工業鍋爐仍以燃煤為主，余熱鍋爐壹般用於回收余熱。循環流化床鍋爐是工業鍋爐中常見的。
工業鍋爐是重要的火電設備，中國是當今世界上生產和使用鍋爐最多的國家。中國制造業是在新中國成立後建立和發展起來的。特別是改革開放以來，隨著國民經濟的蓬勃發展，我國擁有各級鍋爐制造許可證的企業有1000多家，能夠生產各種型號的鍋爐工業鍋爐。
工業鍋爐概況
在未來很長壹段時間內，燃煤工業鍋爐仍將是我國的主導產品[1]，且多為中大容量(單臺蒸發量≥10t/h)。然而，燃煤鍋爐會造成嚴重的環境汙染。隨著能源供應結構的變化和節能環保要求的日益嚴格，天然氣的開發和應用將進入快速發展期。小型燃煤工業鍋爐將退出中心城區。因此，采用清潔燃料和清潔燃燒技術的高效、節能、低汙染的工業鍋爐將是產品發展的趨勢。
1國內工業鍋爐概況1.1國內有鍋爐制造許可證的企業。截至2002年底，已有37家企業獲得YJ類證書，674家企業自主獲得零部件生產許可證。2002年全國工業鍋爐裝機57.6萬臺，總火電199.46萬MW。
2002年，甲、乙類鍋爐* * *生產企業共完成工業鍋爐2.36萬臺，約占蒸汽量9.06萬噸。統計顯示，前50家工業鍋爐廠的總產量已經超過總需求的50%。
1.2工業鍋爐行業特點
自15年以來，我國工業鍋爐年產量壹直徘徊在7000 ~ 65438+萬噸之間。1987年全國工業鍋爐產量達到85 483噸，而2001年仍為85 400噸。但行業規模從原來的551家增加到969家，翻了近1倍，增加的企業多為小規模的C、D類企業。這些企業實際上占工業鍋爐行業企業總數的3/4以上，這是壹種畸形發展。
全國鍋爐生產企業1000多家，工廠太多，產品雷同性大，大部分沒有形成規模化生產。2001年，僅18家企業就生產了1，000蒸噸以上。他們當年生產鍋爐37 613蒸噸，卻占當年工業鍋爐總產量的44%。C、D類企業鍋爐平均年產量只有50噸，工廠總數卻多達732家，可見工業鍋爐集中度不高。因為工廠太多，中小爐供大於求。在數千家鍋爐企業中，只有100家左右有自行設計的能力，其余大部分沒有基本的技術開發能力。很多中小企業舉步維艱，有的企業問題很多，於是轉產或者倒閉。
10年以來，由於各種因素，工業鍋爐產品發生了壹些新的變化。容量≤ 4 t/h的工業鍋爐比例從1991的60%下降到2001的30%，幾乎下降了1/2，而容量≥ 10 t/h的鍋爐比例從25%上升到54%，使得容量大。並且燃煤鍋爐占比開始下降，從1991年的90%下降到2001年的81%，而油氣鍋爐占比從191年的不足6%上升到1年。從燃燒方式來看，循環流化床鍋爐占鍋爐總容量的比重從1991的3%上升到2001的10%以上，鏈條爐排鍋爐略有上升。從工業鍋爐類型來看，水火管鍋爐在容量上的占比從1991的45%下降到2001的21%，內燃鍋爐占比從不足4%上升到10%以上。
2 [1]行業和企業面臨的挑戰和機遇2.1中國加入WTO後，中國鍋爐行業面臨著巨大的競爭壓力。隨著我國入關後制造許可證保護力度的減弱，外國企業在我國申請制造許可證的數量正以每年15%的驚人速度增長。到2002年上半年，獲得國內制造許可證的外國鍋爐壓力容器制造商已達626家。近年來，外國公司還在中國建立了65，438+04家合資或獨資企業，其中大部分生產油氣鍋爐。入世後，低稅率關稅使得大量國外鍋爐湧入中國市場，2000年為1，646臺，2006年為2491臺，2002年為3246臺。因此，中國的工業鍋爐行業和企業面臨著關稅大幅降低和越來越多的外國企業從中國獲得制造許可的壓力。
