科创中国

行业领域

节能环保产业

需求背景

1 项目开展成果转化的背景

目前国内外研究工业锅炉领域研究具有低 NOx 排放、有效控制 SO2 排放（炉

内脱硫）、提高燃烧效率的锅炉燃烧控和燃烧系统很多，很多技术在国内外生

产用汽、供热、热电联产、电站锅炉等方面得到广泛应用。

缺乏核心技术是制约节能环保装备产业发展的最大障碍。目前锅炉市场上

常用控制系统主要从锅炉运行要求方面、节能也仅从催化剂的添加方面独自开

发了部分技术，系统地解决锅炉优化燃烧，燃烧中催化燃烧、催化脱硫，并实

现一体化智能控制的技术方案少见。

燃煤催化剂大多是碱金属、碱土金属以及过渡金属氧化物或其盐类，并且

大多是单一催化剂，其催化燃烧效率以及减少有害物的排放效率较低。这类金

属盐包括有 Na、K、Ca 等盐。研究表明，含 Fe 化合物也能够改变煤的燃烧特性，

稀土助燃添加剂对劣质煤的催化燃烧作用效果明显，在劣质煤中加入 5％的稀土

助燃添加剂，能够显著加快煤燃烧速率，降低燃烧反应活化能，从而产生助燃

效果。

本项目对当前系统存在的问题进一步优化，确定燃烧被控对象与锅炉热效

率的一致性，通过催化固硫、催化燃烧，提高锅炉效率、减少污染物排放。立

足于西南地区低热值、高硫燃煤特性，开发多种催化固硫、催化燃烧的高效燃

煤复合催化剂；锅炉燃烧优化节能控制系统的研究；高效含氧活性粒子除去烟

气中的二氧化硫与氮氧化物研究。我公司依据基本的测控仪表，采用先进的软

测量、多变量解耦、优化控制、故障诊断与安全控制等技术，通过调节冷渣机

排渣量、添加投入脱硫剂、催化剂等，实现流化风量、燃烧温度、料层厚度、

工业锅炉燃烧控制节能环保技术及其装备制造关键技术的推广及产业化

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四川省科技计划项目申报书正式版锅炉负荷等锅炉主要运行参数达到最佳工况，达到催化燃烧、催化脱硫、燃烧

优化控制以及灰渣余热的回收利用智能化、集成化和一体多功能化，从而提高

锅炉热效率、炉内脱硫效率，实现锅炉生产过程系统节能、燃煤烟气脱硫脱硝

等环保效果。

2 项目开展成果转化的意义

1）有利于贯彻国家节能减排政策

为加快节能减排技术开发和推广，国家颁布和通过了：《节能中长期专项规

划》、《国家产业发展政策》、《千家企业节能行动实施方案》和《节能减排科技

专项行动》等，要求企业、社会实现节能、减排工作。合理的利用和节约资源、

绿色低碳循环发展将是我国今后如何确保经济可持续发展的关键所在。为有效

降低工业能耗，国家出台了一系列规划、政策，如《国务院关于加快建立健全

绿色低碳循环发展经济体系的指导意见》、《国家中长期科学和技术发展规划纲

要(2006-2020 年)》、《节能中长期专项规划》、《关于推进大气污染联防联控工作

改善区域空气质量的指导意见》《关于组织开展绿色产业示范基地建设的通知》

等。

2）节能环保产品市场需求巨大

我国 60 万台的各类型锅炉中绝大部分为能效低下的工业燃煤锅炉,工业燃

煤锅炉的环保设施建设严重不足,整体污染控制水平低,实际已成城市雾霾主因,

治霾必治本,对工业燃煤锅炉的治理工作势在必行。随着国家实施《大气污染物

排放标准》，主要占比 90%以上的中小型锅炉面临改造升级压力，据环保行业预

测工业燃煤锅炉将催生 4000 亿元的新环保市场,新型节能环保装备的研究和产

品将迎来巨大的市场需球。

本项目产品作为能源动力配套环保设备，将依托东方电集团、四川锅炉厂

工业锅炉燃烧控制节能环保技术及其装备制造关键技术的推广及产业化

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四川省科技计划项目申报书正式版等循环流化床锅炉产品配套，为实现产品的成套化、系统优化和形成了比较完

