楊智麟 張杰 闞孝玲

（東營(yíng)市工業(yè)產(chǎn)品檢驗(yàn)與計(jì)量檢定中心 山東東營(yíng) 257091）

工業(yè)鍋爐是生產(chǎn)生活必需品。作為一個(gè)以地方石油產(chǎn)品煉化產(chǎn)業(yè)為支柱的石油工業(yè)城市，東營(yíng)市城區(qū)內(nèi)的電站鍋爐的能源消耗和污染排放量最高，其次是工業(yè)生產(chǎn)用動(dòng)力鍋爐，兩者煤炭燃料消耗量遠(yuǎn)高于建筑材料、機(jī)械制造等高能量消耗的工業(yè)行業(yè)；全市范圍內(nèi)工業(yè)生產(chǎn)用動(dòng)力鍋爐給造成的排放污染已經(jīng)超過(guò)了電站動(dòng)力鍋爐。截至2017年5月，能源計(jì)量數(shù)據(jù)表明，東營(yíng)市全市現(xiàn)有在用鍋爐3900余臺(tái)，其中燃煤鍋爐約占全市工業(yè)生產(chǎn)用動(dòng)力鍋爐在用臺(tái)數(shù)的80%，是東營(yíng)市工業(yè)生產(chǎn)用動(dòng)力鍋爐燃燒設(shè)備的主要方式；其他工業(yè)生產(chǎn)用動(dòng)力鍋爐以燃?xì)?、燃油為主，約占20%。能源計(jì)量檢測(cè)為以上數(shù)據(jù)提供支撐［1-2］。

東營(yíng)市已經(jīng)認(rèn)識(shí)到工業(yè)生產(chǎn)用動(dòng)力鍋爐在該市社會(huì)發(fā)展和國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要性，東營(yíng)市政府在節(jié)能工作中將鍋爐技術(shù)進(jìn)步列為節(jié)能減排工作的重要內(nèi)容。東營(yíng)市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局（現(xiàn)東營(yíng)市市場(chǎng)監(jiān)督管理局）與東營(yíng)市政府節(jié)約能源辦聯(lián)合結(jié)合《國(guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)計(jì)量發(fā)展規(guī)劃（2013—2020年）的通知》（國(guó)發(fā)〔2013〕10號(hào)）和《山東省人民政府關(guān)于貫徹落實(shí)〈計(jì)量發(fā)展規(guī)劃（2013—2020年）〉的實(shí)施意見(jiàn)》（魯政發(fā)〔2013〕27 號(hào)）精神，已將燃煤污染物綜合控制和利用的技術(shù)與裝備、燃料煤的高效開(kāi)發(fā)利用等列作優(yōu)先主題的重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容［3-4］。

1 東營(yíng)市工業(yè)節(jié)能減排工作中在用動(dòng)力鍋爐的現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題

在大面上看，東營(yíng)市工業(yè)生產(chǎn)用動(dòng)力鍋爐存量大，應(yīng)用面廣。作為我國(guó)最后開(kāi)發(fā)的三角洲地區(qū)，為促進(jìn)工業(yè)發(fā)展，拉動(dòng)GDP增長(zhǎng)，在招商引資大潮中，招徠了大量能源消耗大與物料排放高的高能耗企業(yè)，為保企業(yè)生產(chǎn)，這些針對(duì)耗能企業(yè)的節(jié)能減排工作很難開(kāi)展。參照歷年來(lái)能源計(jì)量的數(shù)據(jù)，筆者認(rèn)為，動(dòng)力鍋爐改造是能減排工作的重點(diǎn)，其減排節(jié)能工作很難見(jiàn)到明顯效果的主要原因在于鍋爐、輔機(jī)、燃料、人員、自動(dòng)控制5個(gè)方面的因素缺乏應(yīng)有的綜合協(xié)調(diào)發(fā)展。B、A、F、M、C這5個(gè)要素所涉及的內(nèi)容參見(jiàn)圖1（B-鍋爐；A-輔機(jī)；F-燃料；M-人員；C-自動(dòng)控制，簡(jiǎn)稱“BAFMC五要素”）。

圖1 B AF MC 五要素

（1）鍋爐?，F(xiàn)下存在的主要問(wèn)題是，燃料的品質(zhì)和風(fēng)速配送的均勻性有待進(jìn)一步改善，針對(duì)質(zhì)量差別很大的煤燃料，缺乏均勻有效的燃燒調(diào)節(jié)技術(shù)（結(jié)合第（3）條討論），導(dǎo)致鍋爐排煙溫度過(guò)高、爐渣含碳量超標(biāo)等問(wèn)題。此環(huán)節(jié)是能源計(jì)量的設(shè)備基礎(chǔ)。