2.2節能環保要求日益嚴格。我國工業鍋爐消耗約1/3年產量，排放CO2 6億多噸，SO2 500-600萬噸，占全國排放總量的21%。中國已於2002年批準了《京都議定書》。壹旦議定書生效，中國必須降低溫室氣體排放目標，工業鍋爐必須率先降低能耗和排放。為了減少二氧化硫對環境的破壞，大中城市都采取了限制市區燃煤鍋爐使用的措施。近日，福州市發布了《福州市酸雨控制區酸雨和二氧化硫汙染物防治第十個五年規劃》。根據計劃，2005年，福州市建成區將停止燃煤小鍋爐，市區將積極改造燃氣、地熱和電鍋爐。
2.3制造鍋爐的原材料價格上漲，企業間競爭激烈。2002年2月以後，全國鋼材市場制造鍋爐的原材料價格上漲，配套鍋爐的輔機也相繼上漲，都給鍋爐廠增加了成本壓力。另壹方面，由於工業鍋爐行業工廠太多，產品大同小異，企業之間的競爭尤其是價格戰愈演愈烈。在招標過程中，壹些企業甚至不惜成本爭奪市場，造成增產不增收的現象，這無疑消耗了工業鍋爐企業的利潤，削弱了壹些企業可持續發展的後勁，甚至斷送了少數企業的前途。2.4能源消費結構將發生變化，天然氣開發應用的快速發展將為工業鍋爐的發展帶來機遇。中國常規天然氣可采資源量約為10 ~ 14.7萬億m3。西氣東輸工程將於2004年投入使用，工程沿線的八個省市將受益。川渝盆地天然氣進入湖南湖北，東海天然氣落戶寧波，長慶油田天然氣供應華北。同時，中國將積極利用國際天然氣資源，將逐步建立中亞-俄羅斯-中國-韓國的長輸管道，並在中東-亞洲-澳大利亞-中國的東南沿海開辟海上油氣管道。福建省的液化天然氣建設項目是從印尼塘沽氣田引進的。天然氣開采後，經低溫液化後海運至福建莆田秀嶼LNG接收站。將向福州、莆田、泉州、廈門和漳州的燃氣用戶供氣，並分別向莆田、廈門和晉江的新建燃氣電廠供氣。計劃2007年供氣。這些都表明我國天然氣的開發應用進入了快速發展時期，工業鍋爐行業應抓住這壹機遇，開發相應的天然氣利用設備，提供相應的系統服務。
3工業鍋爐行業產品發展趨勢
未來工業鍋爐產品的市場發展不僅受我國國民經濟發展速度和投資規模的影響，也越來越受到能源政策和節能環保要求的制約。隨著高性能產品的普及和產品質量的提高，2000年至2065，438+00年，每年將有約5萬噸工業鍋爐需要更新，2065，438+00年後，每年將有約7萬噸工業鍋爐需要更新。此外，隨著新安裝機器的增加，到2065，438+00年，工業鍋爐的年需求量約為65，438+。
未來大中城市小容量燃煤鍋爐比重將明顯下降，循環流化床鍋爐等采用清潔燃燒技術的鍋爐將快速發展，燃氣鍋爐將有較大進步，燃用生活垃圾和生物質的鍋爐市場潛力很大。隨著電力工業的改革和發展，蓄熱式電熱鍋爐系統的市場將進壹步擴大。因此，采用清潔燃料和清潔燃燒技術的高效、節能、低汙染的工業鍋爐將是工業鍋爐產品的發展趨勢，並向高端、高附加值的產品市場發展。
3.1層燃鍋爐
我國爐排鍋爐較多，在節能環保方面有待進壹步提高。在原煤洗篩的基礎上，同時改進燃燒設備，將會有更大的發展空間。對於仍在手工燃燒、間歇加煤的小型固定爐排鍋爐，將被淘汰，取而代之的是新開發的新型鍋爐。
3.2循環流化床鍋爐
循環流化床燃燒技術具有強化傳熱、燃燒效率高、燃料適應性廣、汙染物排放少等特點，應在≥ 10 t/h的燃煤工業鍋爐上積極開發應用，是壹種很有前途的清潔燃燒技術。
3.3燃油和燃氣鍋爐
