一、鍋爐是什么 
    1、鍋爐的定義  
    鍋爐是利用燃料燃燒釋放出的熱能或其他能量將工質(zhì)（中間載熱體）加熱到一定參數(shù)的機(jī)械設(shè)備。鍋爐包括鍋和爐兩大部分，鍋的原義是指在火上加熱的盛水容器，爐是指燃燒燃料的場所。鍋爐是國民經(jīng)濟(jì)中重要的熱能供應(yīng)設(shè)備。電力、機(jī)械、冶金、化工、紡織、造紙、食品等行業(yè), 以及工業(yè)和民用采暖都需要鍋爐供給大量的熱能。  
    2、鍋爐的分類  
    鍋爐中產(chǎn)生的熱水或蒸汽可直接為生產(chǎn)和生活提供所需要的熱能，也可通過蒸汽動力裝置轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，或再通過發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。應(yīng)用于加熱水使之轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝�的鍋爐稱為蒸汽鍋爐，也稱為蒸汽發(fā)生器；通常簡稱為鍋爐，是蒸汽動力裝置的重要組成部分，多用于火電站、船舶、機(jī)車和工礦企業(yè)。應(yīng)用于加熱水使之提高溫度轉(zhuǎn)變?yōu)闊崴�的鍋爐，稱為熱水鍋爐；而應(yīng)用于加熱有機(jī)熱載體的鍋爐稱為有機(jī)熱載體鍋爐。  
    3、鍋爐的構(gòu)造  
    傳統(tǒng)鍋爐整體的結(jié)構(gòu)包括鍋爐本體和輔助設(shè)備兩大部分。鍋爐中的爐膛、鍋筒、燃燒器、水冷壁過熱器、省煤器、空氣預(yù)熱器、構(gòu)架和爐墻等主要部件構(gòu)成生產(chǎn)蒸汽的核心部分，稱為鍋爐本體。鍋爐本體中兩個(gè)最主要的部件是爐膛和鍋筒。鍋爐承受高溫高壓，安全問題十分重要。即使是小型鍋爐，一旦發(fā)生爆炸，后果也十分嚴(yán)重。因此，對鍋爐的材料選用、設(shè)計(jì)、計(jì)算、制造和檢驗(yàn)等都制訂有嚴(yán)格的法規(guī)。  
    4、進(jìn)行鍋爐改造的原因  
    進(jìn)入二十一世紀(jì)后，隨著世界的和平發(fā)展和進(jìn)步以及經(jīng)濟(jì)的高速運(yùn)轉(zhuǎn)、工業(yè)生產(chǎn)持續(xù)遞增以及中東局勢的發(fā)展，使得原來價(jià)廉的石油飛漲至150美元一桶，而全球的石油開采量僅能維持到50年之后。能源的緊缺問題日益突顯出來，再加上環(huán)境的破壞，溫室效應(yīng)的加劇，越來越多的國家和組織開始大力提倡走可持續(xù)發(fā)展的清潔能源道路。傳統(tǒng)的能耗大、污染嚴(yán)重的煤、油鍋爐也面臨著改良，而太陽能鍋爐正是在這樣的形勢下應(yīng)運(yùn)而生的新一代清潔環(huán)保鍋爐。  
    二、什么是太陽能鍋爐  
    太陽能鍋爐是指通過太陽能集熱器、管路、水箱、電器控制等分系統(tǒng)組成的可以產(chǎn)生大量熱水或蒸汽的太陽能系統(tǒng)，俗稱為“太陽能鍋爐”。隨著太陽能中低溫?zé)崴�系統(tǒng)技術(shù)的不斷成熟，太陽能中高溫?zé)崴�系統(tǒng)技術(shù)也在不斷完善，太陽能中高溫系統(tǒng)替代常規(guī)鍋爐也成為一種必然趨勢，它的用途并不僅局限于替代常規(guī)能源鍋爐。  
    新一代太陽能鍋爐則由太陽能低溫或中高溫集熱器替代爐膛產(chǎn)生熱量，并通過水箱儲熱以及儲傳裝置、電器控制裝置以及終端系統(tǒng)等組成部分形成一個(gè)完整的采集、儲送、控制和終端使用系統(tǒng)。生態(tài)環(huán)保太陽能鍋爐是相對燃煤燃油燃?xì)獾葌鹘y(tǒng)鍋爐而言的裝置，它的設(shè)計(jì)原理是將自然界的太陽能也就是陽光，用一個(gè)裝置將熱能最大程度地吸收和儲存，并通過控制來給溫給熱的裝置。例如燃煤熱水鍋爐，它是將煤作為燃料通過燃燒來加熱鍋爐中的水，并使水溫升高，而太陽能熱水鍋爐則是通過采集陽光來加熱水，它們都是用熱能給鍋爐中的水加熱使水溫度升高，只不過一個(gè)是用陽光作為“燃料”，而另一個(gè)是用煤作燃料。太陽光既是不需要花錢的清潔能源又是可再生的能源，而煤則是需要投入大量資金的可以造成排放的不可再生的能源；一個(gè)是清潔無環(huán)境污染的，一個(gè)是有污染的。  
    太陽能鍋爐由于是采用綠色能源太陽能產(chǎn)生熱力，可以替代常規(guī)能源10%-90%的能源消耗，節(jié)省利用常規(guī)能源所產(chǎn)生的費(fèi)用，經(jīng)濟(jì)效益高；因?yàn)樗鼰o排放、無污染，屬于環(huán)保節(jié)能設(shè)備，社會效益顯著因而是實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo)的最優(yōu)選項(xiàng)。  
