实施“工业绿动力”计划推进煤炭清洁高效利用

王玉刚

摘要：清洁高效利用煤炭资源，对于有效改善山东乃至整个京津冀地区大气污染具有重要意义。省委省政府高度重视，先后出台了《关于加快生态文明建设的意见》、《关于加快推进全省煤炭清洁高效利用工作的意见》等政策文件。省经信委、省财政厅出台了《山东省“工业绿动力”计划实施方案》、《山东省高效环保煤粉锅炉推广行动计划（2016-2018年）》等文件，强化措施，铁腕整治，“工业绿动力”计划实现重大突破。淄博市等10个试点市，紧抓机遇，主动作为，创新方式，取得了积极成效。

关键词：煤炭清洁高效利用； “工业绿动力”计划；解耦燃烧；分布式集中供热

中图文献号：F426.2 文献编码：A DOI：10.3969/j.issn.1003-8256.2017.01.003

习近平总书记指出，推动能源生产和消费革命是长期战略，必须从当前做起，加快实施重点任务和重大举措。省委省政府深入贯彻党的十八大、十八届三中、四中、五中、六中全会和习近平总书记系列重要讲话精神，高度重视煤炭清洁高效利用，将其摆在生态文明建设的重要位置，先后出台了《关于加快生态文明建设的意见》、《关于深入推进供给侧结构性改革的实施意见》和《关于加快推进全省煤炭清洁高效利用工作的意见》等文件，启动实施了“工业绿动力”计划，有效改善了山东乃至京津冀空气质量，为大气污染防治做出了积极贡献。

1 “工业绿动力”计划取得显著成效

山东省煤炭消耗总量为4.1亿吨，其中，冶金、化工、建材、工业锅炉（窑炉）等工业领域用煤约为1.5亿吨，占全省煤炭消耗总量37.5%，这部分用煤设施存在分布广、吨位小、能效低、排放高等问题，是大气污染的重要来源之一，推进工业领域煤炭清洁高效利用势在必行，也迫在眉睫。为解决这一问题，山东省开展了清洁高效利用传统能源、深度开发利用绿色能源、优化节能投资方式三项工作。省经信委等部门先后出台了《山东省“工业绿动力”计划实施方案》、《山东省高效环保煤粉锅炉推广行动计划（2016-2018年）》等文件，开展了锅炉安全与节能集中排查整治攻坚战。省政府两次在淄博召开会议调度推进，试点工作从淄博扩展到济南等10个市，渐次推开，步步跟进，调度督导，督查落实，取得了很好的效果。淄博、泰安、临沂、德州市被国家确定为工业领域煤炭清洁高效利用试点城市，占全国总数的一半。国家工信部在淄博召开试点市经验交流会，推广了山东省的经验做法。去年，全省建成“工业绿动力”计划项目2735个，年节约标煤838万吨，减排二氧化碳2095万吨。在清洁高效利用传统能源方面。对新建、改造的高效煤粉锅炉示范项目，按照不超过10万元/蒸吨的标准，省财政给予一次性奖励。鼓励企业使用高效环保煤粉锅炉，对煤粉制备、物流配送、锅炉改造等环节进行改造升级，提高煤炭清洁高效利用水平。锅炉改造后，热效率由60%提高到90%以上，烟尘、二氧化碳和氮氧化物实现超低排放。实现了“一集中、二转化、三不见、四节能”，即煤粉制备实现集中供应，人工操作转化为智能控制、煤粉灰转化为混凝土原料，不见煤、不见灰、不见烟，节煤、节电、节人、节地。在深度开发利用绿色能源方面。加快太阳能集热系统在纺织、食品、化工等工业领域的应用，减少对煤炭的依赖，建成太阳能工业热利用项目107个，形成9000吨/天的热水生产能力，年可节约标煤11万吨，减排二氧化碳27万吨，部分项目已全部代替原有燃煤锅炉。在优化节能投资方式方面。采取合同能源管理等新机制，降低企业节能投入，先后围绕锅炉改造、余热余压利用、绿色照明等，推广了一批合同能源管理示范项目。