燃油或燃氣工業鍋爐不僅能提高鍋爐熱效率，還能顯著減少汙染物排放。但受限於初期投資和日常運營成本。此外，國家正在推進節油替代政策，預計燃油鍋爐的發展將受到抑制。但隨著國家環保力度的加大和西氣東輸、國際天然氣資源利用等項目的實施，大部分城市開始推廣應用清潔能源，大量燃氣鍋爐將取代原有的燃煤鍋爐，燃氣鍋爐的市場前景相當廣闊。預計未來燃氣鍋爐將占年工業鍋爐總容量的15 %~20%。
3.4電加熱鍋爐
電加熱鍋爐具有清潔可靠的優點，但電能是壹種清潔的二次能源，電價較高，運行成本是燃煤鍋爐的6倍，燃氣的2倍，所以長期以來，電加熱鍋爐在我國沒有得到很好的發展。但隨著經濟的發展，電力建設的加快，環保要求的嚴格，特別是峰谷電分開定價後，電熱鍋爐發展迅速。電采暖鍋爐市場將擴大，產品仍以蓄熱式電鍋爐為主。
3.5垃圾焚燒鍋爐
目前，我國城市生活垃圾的成分發生了明顯的變化。紙張、塑料、木材、纖維等有機物等可燃物質大量增加，質量已基本滿足焚燒條件。城市垃圾焚燒發電已經成為可能，為垃圾焚燒鍋爐的發展創造了條件。垃圾焚燒可使垃圾體積減少90%，重量減少70%以上。回收的熱量用於產生蒸汽，效率約85%，轉化為電能約30%。因此，垃圾焚燒技術將成為中國極具發展潛力的新興產業。借鑒國外先進技術，國內垃圾焚燒鍋爐發展迅速，市場前景十分廣闊。
3.6水煤漿鍋爐
水煤漿是壹種新型清潔環保的煤基流體燃料，由約35%的水、65%的煤和1% ~2%的添加劑混合而成。水煤漿既保留了煤的燃燒特性，又具有類似重油的液體燃燒特性。水煤漿外觀像油，流動性好，儲存穩定，運輸方便，燃燒效率高，汙染排放低。我國燃燒水煤漿的實踐證明，約1.8~2.1噸水煤漿可替代1噸燃料油，成本可節約600元左右。因此，水煤漿在數量大、範圍廣的工業鍋爐中替代油氣燃料具有良好的前景。此外，冷凝鍋爐、半氣流燃燒鍋爐等工業鍋爐在國內也有壹定的發展空間，也應引起重視。4結論
中國的鍋爐行業既不是“朝陽行業”，也不是“夕陽行業”，而是壹個有人類的永恒行業，在中國還是壹個發展中的行業。但目前，我國工業鍋爐行業和企業也面臨著各種挑戰和機遇。工業鍋爐制造企業作為市場競爭的主體，要對自身的外部環境和自身的內部條件有清醒的認識，明確自身的市場定位，從戰略的高度進行管理，做到有所為、有所不為。我們必須堅持市場導向戰略，緊緊依靠科技進步，依靠科技創新，在國家能源和環保政策的指導下，調整企業結構和產品結構，抓住機遇，創造適銷對路的具有自身特色的高端產品，以促進企業的發展，保持企業的強勁和可持續發展，從而在激烈的市場競爭中占據壹席之地。
工業鍋爐節能改造技術
(1)增加燃油鍋爐省煤器；
經過節油器處理的碳氫化合物的分子結構發生變化，細小分子的數量增加，分子間距離增加，燃料的粘度降低。這樣壹來，燃油在燃燒前的霧化和細化程度大大提高，燃油在低氧條件下噴入燃燒室時燃燒充分，因此燃燒設備的鼓風量可減少15%至20%，避免了煙道中帶走的熱量，煙道溫度降低5℃至10。燃燒設備的燃料經過省煤器處理後，由於燃燒效率的提高，可節約燃料4.87% ~ 6.10%，且明顯的是火焰明亮刺眼，黑煙消失，爐膛清澈透明。徹底消除燃燒噴嘴的結焦現象，防止再次結焦。消除了燃料不完全燃燒導致的爐壁積渣現象，達到了環保節能的效果。大大減少燃燒設備排出的廢氣對大氣的汙染，廢氣中的壹氧化碳(CO)、氮氧化物(氮氧化合物)、碳氫化合物(HC)等有害成分大大減少，排放的有害廢氣減少50%以上。同時，廢氣中的粉塵含量可降低30%-40%。安裝位置:安裝在油泵和燃燒室或噴嘴之間，環境溫度不超過360℃。