    三、太陽能鍋爐改造技術(shù)  
    太陽能鍋爐改造就是通過利用太陽能熱力技術(shù)，并結(jié)合對常規(guī)燃煤、燃油、燃?xì)狻㈦姟⒄託夂推渌麄鹘y(tǒng)能源、新能源鍋爐進(jìn)行節(jié)能減排改造來達(dá)到節(jié)能降耗減排目的的復(fù)合技術(shù)工程。  
    華園新能源利用具有自主知識產(chǎn)權(quán)的太陽能中高溫?zé)崂�用技術(shù)并結(jié)合相關(guān)鍋爐節(jié)能減排改造技術(shù)，在優(yōu)先使用太陽能鍋爐改造的前提下，對傳統(tǒng)鍋爐進(jìn)行綜合技術(shù)改造，采用余熱回收、冷凝水回收、分級燃燒節(jié)煤、鍋爐降溫等設(shè)備，通過對鍋爐的燃燒控制系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)、出渣系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等進(jìn)行優(yōu)化完善，節(jié)能效果可達(dá)10%到90%之間。  
    隨著太陽能中低溫?zé)崴�系統(tǒng)技術(shù)的不斷成熟，太陽能中高溫蒸汽系統(tǒng)技術(shù)也在不斷完善，太陽能中高溫替代常規(guī)鍋爐也成為一種趨勢。太陽能中高溫?zé)崂�用系統(tǒng)鍋爐由于可以產(chǎn)生100-300℃的熱水和蒸汽，因此可以廣泛地應(yīng)用于日常飲水，蒸汽，采暖，空調(diào)，發(fā)電，紡織，印染，造紙，橡膠，海水淡化，畜牧養(yǎng)殖，食品加工等各種需要熱水和熱蒸汽的生產(chǎn)和生活領(lǐng)域。另外，槽式太陽能中高溫鍋爐還可以與沼氣、溫室、油田等結(jié)合，是常規(guī)能源與新能源結(jié)合的亮點(diǎn)。  
    太陽能鍋爐，也就是大型太陽能供熱系統(tǒng)工程，是采用太陽能代替?zhèn)鹘y(tǒng)熱源的新一代可再生清潔無污染的環(huán)保型鍋爐。它可以安裝在屋頂，不占地，并且可以對建筑起到防曬、隔熱、保溫作用，安裝運(yùn)輸方便，使用安全，并可實(shí)現(xiàn)全天候自動智能控制。  
    四、傳統(tǒng)鍋爐與太陽能鍋爐比較  
   （一）傳統(tǒng)鍋爐缺陷：  
    1、鍋爐煙氣排放污放，由于大量的煤、油、氣等燃燒后產(chǎn)生巨大的二氧化硫和氮氧化合物的物質(zhì)，這些物質(zhì)，正是造成大氣污染的主要成因。  
    2、煤渣處理，由于煤塊不能完全充分燃燒，產(chǎn)生的煤渣是工業(yè)產(chǎn)業(yè)的末端，只能當(dāng)作廢棄物處理。  
    3、粉塵的控制，在冬天北方供暖城市經(jīng)常可見從高高的煙囪上漂浮下來很多粉塵，居民不敢開窗戶，嚴(yán)重影響附近地區(qū)居民的正常生活和身體健康。北方城市一到冬天，空氣質(zhì)量就急劇下降，可見度極低，霧霾現(xiàn)象出現(xiàn)次數(shù)劇增，不僅影響市民健康，也帶來交通事故。  
    4、脫硫處理，我國能源結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)決定了控制燃煤鍋爐二氧化硫的排放是我國控制二氧化硫污染的重點(diǎn)，在我國，脫硫技術(shù)不僅技術(shù)不夠成熟，而且投資高，運(yùn)行費(fèi)用高，這對于一些企業(yè)來說，又增加了很大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)和環(huán)保壓力。  
    5、能源價(jià)格上漲壓力。近幾年來，國際油價(jià)不斷攀升，隨之而來帶動天然氣、煤炭等能源資料價(jià)格上漲，煤炭價(jià)格已較之前幾年上漲了一倍多，而且上漲趨勢還將延續(xù)到日后。  
    6、安全性不足，易燃易爆，燃煤鍋爐因煤炭質(zhì)量有別，在溫度變化及燃料不充分等情況下，易引起爆炸事故，給人民群眾生產(chǎn)生活帶來危害。  
    7、政策影響，基于以上種種原因，國家政策強(qiáng)令規(guī)定對現(xiàn)有“兩高鍋爐”進(jìn)行淘汰或改造，并關(guān)閉、改造小鍋爐，要求使用以清潔能源作為燃料的鍋爐，因此，作為主要和重要的選項(xiàng)之一，太陽能鍋爐改造勢在必行。  
   （二）太陽能鍋爐優(yōu)點(diǎn)：  