（2）輔機(jī)。目前，調(diào)節(jié)技術(shù)不能滿足能源控制環(huán)節(jié)的要求。輔機(jī)決定的工作環(huán)節(jié)有：燃料煤能夠機(jī)械化連續(xù)供應(yīng)、燃燒；需要的風(fēng)速能夠均勻地配送；能夠連續(xù)暢通排出爐渣；產(chǎn)生的污染物經(jīng)一系列工藝能夠達(dá)標(biāo)高效化處理。此環(huán)節(jié)決定鍋爐燃燒調(diào)節(jié)技術(shù)。

（3）燃料。其是工業(yè)生產(chǎn)用動(dòng)力鍋爐節(jié)能減排的對(duì)象，是燃燒提供動(dòng)力的物質(zhì)基礎(chǔ)。當(dāng)前的問(wèn)題是，煤燃料配送未能實(shí)現(xiàn)分級(jí)、分類、分質(zhì)供應(yīng)。目前尚未實(shí)現(xiàn)不依賴散煤、末煤供應(yīng)的現(xiàn)狀，需要對(duì)動(dòng)力鍋爐的燃燒供能系統(tǒng)、爐前配煤技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)。

（4）人員。東營(yíng)市1983年建市，是基于石油工業(yè)的新興城市，在缺乏對(duì)工業(yè)生產(chǎn)用動(dòng)力鍋爐運(yùn)行監(jiān)、診、調(diào)、控技術(shù)的條件下，從事石油產(chǎn)品煉化行業(yè)的操作人員和管理人員對(duì)工業(yè)生產(chǎn)用動(dòng)力鍋爐管理、操作運(yùn)行能力差異很大，水平參差不齊，尤其是操作員業(yè)務(wù)綜合素質(zhì)不高，生產(chǎn)的節(jié)能減排意識(shí)薄弱。人員是節(jié)能減排工作的主體，“人”的意識(shí)形態(tài)和思想行為對(duì)該項(xiàng)工作的影響最大，節(jié)能減排工作的重中之重是做好崗前節(jié)能環(huán)保意識(shí)的教育工作。

目前，東營(yíng)市工業(yè)生產(chǎn)用動(dòng)力鍋爐大規(guī)模使用的企業(yè)中，燃料煤購(gòu)進(jìn)質(zhì)量不穩(wěn)定；進(jìn)煤設(shè)備、除渣等設(shè)備缺乏應(yīng)有的產(chǎn)業(yè)化集成；配套產(chǎn)業(yè)（主要是輔機(jī)，還包括燃料分類分級(jí)機(jī)、分層燃燒機(jī)爐機(jī)廢料處理機(jī)等）由于投入產(chǎn)出比的問(wèn)題，其發(fā)展幾乎為零，還處于極度松散的狀態(tài)，目前存在的主要問(wèn)題總結(jié)如下：大部分鍋爐需升級(jí)；機(jī)爐不配套，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定；系統(tǒng)銜接上存在問(wèn)題。

2016—2020年，隨著能源計(jì)量工作的推進(jìn)，出現(xiàn)以下情況：對(duì)于企業(yè)來(lái)講，經(jīng)核算，節(jié)能減排（鍋爐升級(jí)、爐機(jī)配套）成本遠(yuǎn)高于行政處罰項(xiàng)目罰款，只要主體鍋爐能運(yùn)轉(zhuǎn)，其他配套設(shè)備的投入幾乎不被考慮，也就是說(shuō)鍋爐改造升級(jí)的成本遠(yuǎn)高于運(yùn)營(yíng)成本和行政處罰成本。

（5）自動(dòng)控制。其是指監(jiān)測(cè)、診斷、調(diào)節(jié)和控制?！翱亍笔枪I(yè)生產(chǎn)用動(dòng)力鍋爐軟件和硬件的融合基礎(chǔ)，是牽動(dòng)B、A、F、M這4個(gè)要素的指揮系統(tǒng)，是工業(yè)生產(chǎn)用動(dòng)力鍋爐運(yùn)行的中樞神經(jīng)。除了人的因素外，“控”是目前節(jié)能減排的瓶頸?！翱亍钡幕A(chǔ)是能源計(jì)量，能源計(jì)量的基礎(chǔ)是各類計(jì)量設(shè)施的投入。目前在用的工業(yè)生產(chǎn)用動(dòng)力鍋爐大多缺乏有效的系統(tǒng)集成的自動(dòng)控制裝置和能源計(jì)量檢測(cè)手段，雖然每個(gè)用能企業(yè)對(duì)于過(guò)程控制應(yīng)用了不少辦法。例如，組態(tài)網(wǎng)等控制組件的應(yīng)用，但是對(duì)一臺(tái)正在運(yùn)行中的動(dòng)力鍋爐的能源消耗、利用情況卻一無(wú)所知，既沒(méi)有將排放指標(biāo)作為生產(chǎn)能效實(shí)時(shí)監(jiān)控的內(nèi)容，更談不上工業(yè)生產(chǎn)用動(dòng)力鍋爐運(yùn)行中熱工參數(shù)的在線檢、診、調(diào)。