2 实施解耦燃烧和洁净型煤匹配技术

家家点火、户户冒烟，是我国许多农村地区冬季烧煤取暖的常态。据不完全统计，我国1.6亿户农村居民家庭中，采取分散采暖模式的约有9300万户，其中燃煤采暖约6600万户，散煤使用量约2-3亿吨，占煤炭终端消费量的10%。民用采暖炊事炉具保有量约1.2亿台，近80%的居民使用低效炉具，燃用劣质、高硫烟煤。散煤直燃低空直排造成的污染是达标排放量的10-20倍，占燃煤排放量的50%以上，所形成的PM2.5占燃煤排放量的36%以上，民用散煤燃烧排放是造成大气污染的重要因素。据中科院研究表明，采用煤改电、煤改气涉及农村电网、燃气管网改造，前期投入成本大，后期使用费用分别是燃煤的7-10倍和5-8倍，且受到燃气资源限制。使用优质无烟块煤、兰炭虽可减少污染物排放，但存在资源少和价格高的问题。立足于我国丰富的煤炭资源，中国科学院与山东兖矿集团合作，采用“好炉+型煤”的配套模式，发明的解耦燃烧与洁净型煤技术，打破了家用燃煤炉具燃烧烟煤就得冒烟，不使用脱硫脱硝除尘设备环保不达标的传统模式，从根本上解决了我国农村和城郊煤炭散烧污染问题。

煤炭高温富氧燃烧，有利于提高燃烧效率，但会增加NOx的排放；相反，低温贫氧燃烧，有利于抑制NOx的生成，但燃烧不充分，造成浪费。传统燃烧技术缺乏对这种耦合关系的有效控制，很难在提高燃烧效率的同时降低污染物排放。中国科学院发明的解耦燃烧技术，通过优化炉膛结构，对煤炭热解和燃烧过程进行解耦，先后经过低温还原气氛下的低氮燃烧、高温氧化条件下的可燃物燃尽两个过程，有效降低了燃烧过程中NOx、CO和烟黑的排放，提高了热效率。与传统燃煤炉相比，解耦燃煤炉的NOx排放可降低30-45%，节煤量可达20-30%。

为给老百姓提供质优、价廉、好使的洁净煤，兖矿集团引进国家“千人计划”人才，研发的新型改性洁净型煤，取得了“三大突破”。一是高效复合添加剂技术取得突破。对燃煤进行提质改性，实现了NOx、SO2和烟尘等污染物协调脱除。二是改性型煤技术取得突破。以豐富的烟煤资源为原料，采用干压成型工艺，加工生产高效改性洁净型煤，烟尘排放浓度比散煤降低95%，燃尽率、烟煤固硫率分别大于95%和75%，达到了燃煤工业锅炉排放标准。三是锅炉超低排放技术取得突破。针对工业链条炉，形成型煤脱硫脱销除尘技术路线，不需尾部烟气脱硫脱销设施，就能实现燃煤污染物有效控制，NOx排放浓度可降低30%；针对循环硫化床锅炉，采用复合添加剂和低氮燃烧技术，根据工业试验结果表明，脱硫效率达到95-97%，实现超低排放。

按照“煤炉匹配”的原则，中国科学院与兖矿集团合作，将解耦燃烧技术应用于高效改性洁净型煤的燃烧，不仅实现了NOx、SO2的有效减排，而且有益于高效固灰与降尘，达到了NOx、SO2和烟尘等污染物协同控制的效果，为解决散煤污染提供了有效途径。

3 制定“工业绿动力”系列地方标准

为加快实施“工业绿动力”计划，强化标准引领作用，2016年，山东省质监局、省节能办组织相关省标准化技术委员会专家，召开了“工业绿动力”系列地方标准审查会。通过项目查新、专家论证，确定中科洁能有限公司会同其他6家单位负责制定《高效煤粉锅炉燃烧器安全技术条件》、《高效煤粉锅炉燃烧器型式试验规则》、《高效煤粉锅炉燃烧输粉系统安全技术条件》、《工业煤粉锅炉用煤粉技术条件》、《工业煤粉锅炉用煤粉生产安全技术要求》、《工业煤粉锅炉用煤粉运输安全技术要求》等“工业绿动力”系列地方标准。