(2)安裝冷凝式燃氣鍋爐省煤器；
燃氣鍋爐的排煙中含有多達18%的蒸汽，其中含有大量未被利用的潛熱，排煙溫度高，顯熱損失大。天然氣燃燒後仍排放氮氧化物和少量二氧化硫等汙染物。降低油耗是降低成本的最佳途徑。冷凝式燃氣鍋爐省煤器可以直接安裝在現有鍋爐的煙道中，回收高溫煙氣中的能量，降低燃料消耗，經濟效益十分明顯。同時，水蒸氣的冷凝吸收了煙氣中的氮氧化物、二氧化硫等汙染物，減少了汙染物排放，具有重要的環保意義。
(3)采用冷凝式余熱回收鍋爐技術；
傳統鍋爐中，煙氣溫度壹般為160 ~ 250℃，煙氣中的水蒸氣仍處於過熱狀態，不可能凝結成液態水並釋放汽化潛熱。眾所周知，鍋爐的熱效率是根據燃料的低位熱值計算的，並沒有考慮燃料高位熱值中汽化潛熱的熱損失。所以傳統鍋爐的熱效率只能達到87% ~ 91%。冷凝式余熱回收鍋爐將煙氣溫度降低到50 ~ 70℃，充分回收煙氣中的顯熱和水蒸氣的冷凝潛熱，提高熱效率；冷凝水也可以回收。
④鍋爐尾部采用熱管余熱回收技術；
余熱是在壹定的經濟技術條件下，能源利用設備中未被利用的能量，即多余和廢棄的能量。包括高溫廢氣余熱、冷卻介質余熱、廢蒸汽和廢水余熱、高溫產物和爐渣余熱、化學反應余熱、可燃廢氣和廢物余熱、高壓流體余壓等七種。據調查，各行業余熱資源總量約占燃料消耗總量的17%~67%，可回收余熱資源約占余熱資源總量的60%。
超導熱管是熱管余熱回收裝置的主要導熱元件，與普通換熱器有本質區別。熱管余熱回收裝置的換熱效率可達98%以上，這是任何普通換熱器都達不到的。熱管余熱回收裝置小，僅為普通換熱器的1/3。其工作原理如圖:煙氣通道在左側，潔凈空氣(水或其他介質)通道在右側，中間有隔板互不幹擾。高溫煙氣從左通道排出，排出時沖洗熱管。當煙氣溫度高於30℃時，熱管啟動，自動向右導熱。此時熱管左側吸熱，高溫煙氣流經熱管後溫度下降，熱量被熱管吸收傳導至右側。在鼓風機的作用下，室溫的潔凈空氣(水或其他介質)沿右通道反方向流動沖刷熱管。此時熱管右側放出熱量加熱潔凈空氣(水或其他介質)，空氣流經熱管後溫度上升。在鍋爐的煙道處安裝由多根熱管組成的余熱回收裝置，吸收煙氣中的熱量並高速傳導到另壹端，使煙氣溫度降低到露點附近，減少散熱損失。加熱的清潔空氣可以幹燥材料或將其補充到鍋爐中進行循環利用。提高鍋爐和工業窯爐的熱效率，降低燃料消耗，達到節能的目的。
在工業燃油、燃氣、燃煤鍋爐的設計制造中，為防止鍋爐尾部受熱面的腐蝕和堵灰，標準排煙溫度壹般不低於180℃，最高可達250℃。高溫煙氣排放不僅浪費大量熱能，而且汙染環境。
熱管余熱回收器可以回收煙氣的熱量，回收的熱量可以根據需要用於加熱水作為鍋爐補給水和生活用水，或者加熱空氣作為鍋爐助燃空氣或者幹燥物料。節約燃料成本，降低生產成本，減少尾氣排放，節能環保壹舉兩得。改造投資可在3-10個月內收回，經濟效益顯著。
⑤采用防垢除垢技術；
通過使用鍋爐除垢劑和電子防垢劑，優化了水汽循環系統，合理控制了鍋爐排汙量，減少了水垢，提高了鍋爐熱效率。
⑥采用燃油添加劑技術；
在燃油中添加添加劑可以優化燃油，減少煙塵，提高熱效率。
⑦采用新燃料；
通過使用新型環保燃料油達到降低燃料成本的目的。
⑧采用富氧燃燒技術；