根據(jù)B、A、F、M、C 這5 個(gè)影響要素，從宏觀上來(lái)講，可以將存在的問(wèn)題總結(jié)如下。

（1）作為影響工業(yè)生產(chǎn)用動(dòng)力鍋爐節(jié)能減排潛力的5個(gè)主要因素，生產(chǎn)用動(dòng)力鍋爐行業(yè)未將B、A、F、M、C和其配套行業(yè)進(jìn)行有效結(jié)合、協(xié)同發(fā)展。

（2）社會(huì)環(huán)境和能源政策沒(méi)有形成對(duì)工業(yè)生產(chǎn)用動(dòng)力鍋爐排放控制切實(shí)緊迫的壓力。在能源計(jì)量一段時(shí)間內(nèi)，東營(yíng)市政府曾在工作中對(duì)主動(dòng)申報(bào)的用能企業(yè)進(jìn)行財(cái)政補(bǔ)貼，補(bǔ)貼的辦法和方式為：企業(yè)主動(dòng)申報(bào)在用鍋爐的噸位、能耗情況，對(duì)于生產(chǎn)部位需滿足節(jié)能減排要求的鍋爐申請(qǐng)財(cái)政補(bǔ)貼，收到申請(qǐng)后例行手續(xù)，按照規(guī)定發(fā)放每臺(tái)鍋爐升級(jí)改造的補(bǔ)貼。然而，補(bǔ)貼款項(xiàng)之于設(shè)備升級(jí)改造而言是杯水車(chē)薪，全市范圍內(nèi)主動(dòng)申請(qǐng)鍋爐改造項(xiàng)目的用能單位少之又少，此項(xiàng)工作開(kāi)展得結(jié)果不甚理想。相比之下，常規(guī)能源價(jià)格普遍容易接受。用能企業(yè)考慮更多的是燃料成本，對(duì)因排放而造成的環(huán)境污染所帶來(lái)的社會(huì)成本沒(méi)有進(jìn)行深層次考慮，對(duì)節(jié)能減排工作沒(méi)有清醒的認(rèn)知。相對(duì)而言，行政部門(mén)對(duì)違規(guī)企業(yè)進(jìn)行的各種處罰（勒令停工停產(chǎn)改造、限購(gòu)煤燃料、對(duì)不符合環(huán)保要求的違規(guī)排放進(jìn)行經(jīng)濟(jì)處罰等）不夠嚴(yán)厲，因此導(dǎo)致用能單位在高投入、低產(chǎn)出回報(bào)的設(shè)備升級(jí)和改造技術(shù)的改造上缺乏資金投入的動(dòng)力［5］。

（3）動(dòng)力鍋爐節(jié)能減排缺乏管理者經(jīng)濟(jì)性管理和科學(xué)化管理的協(xié)調(diào)化深層次思考，技術(shù)經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題沒(méi)有得到解決，即科學(xué)管理及投資成本不能收回，政府雖有補(bǔ)貼但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。這些涉及用能單位、產(chǎn)品利潤(rùn)率、社會(huì)效益等多方面利益，經(jīng)濟(jì)性和科學(xué)化成為解決問(wèn)題的瓶頸。

2 工業(yè)生產(chǎn)用動(dòng)力鍋爐節(jié)能減排的對(duì)策

2.1 地方能源消費(fèi)政策、規(guī)定和管理

2.1.1 能源消費(fèi)政策

具體而言，能源大多指的是化石能源——煤炭與石油。地方應(yīng)該提倡以下消費(fèi)指導(dǎo)政策。

（1）東營(yíng)市是石油工業(yè)之城，有著豐富的石油天然氣資源。繼禁止焚燒秸稈之后，本市投入大量資金在鄉(xiāng)鎮(zhèn)進(jìn)行改造，基本實(shí)現(xiàn)了天然氣村村通，對(duì)居民進(jìn)行生活用能源改造，以天然氣、太陽(yáng)能等清潔燃料為主。

（2）大型地方石油產(chǎn)品煉化企業(yè)，爭(zhēng)取一部分工業(yè)生產(chǎn)用動(dòng)力鍋爐燃用動(dòng)力優(yōu)質(zhì)化配送燃料；實(shí)現(xiàn)煤炭供按品質(zhì)分級(jí)、分類、分質(zhì)。

2.1.2 東營(yíng)市司爐工技能培訓(xùn)