“工业绿动力”系列地方标准，是山东省在推进“工业绿动力”计划中，不断探索总结形成的工作创新成果，在全国属于首创，并得到国家认可。制定“工业绿动力”系列地方标准，将填补高效环保煤粉及锅炉领域标准的空白，有效解决高效环保煤粉锅炉节能、安全、环保运行监管缺少问题，同时，也对推动产学研联合创新、提高产品质量、规范行业发展、推进“工业绿动力”计划顺利实施具有重要作用。

4 淄博“绿动力提升”工程强势推进

淄博市产业结构偏重、煤炭消耗量大，以担负全省高效环保煤粉锅炉推广行动计划试点为契机，进一步深化拓展“工业绿动力”计划内涵，对所有涉及煤炭利用的燃煤锅炉、建材、冶金及其他行业的设施、工艺进行全面节能减排综合治理，推进实施了“绿动力提升”工程，破解了转型发展的“心肺之患”。2016年，完成投资64.49亿元，实施2036个治理项目，减少烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放3万吨、12.1万吨和7.8万吨，工程竣工率100%。在工业窑炉方面，所有耐火材料企业改为使用天然气或集中煤制气，不能改造且排放不达标的一律关停；铸造企业冲天炉全部实施电炉改造，不能进行电炉改造或污染物不达标的，实施关停淘汰。在焦化行业方面，对焦炭企业实施综合整治，排放不达标的，实施停产治理。淄川宝塔焦化等4户企业已停产并做出承诺，博山宏源焦化等4户企业已开工治理。在燃煤锅炉方面，对10蒸吨以下的直燃煤小锅炉实施清洁能源置换，不能进行置换的予以关停淘汰。对10蒸吨及以上的非电站燃煤锅炉，实施高效环保煤粉锅炉替代和超低排放改造。通过“绿动力提升”工程实施，空气质量明显改善，2016年空气质量良好天数、“蓝天白云，繁星闪烁”天数分别达到193和225天，改善幅度居全省首位。

5 临沂市创新分布式集中供热模式

临沂市作为革命老区，产业转型升级、提质增效任务繁重。2016年，临沂市兰山区认真落实全省加快推进“工业绿动力”计划部署要求，以临沂市列入国家工业领域煤炭清洁高效利用试点市为契机，积极探索，先行先试，上大压下，集中供热，在板材产业集聚区率先以大吨位高效环保煤粉锅炉替代低效分散小锅炉，成功走出了一条“分布式区域集中供热”的新路子。

兰山区工业企业主要包括木业、食品、有色金属、机械、医药等传统产业，其中，木业有大小板材企业4000余家，产业集聚效应明显。产业集聚区内共使用10吨以下燃煤锅炉1781台，占兰山区锅炉总量60%以上，这部分锅炉噸位小、能效低、排放高，且点多、线长、面广高度分散，由此带来的污染成为影响环境空气质量的主要因素和治理难点。为了彻底改变这种现状，兰山区委、区政府痛下决心，一手抓淘汰落后小锅炉，一手抓新建高效环保煤粉锅炉，实现了经济发展和节能减排“双赢”。现已投资1.43亿元，建成投产高效环保煤粉锅炉5台、180蒸吨，替换淘汰周边燃煤小锅炉230台、800蒸吨，节能减排成效显著。一是效率高。集中供热前，分散小锅炉吨煤产汽量为6吨左右，锅炉热效率和煤炭燃尽率分别为60%和90%。高效环保煤粉锅炉替代后，吨煤产汽量稳定达到9吨左右，锅炉热效率和煤炭燃尽率分别达到90%和98%。二是排放低。与过去“家家点火”、“处处冒烟”污染状况相比，现在PM2.5、PM10、二氧化硫、氮氧化物浓度分别改善10.1%、10.4%、17.6%、13.0%。三是成本小。分布式区域集中供热，解决了分散供热模式，节煤、节人、节地。前三季度，兰山区煤炭消费占能源消费比重为34.2%，同比降低了17.3个百分点；过去分散锅炉占地约5万平方米、用工800余人，实行区域集中供热后用地1.5万平方米、用工200余人，兰山区“分布式区域集中供热”模式已经显现出良好的经济效益和社会效益。今年，兰山区通过规划论证，计划新上13台、740蒸吨高效环保煤粉锅炉，项目完工后，将全部替换淘汰周边2000余台燃煤小锅炉。