空氣中的氧含量≤21%。工業鍋爐的燃燒也是在這樣的空氣下進行的。實踐表明，當鍋爐燃燒的煤氣氧量達到25%以上時，節能高達20%；鍋爐啟動加熱時間縮短1/2-2/3。富氧是用物理方法收集空氣中的氧氣，使收集到的氣體中氧氣含量為25%-30%。富氧燃燒是壹種新型節能環保技術。近十年來，隨著環保要求的不斷提高和節能的需要，富氧燃燒作為壹種新的燃燒技術在世界範圍內蓬勃發展。現在西方壹些發達國家要求所有新建的工業爐和鍋爐不能用普通空氣燃燒，而要用富氧空氣燃燒。
⑨采用旋流燃燒鍋爐技術；
眾所周知，傳統鍋爐有兩個缺點。壹種是燃燒時冒出煙塵，成為重要汙染源；二是煤渣燃燒不充分，能源浪費極其嚴重。與傳統工業鍋爐相比，純無煙節能旋流燃燒鍋爐新技術具有絕對優勢。比手燒鍋爐節煤30%~35%，比鏈條式自動鍋爐節煤25%。由於純無煙再節能技術采用PID變頻和ABM節電系統，比傳統鍋爐節電40%，揮發分可燃燒利用90%以上，而傳統鍋爐揮發分燃盡率只有78%左右，22%的煙氣排入大氣。純無煙再節能旋流燃燒技術使灰渣燃盡率達到97%，而傳統鍋爐灰渣燃盡率僅為80%左右。正是因為這些原因。純無煙節能燃燒技術可將爐溫從原來的1200℃提高到1500℃左右，提高燃燒效率，節約燃料，滿足客戶需求。
⑩空氣源熱泵熱水機組的替代技術；
用空氣源熱泵熱水機組替代現有的油(氣)熱水鍋爐；可節約30%至50%的能源消耗
⑾燃煤鍋爐改造為燃油(氣)鍋爐；
鍋爐是國民經濟中重要的熱能供應設備。電力、機械、冶金、化工、紡織、造紙、食品等行業，以及工業和民用供熱都需要鍋爐供應大量熱能。
鍋爐是利用燃料燃燒釋放的熱能或其他能量，將工質(中間熱載體)加熱到壹定參數的裝置。用來加熱水使之變成蒸汽的鍋爐叫蒸汽鍋爐，也叫蒸汽發生器；用來加熱水使其溫度升高並變成熱水的鍋爐叫熱水鍋爐，用來加熱有機熱載體的鍋爐叫有機熱載體鍋爐。
從能源利用的角度來看，鍋爐是壹種能量轉換設備。在鍋爐中，壹次能源(燃料)的化學儲存可以通過燃燒過程轉化為燃燒產物(煙氣和灰渣)攜帶的熱能，再通過傳熱過程將熱量傳遞給中間熱載體(如水和蒸汽)，由它將熱量傳遞給用熱設備。
這種傳遞熱量的中間熱載體屬於二次能源，因為它的目的是為用能設備提供能量。當中間熱載體用於熱機中的熱功轉換時，稱為“工質”。如果中間熱載體只是向熱力設備傳遞和提供熱量進行熱利用，通常稱為“熱媒”。
鍋爐按用途可分為電站鍋爐、工業鍋爐、船舶鍋爐和機車鍋爐。前兩種也叫固定鍋爐，因為它們安裝在固定的基礎上，不能移動。後兩類被稱為移動鍋爐。這本書介紹了固定式工業鍋爐。
鍋爐中有三個主要過程:
(1)燃料在爐內燃燒，其化學儲存能以熱能的形式釋放出來，使火焰和燃燒產物(煙氣和灰渣)具有高溫。
(2)高溫火焰和煙氣通過“受熱面”將熱量傳遞給工質(熱媒)。
(3)工質(熱媒)被加熱，其溫度升高或汽化成飽和蒸汽，或進壹步被加熱成過熱蒸汽。
以上三個過程相互聯系，同時進行，實現能量的轉換和傳遞。隨著能量的轉化和轉移，物質流動和變化:
(1)給水(或回水)等工質進入鍋爐，最終以蒸汽(或熱水)的形式供給。
(2)燃料，如煤，在爐內燃燒，其可燃部分與原有水分壹起轉化為煙氣，而其原有灰分仍保持為灰分。
(3)空氣送入爐內，氧氣在爐內參與燃燒反應，多余的空氣和反應中殘留的惰性氣體混合在煙氣中排出。
水汽系統、煤灰系統、風煙系統是鍋爐的三個主要系統，這三個系統的工作是同時進行的。
壹般來說，這些過程(包括燃燒、放熱、排渣、氣流等。)被稱為“爐內過程”；過程(水和蒸汽流動、吸熱、汽化、汽水分離、熱化學過程等。)在水和蒸汽的-1側進行的過程統稱為“罐內過程”。