅炉的原水、给水、锅水、回水的水质及蒸汽品质检验分析，实现锅炉无水垢运行，整体热效率平均提高10%。
5.节能技改措施
（1）给煤装置改造 层燃锅炉中占多数的正转链条炉排锅炉，将斗式给煤改造成分层给煤，有利于进风，提高煤的燃烧率，可获得5%～20%的节煤率。投资很少，回收很快。
（2）燃烧系统改造 对于链条炉排锅炉，这项技术改造是从炉前适当位置喷入适量煤粉到炉膛的适当位置，使之在炉排层燃基础上，增加适量的悬浮燃烧，可以获得10%左右的节能率。但是，喷入的煤粉量、喷射速度与位置要控制适当，否则，将增大排烟黑度，影响节能效果。对于燃油、燃气和煤粉锅炉，是用新型节能燃烧器取代陈旧、落后的燃烧器，改造效果一般可达5%～10%。
（3）炉拱改造 链条炉排锅炉的炉拱是按设计煤种配置的，有不少锅炉不能燃用设计煤种，导致燃烧状况不佳，直接影响锅炉的热效率，甚至影响锅炉出力。按照实际使用的煤种，适当改变炉拱的形状与位置，可以改善燃烧状况，提高燃烧效率，减少燃煤消耗，现在已有适用多种煤种的炉拱配置技术。这项改造可获得10%左右的节能效果，技改投资半年左右可收回。(www.xing528.com)
（4）层燃锅炉改造成循环流化床锅炉 循环流化床锅炉的热效率比层燃锅炉高15～20个百分点，而且可以燃用劣质煤，使用石灰石粉在炉内脱硫大大减少了SO2的排放量，而且其灰渣可直接生产建筑材料。这种改造已有不少成功案例，但它的改造投资较高，约为购置新炉费用的70%，所以要慎重决策。
（5）采用变频技术对锅炉辅机节能改造 鼓风机和引风机的运行参数与锅炉的热效率和耗能量直接相关，通常都是由操作人员凭经验手动调节，峰值能耗浪费较大。采用低耗电量的变频技术节能效果很好。其优势在于：电动机转速降低，减少了机械磨损，电动机工作温度明显降低，检修工作量减少；电动机采用软起动，不会对电网造成冲击，节能效果显著，一般情况下可以节能约30%。
（6）控制系统改造 工业锅炉控制系统节能改造有两类：一是按照锅炉的负荷要求，实时调节给煤量、给水量、鼓风量和引风量，使锅炉经常处在良好的运行状态，将原来的手工控制或半自动控制改造成全自动控制。这类改造，对于负荷变化幅度较大，而且变化频繁的锅炉节能效果很好，一般可达10%左右；二是对供暖锅炉的，内容是在保持足够室温的前提下，根据户外温度的变化，实时调节锅炉的输出热量，达到舒适、节能、环保的目的。实现这类自动控制，可使锅炉节约20%左右的燃煤。对于燃油、燃气锅炉，节能效果是相同的，其经济效益更高。
（7）推广冷凝水回收技术，对给水系统进行改造 蒸汽冷凝水回收利用，尤其用于锅炉给水，将产生显著的经济效益和社会效益。锅炉补给水利用蒸汽冷凝水，有如下好处：热量利用，蒸汽冷凝水回水温度一般为60～95℃，可以提高锅炉给水温度40～60℃，节煤效果明显；冷凝水回收量一般可达到锅炉补给水量的40%～80%，大大节约锅炉软水用量，既节约用水又节约用盐，给水温度的提高，提高了锅炉炉膛温度，有利于煤的充分燃烧；蒸汽冷凝水含盐量较低，可以降低锅炉排污量，提高锅炉热效率；减少了企业污水排放量和烟尘排放量。
6.保障措施
1）建立和完善节能减排指标体系。地方政府应尽快出台制定鼓励节能减排和促进新能源发展的具体配套措施及优惠政策，各级职能部门建立协作联动机制，努力形成整体合力，大力开展对锅炉节能减排的宣传教育，营造浓厚的工作氛围，提高全民节能意识，充分发挥技术机构的支撑作用，共同推进锅炉节能减排工作。
2）制定有关工业锅炉的能效标准及用煤质量标准。
3）鼓励开发和应用工业锅炉节能降耗新技术、新设备。
4）建立锅炉信息平台，发布工业锅炉节能信息，推行合同能源管理，建立节能技术服务体系。
5）有条件应尽快出资组建锅炉能效实验室，并承担锅炉能效测试相关费用。通过能效测试，了解锅炉经济运行状况的优势，找出造成能量损失的主要因素，指明减少损失、提高效率的主要途径。由于组建实验室所需的检测设备多，设备昂贵，检测单位难以承担能效检测程序烦琐，检测费用高，如果由使用单位买单，检测阻力大，不利于开展检测活动。
6）充分发挥企业节能减排的主体作用。鼓励企业加大节能减排技术改造和技术创新投入，增强自主创新能力。完善和落实节能减排管理制度，提高锅炉热效率，加强对锅炉运行人员和管理人员的节能技能培训考核，强化能源计量管理。
7.清洁高效用煤重点关注
2015年工业和信息化部、财政部共同推出《工业领域煤炭清洁高效利用行动计划》，该计划初步设定的目标是到2020年力争节约煤炭消耗1.6亿t以上。