目前，本市在司爐工及運(yùn)行管理人員技能培訓(xùn)工作不盡如人意，基本上流于形式，司爐工取證、換證制度，缺乏技術(shù)改進(jìn)措施的培訓(xùn)教材和行之有效的細(xì)致的管理措施，行政上缺乏嚴(yán)格的監(jiān)管。針對(duì)這一現(xiàn)象，應(yīng)該通過(guò)質(zhì)監(jiān)部門(mén)加強(qiáng)發(fā)證、換證監(jiān)管，強(qiáng)制推廣有效的管理辦法，提高司爐工技能和運(yùn)行管理水平，尤其強(qiáng)調(diào)增強(qiáng)人員的節(jié)能減排意識(shí)。

2.2 鍋爐和輔機(jī)的節(jié)能減排技術(shù)

爐機(jī)配套是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的根本保證，也是技術(shù)上的硬件基礎(chǔ)（見(jiàn)圖2）。東營(yíng)市在用的工業(yè)生產(chǎn)用動(dòng)力鍋爐以燃煤為主，因此，燃煤鍋爐是節(jié)能減排的主力，也是工業(yè)生產(chǎn)用動(dòng)力鍋爐節(jié)能減排的難點(diǎn)。

圖2 鍋爐和輔機(jī)節(jié)能減排技術(shù)

2.3 工業(yè)生產(chǎn)用動(dòng)力鍋爐監(jiān)測(cè)、診斷、調(diào)節(jié)和控制

目前，東營(yíng)市在用的動(dòng)力鍋爐不具有熱工、排放參數(shù)的在線監(jiān)、診、調(diào)、控功能，應(yīng)當(dāng)推廣使用全面的在線實(shí)時(shí)能源計(jì)量檢測(cè)對(duì)傳輸和燃燒性能評(píng)價(jià)技術(shù)，使得各種類型的燃料在惡劣的環(huán)境和條件下仍然能夠充分燃燒，同時(shí)能夠?qū)θ紵M(jìn)行相對(duì)精準(zhǔn)的計(jì)量和控制，提高自動(dòng)化工業(yè)控制水平，以實(shí)現(xiàn)在線即時(shí)監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程控制，降低人工干預(yù)。

現(xiàn)代控制技術(shù)和信息技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)閉環(huán)和點(diǎn)位式控制，通過(guò)傳感器、控制器對(duì)鍋爐進(jìn)行給煤、供水、進(jìn)風(fēng)調(diào)節(jié)。通過(guò)采集優(yōu)化、集成信息、通信、控制技術(shù)等的技術(shù)手段可以實(shí)現(xiàn)鍋爐的各種（單臺(tái)、集群、遠(yuǎn)程）控制，進(jìn)行鍋爐運(yùn)行能效監(jiān)控和提高運(yùn)行故障判斷水平［6］。

3 討論和展望

動(dòng)力鍋爐是一種機(jī)電一體化產(chǎn)品。為促進(jìn)東營(yíng)市動(dòng)力鍋爐節(jié)能減排事業(yè)的發(fā)展，要從管理上尋找突破口。工業(yè)生產(chǎn)的節(jié)能減排工作建立在東營(yíng)市民監(jiān)督之下，形成全民環(huán)保的共識(shí)；節(jié)能減排設(shè)備的創(chuàng)新需要各種硬件及各種控制技術(shù)合理集成優(yōu)化才會(huì)產(chǎn)生最大的效能；而動(dòng)力鍋爐的升級(jí)改造是通過(guò)能源計(jì)量技術(shù)和手段進(jìn)行鍋爐測(cè)、診、調(diào)、控制技術(shù)的整合而最終實(shí)現(xiàn)的。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，上一個(gè)五年規(guī)劃期間，工業(yè)生產(chǎn)用動(dòng)力鍋爐節(jié)能減排的某些技術(shù)只在東營(yíng)市的某些企業(yè)（譬如東營(yíng)某集團(tuán)輪胎公司）有所改進(jìn)，正待接受實(shí)踐的檢驗(yàn)。另外，東營(yíng)市鍋爐節(jié)能減排事業(yè)總體上缺少規(guī)模效應(yīng)，較之于和“十三五”規(guī)劃的節(jié)能減排目標(biāo)，還有一定距離。結(jié)合《國(guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)計(jì)量發(fā)展規(guī)劃（2013—2020年）的通知》（國(guó)發(fā)〔2013〕10號(hào)）和《山東省人民政府關(guān)于貫徹落實(shí)〈計(jì)量發(fā)展規(guī)劃（2013—2020年）〉的實(shí)施意見(jiàn)》（魯政發(fā)〔2013〕27 號(hào)）精神，東營(yíng)市市場(chǎng)監(jiān)督管理局與東營(yíng)市政府節(jié)約能源辦聯(lián)合動(dòng)作，使得東營(yíng)市的節(jié)能減排事業(yè)將促使東營(yíng)市工業(yè)生產(chǎn)用動(dòng)力鍋爐節(jié)能減排工作切實(shí)進(jìn)入良性發(fā)展的階段。