6 拓展“工业绿动力”计划实施内容

山东省是经济大省、工业大省，也是能耗大省。2016年，全省生产总值达到6.7万亿元，居全国第三位；规模以上工业利润8643.1亿元，居全国第二位；能耗总量3.8亿吨标准煤，居全国第一位。从能源消费和经济贡献来看，山东以占全国8.8%的能源消费创造了占全国9.2%的GDP、13%的工业利润，为全国经济发展做出了贡献。下一步，山东省将以“工业绿动力”计划为引领，打好节能减排攻坚战，重点实现“三个拓展”。一是从试点城市向全域面上推开拓展。理顺工作机制，加强人员配置，强化协调调度，出台奖补政策，加大工作力度，加快工作进度，确保工作成效。今年，锅炉改造进入攻坚阶段，将重点在全省范围内扶持一批高效环保煤粉锅炉和水煤浆锅炉改造示范工程，省财政给予资金支持。做好项目遴选和储备工作，充分发挥奖补资金导向作用和放大效应，强化项目管理，从严验收，同步核实项目节能减排效果，确保锅炉改造质量，提高企业实施积极性。二是从锅炉改造向重点行业、企业、设备拓展。煤炭清洁高效利用涉及焦化、工业窑炉、煤化工等重点行业、年能耗万吨标准煤以上的重点企业和变压器、电机等重点用能设备，节能挖潜空间很大，紧紧围绕焦化、工业窑炉、煤化工等重点行业，组织拉网式排查，全面摸清燃煤企业和项目底数，逐一制定精准治理方案，通过实施清洁能源替代、节能技术改造、建设环保治理设施等，确保企业稳定达标排放。紧紧围绕年耗能万吨以上的重点企业，研究制定《重点企业节能基础管理评级办法》，严格按照节能、环保、安全等标准，倒逼企业转型升级，对不达标的一律停产治理。对于产能过剩和重污染企业，切实加大落后产能淘汰力度，关停淘汰的项目要以主体动力设备拆除为竣工标准，杜绝死灰复燃。紧紧围绕变压器、电机等重点用能设备，实施好高效配电变压器、电机能效提升工程，禁止生产和新上高耗能、低效率配电变压器和电机，加快升级改造步伐，逐步淘汰落后设备，实现升级换代，提高用电效率，提升用能水平。三是从太阳能工业热利用向空气能、地热能、生物质能等领域拓展。新能源在节能减排中发挥着举足轻重的作用。摸清实情，“一企一策”，结合“煤改电”、“煤改气”、“煤改油”等工程，加快空气源热泵、地源热泵等新能源推广应用，减少煤炭消耗，降低企业使用成本。要因地制宜，合理布局，规范建设，有序推进生物质直燃和生物质气化发电，发展生物质成型燃料，建设沼气发电装置。

煤炭清洁高效利用是重大民生工程，也是推动经济转型发展的重要举措，需要社会各方面积极参与，各级政府大力支持。当前，在实施过程中还存在着一些困难和问题，主要是高效煤粉锅炉改造投入大，在资金政策扶持上需要进一步加大力度；政策法规不够完善，有效的监管手段相对缺乏等。建议，一是建议将山东省纳入京津冀专项资金扶持范围，加大对山东“工业绿动力”计划的支持力度。二是建议国家支持解耦燃烧和洁净型煤匹配技术的推广应用，加快淘汰落后燃煤技术和炉具。三是建议国家继续实施燃煤锅炉节能环保提升专项工程，2015年，山东省利用国家专项资金实施了一批锅炉改造项目，起到了很好的示范带动作用，建议加大对燃煤锅炉改造的支持。

（编辑：王保宁）

Abstract： Clean and efficient use of coal resources is significant to effectively improve the air pollution in Shandong and even the whole region of Beijing， Tianjin and Hebei. Shandong provincial government formulated a series of policies to solve this issue. Shandong Provincial Commission and Provincial Department of Finance issued a series of documents to breakthrough industrial green power plan. At the same time， Zibo City and other nine pilot cities seized the opportunity and achieved positive results.

Keywords：Clean and efficient use of coal；Green Power Plan；Decoupling Combustion；Distributed Central Heating