（1）谁投资谁受奖 全国工商联提交的《关于大力推广清洁高效用煤技术，提升我国能源安全的提案》指出，虽然我国主要的煤炭清洁高效利用技术已经达到国际先进水平，但煤炭清洁高效利用技术推广应用缓慢，煤炭利用水平仍然比较落后。在工业领域，大量散煤低效率粗放燃烧是当前我国亟须提升和治理的重点。
全国工商联建议：一是制定清洁高效用煤技术标准和行业准入标准，完善认证体系，出台工业用煤设备强制认证，明确清洁高效用煤技术在我国能源发展中的地位，改变地方政府对煤炭“一刀切”的政策。
二是扩大落后用煤技术的淘汰范围。建议在《产业结构调整指导目录》中扩大对落后用煤技术的淘汰范围，如将所有型号的固定床煤气发生炉、小规格燃煤锅炉等列入淘汰类目录。
三是对采用清洁高效用煤的给予财政支持。建议比照合同能源管理项目财政奖励办法，对工业园区集中制气、分散用能项目的节煤量，给予财税上的优惠或奖励，建议原则为“谁投资谁受奖”，推动清洁高效用煤技术推广应用。
（2）积极实施洁净煤战略 现阶段，煤炭领域的核心议题在于如何推动煤炭消费使用过程中的清洁利用，清洁高效地使用煤炭资源。为此，民建中央建议，积极实施洁净煤战略，推进煤炭生产和消费的高效化、清洁化。
一要鼓励煤炭企业探索煤炭绿色开采和清洁生产，加大采煤沉陷区治理与生态再建投入力度，要从生产、销售原煤向销售商品煤、洁净煤转变。二要大力推进煤电一体化，从运煤到输电，减少煤炭分散使用对环境的破坏，促进煤炭高效利用。三要增强群众节能环保意识，培育洁净煤市场。现阶段，要鼓励工业和居民使用洁净煤，对使用洁净型煤和清洁能源替代的企业和个人予以合理补贴。与此同时，要完善煤炭在生产流通使用过程中的质量标准并严格执行，依法对劣质煤的使用和生产销售进行限制。
8.泰山集团高效煤粉工业锅炉亮相国际供热暨锅炉展
《2013中国国际供热及热动力技术展览会暨第十一届中国（上海）国际锅炉、辅机及工艺设备展览会》在上海世博展览馆举行。本届展会凸显节能减排的主题，国内外多家知名企业推出环保绿色新产品。其中，泰山集团股份有限公司携大容量、高效煤粉工业锅炉等一批高新技术产品参展，吸引众多业内人士驻足观看和互动交流。
随着各地细颗粒污染物（PM2.5）治理力度的不断加大，加速了这一规划的快速实施。据统计，目前我国中小型燃煤工业锅炉约有50万台，是仅次于燃煤发电的第二大煤烟型污染源。
泰山集团锅炉公司专题介绍。几年前，大力实施燃煤锅炉的清洁能源替代工作，积极研制高效节能环保的工业锅炉产品，其中高效煤粉工业锅炉是其研发成功、具有自主知识产权、达到国际领先水平的高效节能减排锅炉技术。目前年产量可达1000蒸t。
目前我国燃煤工业锅炉燃烧效率同发达国家相比依然较低，这让业内人士很痛心。同时，大量氮氧化物、SO2、粉尘等严重污染着大气环境，人们身处在雾霾天气中，严重影响着身体健康。因此，克服一切困难，全力研制推出高效节能低排放的工业锅炉产品，这不单单是企业的经营活动，更是我们强烈社会责任感的集中体现。
目前，高效煤粉工业锅炉技术成熟、经济性好、操作性强。产品一经推出，一直畅销不衰，现已有多种产品填补了国家空白，先后获得“国家级新产品”、“全国消费者信得过产品”、“国家优秀节能产品”等荣誉称号。
【案例4-3】 燕化锅炉氮氧化物排放量减半
2007年起随着燕化陆续新上了几套用石油焦做燃料的大型热力锅炉，原先这15个烧重油的小锅炉退到“二线”，使用的燃料也换成了天然气。只有在冬季厂区对蒸汽需求量处于高峰时，所有锅炉才会满负荷运作。而作为一种清洁能源，用天然气做燃料基本实现“无硫”“无尘”排放，只会产生部分氮氧化物。
在一份“3号油气锅炉排放物检测”的EXCEL表格里，记录着从2007年起后台监控系统对锅炉平均每一小时的排放指标数据。基本上维持在150～180mg/m3之间，符合北京市对工业锅炉排放氮氧化物的要求。
2014年初，燕化开始了一场对生产过程中产生的所有污染物进行一一排查的“纠察战”。在和西安热工院进行了几次交流后，燕化科研团队提出了可以进行“低氮燃烧器”的尝试，在已经有了可靠的天然气燃烧环节里再“省出”排放量来。
就这样，这套在国内刚刚兴起、远未成熟的低氮燃烧器设备被应用到了燕化的热力锅炉里。在3号油气锅炉试运行成功后，燕化在2014年10月底前，完成了对另外14台油气锅炉的改造。由此实现了氮氧化物排放量为每89mg/m3。而就在半个月改造前，这个数字还在150～180mg/m3之间徘徊。而依照北京市的排放标准，工业锅炉排放氮氧化物要在200mg/m3以内。几个月来，燕化锅炉平均计算，实现氮氧化物减排58%。
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