整的循环流化床锅炉产业链提供一种选择。

3）是企业发展壮大的需要

德阳劲达节能科技术有限责任公司是一家具有年制造锅炉冷渣机、锅炉燃

烧系统、脱硫脱硝等节能环保设备制造企业。本项目计划投资 220 万元，这将

进一步提升企业的装备制造水平，扩大节能环保装备配套规模，增强产品的研

发与生产，使企业升级,产品升级，提高市场竞争力。

4）是促进地方经济发展的需要

工业锅炉燃烧控制节能环保装置是一个产业关联度高、涉及范围广的行业，

配套产品门类多，从原材料、配套零部件到产品总装和销售服务，形成规模庞

大的产业链条，涉及产品、工程、设计、配件等多个环节，这势必增加相应就

业岗位。还能带动运输、包装等相关产业的发展，间接地为更多的人提供就业

机会。 

需解决的主要技术难题

1）燃料高效燃烧：锅炉燃烧优化控制系统（负荷/一次风/二次风/

炉膛负压/料层厚度）:基于先进的动态专家系统，燃烧效果软测量模型、

多维动态优化模型实现锅炉升降负荷，最少燃料量和最佳风煤比、最佳

料层厚度与流化、排渣控制。

2）实现环保燃烧：床温控制点、氧含量控制点及二次风量匹配，脱

硫剂与脱硫催化剂随工况而浮动操作系统，达到最佳脱硫效果。

3）高效催化助燃：稀土元素能够助燃的主要原因是由于稀土元素能

够促进氧离子在整个催化剂与煤粒之间的传递。美国专利 US8048243B2

（2011 年）报道的一类燃烧催化剂对提高煤的燃烧效率和减少污染物的

工业锅炉燃烧控制节能环保技术及其装备制造关键技术的推广及产业化

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四川省科技计划项目申报书正式版排放有较好的效果。这类催化剂包含有碱金属、碱土金属以及过渡金属(N

a、K、Si、Fe、Mn 和 Al)等的复合物。因此，含稀土的高效复合催化剂

成为燃烧催化剂发展的方向。

4）运行效果评价：精确计算（任意时间段）锅炉运行主要技术、经

济数据，验证操作前后技术效果，降低产汽煤耗或发电煤耗。

期望实现的主要技术目标

1）基于过程数据变化的相对值的精度进行优化控制；

2）用与锅炉燃烧相关联基本测控信号，基于软测量技术构建的燃烧

效果（料层、炉温等）为变量，其变化规律与锅炉热效率一致，为锅炉

优化燃烧目标提供了依据；

3）通过制备稀土纳米复合催化剂，提高炉内煤燃烧速率和效率、使

燃烧更充分，达到除焦、除垢、改善燃烧器工作状况和节能目的；

4）以尾部新型催化法烟气脱硫技术为保障、从而实现燃烧中、燃烧

后全过程烟气脱硫脱硝，确保锅炉烟气达标排放。

需求解析

解析单位：四川省德阳市 解析时间：2023-06-09

朱玉玲

智慧云律（成都）网络服务公司

董事长

综合评价

工业锅炉燃烧控制节能环保技术的推广和应用，在提高锅炉燃烧效率、降低污染排放、提高能源利用率等方面具备显著技术优势，促进了锅炉行业的技术升级和持续发展。推广应用工业锅炉燃烧控制节能环保技术可以降低企业生产成本，提高经济效益和竞争力。虽然技术费用有一定的投入，但从长远来看，与传统方式相比，其效益是非常可观的。尤其在当今重视环境保护的社会背景下，工业锅炉燃烧控制节能环保技术的推广和应用，能够显著降低大气污染和温室气体排放，有效保障人民群众的健康和生态环境的可持续发展。因此，综合来看，工业锅炉燃烧控制节能环保技术的推广和产业化是非常积极的行动，有利于促进经济、技术和环境的协调发展。

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