    1、應(yīng)用場合多：太陽能鍋爐熱水工程應(yīng)用十分廣泛，從一般家庭、小單位到大企業(yè)、大集團(tuán)；幾十人、幾百人甚至上千人的洗浴都可應(yīng)用。  
    2、適用范圍廣：根據(jù)不同地域及所處緯度選擇合適傾角；根據(jù)屋面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不同的太陽能中高溫鍋爐設(shè)備；根據(jù)不同氣候配置不同工程組件。  
    3、經(jīng)濟(jì)實(shí)用：中高溫設(shè)備集熱部件采用國際領(lǐng)先的鏡面鋁或玻璃制成聚光反射裝置，集熱性能更強(qiáng)，性價(jià)比更高。生產(chǎn)制造選用先進(jìn)的進(jìn)口設(shè)備及科學(xué)的管理體系，保證工程產(chǎn)品的質(zhì)的精良，達(dá)到工程項(xiàng)目較高的使用性能。一次性投資，長期受益，使用壽命長達(dá)15年以上；一般三年左右可收回投資，相當(dāng)于免費(fèi)使用十二年以上，投資回報(bào)率高。  
    4、環(huán)保節(jié)能：無公害，無污染；90%節(jié)電，是綠色環(huán)保節(jié)能的首選。  
    5、全自動運(yùn)行，無需專人管理。太陽能鍋爐采用全套自動控制系統(tǒng)，可以全天自動運(yùn)行，水溫自控，供熱水管路自動循環(huán)、自動增壓，省去了鍋爐工的費(fèi)用。  
    6、平屋頂、斜屋頂、均可安裝。  
   （三）傳統(tǒng)鍋爐與太陽能鍋爐的未來趨勢  
    隨著國際能源價(jià)格的不斷上升，越來越高的燃燒成本以及帶來的廢氣廢渣排放，將進(jìn)一步限制傳統(tǒng)鍋爐的使用。中國政府也加大了小鍋爐的改造工程，可以預(yù)計(jì)，清潔減排的太陽能鍋爐將持續(xù)走強(qiáng)市場。  
    五、太陽能鍋爐改造現(xiàn)狀  
    華園新能源現(xiàn)階段主要致力于“太陽能鍋爐改造”和“大型恒溫窖室沼氣工程”的技術(shù)推廣和綜合應(yīng)用。“太陽能鍋爐改造”與“模糊聚焦原理”、“槽式太陽能準(zhǔn)靜態(tài)光跟蹤技術(shù)”和“太陽能二次聚焦槽技術(shù)”一樣，同為我機(jī)構(gòu)的創(chuàng)造性發(fā)明，這些發(fā)明創(chuàng)造在太陽能中高溫技術(shù)的應(yīng)用方面所起到的作用是革命性的，因而給太陽能中高溫產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來很大影響。隨著太陽能中低溫?zé)崴�系統(tǒng)技術(shù)的不斷成熟，太陽能中高溫?zé)崴�系統(tǒng)技術(shù)也在不斷進(jìn)步完善，太陽能中高溫系統(tǒng)替代常規(guī)鍋爐也成為了一種必然趨勢。  
    我機(jī)構(gòu)華園新能源應(yīng)用技術(shù)研究所與中科院電工所、清華大學(xué)等科研單位合作研制開發(fā)的太陽能中高溫?zé)崂�用系統(tǒng)鍋爐可以產(chǎn)生100-300度高溫?zé)崴�、蒸汽，可以廣泛地應(yīng)用于日常飲水，蒸汽，采暖，空調(diào)，發(fā)電，紡織，印染，造紙，橡膠，海水淡化，水產(chǎn)品養(yǎng)殖育苗、畜牧繁育，食品加工等各種需要熱水和蒸汽的生產(chǎn)和生活領(lǐng)域。另外，槽式太陽能中高溫鍋爐還可以與沼氣、電力、石油等熱力技術(shù)相結(jié)合，是目前常規(guī)能源與新能源結(jié)合應(yīng)用的重點(diǎn)。  
    目前正在實(shí)施的包括福建紡織企業(yè)的鍋爐改造工程，將帶動全省紡織企業(yè)的鍋爐改造工程。此外，湖南永州中外合資大型造紙企業(yè)高溫烘干工程、上海生物制藥高溫滅菌工程以及浙江大型洗滌蒸汽熨燙工程等標(biāo)志性示范項(xiàng)目也正在設(shè)計(jì)或建設(shè)中。   
                       

                                                                                              作者：王曉嵐 
                                                                                              單位：德州華園新能源應(yīng)用技術(shù)研究所
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