中国是世界上最大的煤炭生产国和煤炭消费国。煤炭是中国的主要一次能源，是国民经济的重要支柱。但是，不可否认，煤炭在开发、利用、运输等过程中产生的污染，对环境造成的严重影响，已引起国人和周边国家的关注。为此，分析煤炭污染产生的原因，寻求有效的对策，减轻煤炭污染，加强环境保护势在必行。煤在燃烧过程中主要造成的是空气污染，它产生的许多有害气体，主要有二氧化硫、硫化氢、一氧化氮等，其中二氧化硫是最多的。
全国约有50万台工业锅炉，年耗煤约3.5亿吨，锅炉平均热效率仅60％左右，原因是锅炉容量小、效率低、污染大、煤耗高。国外单台工业锅炉容量一般为30～130吨/时，机械化、自动化程度高，除尘及水处理设备好，因而热效率高，大气污染大为减轻。我国应采取热电联供、集中供热或分片供热系统以取代分散的小锅炉，不仅有利于降低煤耗，也有利于改善环境卫生。
热电联产示意图热电联产是指同时生产电、热能的工艺过程，较之分别生产电、热能方式节约燃料。发电厂既生产电能，又产生热能，利用汽轮发电机作过功的蒸汽给用户供热的生产方式，叫做热电联产。以热电联产方式运行的火电厂称为热电厂。对外供热的蒸汽源是抽汽式汽轮机的调整抽汽或背式汽轮机的排汽，压力通常分为0.78～1.28兆帕（MPa）和0.12～0.25MPa两等。前者供工业生产，后者供民用采暖。热电联产的蒸汽没有冷源损失，所以能将热效率提高到85％，比大型凝汽式机组（热效率达40％）还要高得多。热电联产不仅大量节能，而且可以改善环境条件，提高居民生活水平。但热电联产把电厂的发电与用户的用热紧密联系，降低了灵活性，同时也增加了电厂的投资。因此，只有对城市规划和集中供热区作统筹安排，在热负荷充分保证的条件下，确定合理的建设方案，才能收到良好的综合效益。
热电联产要求将热电站同有关工厂和城镇住宅集中布局在一定地段内，以取得最大的能源利用经济效益。西方和东欧国家发展热电联产已达较高水平，热电厂装机容量占电力总装机容量的30％，用于工业生产和分区集中供暖各占1/2。造纸、钢铁和化学（包括石油化学）工业是热电联产的主要用户，它们不仅是消耗电热的大用户，而且其生产过程中所排出的废料和废气（如高炉气）可作为热电联产装置的燃料。城市工业区及人口居住密集区也是发展热电联产的主要对象，但要注意对当地热负荷进行分析，一般热化系数不得低于0.5（工业热负荷年利用小时数在3500小时以上，居民冬季采暖不小于3个月）。热电厂的供热距离通常不超过5～8千米。对热电联产的燃料质量（主要是含硫、磷量）有较高要求，同时厂址要选在城市盛行风的下风向，避免对城市环境的污染。
热电厂
当热电联产蒸汽过剩时，可以将空调、生活用水用吸收式空调来解决问题。
锅炉产生的蒸汽在背压汽轮机或抽汽汽轮机发电，其排汽或抽汽，除满足各种热负荷外，还可做吸收式制冷机的工作蒸汽，生产6℃至8℃冷水用于空调或其工艺冷却。
其优点：
1.蒸汽不在降压或经减温减压后供热，而是先发电，然后用抽汽或排汽满足供热、制冷的需要，可提高能源利用率，从而减低能源的消耗，有利环境保护。
2.增大背压机负荷率，增加机组发电，减少冷凝损失，极大降低了煤耗。
3.保证生产工艺，改善生活质量，减少从业人员，提高劳动生产率。
4.代替数量大、形式多的分散空调，改善环境景观，避免“热岛”效应，直接改善了城市环境。
火电机组的近代化也是提高煤炭利用率的途径之一。我国火力发电占总发电量的75％，但供电平均煤耗比工业发达国家约高1／3，主要原因是火电机组设备落后，效率低。一方面需更新改造中压中等容量机组，淘汰小型低压机组；更重要方面是完善和发展300～800兆瓦亚临界和超临界机组，逐步使电厂热效率接近40％，使供电煤耗下降到310克/千瓦时左右。大型高参数火电机组，不仅提高煤炭利用效率，也减轻大气污染。超临界机组（SC）效率可达41.9％，我国上海石洞口第二发电厂2台600兆瓦超临界机组可用率已达到91.47％，且已运行几年，供电煤耗为307克，因此我国已有条件开发和发展超临界600～1000兆瓦大机组。
小火电机组，一般泛指5万千瓦容量以下发电机组。可以分为供热机组和发电机组。现在的小火电机组一般都是热电联产的供热机组了。纯凝汽式的发电机组，在我国已经开始逐步淘汰拆除。热电联产的供热机组，可以极大地提高全机组热效率，因为部分蒸汽在汽轮机内做功后被抽走进行利用，减小了汽轮机排汽热损失。另一方面，目前国内正在逐步地实行集中供热，取代城市小锅炉，又从另一个方面提高了整个社会的能源利用效率。所以，热电联产的小火电机组是一种比较优越的能源供应方式。
截至2009年6月30日，全国已累计关停小火电机组7467台，总容量达到5407万千瓦，累计节约原煤1.6亿吨。
关停小火电
火电装机容量结构得到优化，大容量机组比例升高，小机组特别是能耗高、污染重的小机组下降。到2009年6月底，中国单机30万千瓦以上的火电机组比重达到64％，比“十一五”初期提高了20个百分点；单机10万千瓦及以下小火电机组比重降至14％，比“十一五”初期降低了16个百分点。其次，火电效率大幅度提高。到2009年6月底，火电机组平均供电标准煤耗已下降到340克/千瓦时，比“十一五”初期降低了30克/千瓦时，累计节约原煤1.6亿吨。
污染物和温室气体排放明显减少。初步测算，关停5407万千瓦小火电机组，每年可减少二氧化硫排放量106万吨，减少二氧化碳排放量1.24亿吨。
目前全国还有20万千瓦及以下能耗高、污染重的纯凝火电机组约8000万千瓦，淘汰落后小火电工作依然任重道远。关停小火电不会影响当前和未来的电力供应。近几年，中国新建的电力机组，特别是低碳机组不断增加，每年新增7000万千瓦左右。
中国当前环保水平最高的大型火电机组已于2009年10月在中国东部沿海城市宁波，成功通过满负荷试运行，正式投入商业运营。此次投产的两套百万千瓦机组总投资78亿元人民币，投产后，电厂年发电量可达260亿千瓦时，占浙江省年发电量的近13％。两套机组配套安装了最先进的环保设施，拥有两座亚洲第一高的海水冷却塔。冷却塔内部采用的海水二次循环冷却技术将大大减少海水取用量和污染排放量。
工业炉窑高效化是提高煤炭利用率的另一条重要途径，我国各类工业炉窑热效率比国外先进水平低50％左右，应尽量选用先进炉型，对现有工业炉和炉窑进行技术改造，提高自动化控制水平。
高效工业锅炉我国工业锅炉燃料主要是煤，每年要消耗全国原煤产量的约1/3。如果对锅炉进行一些改造，就可以使锅炉从高耗转向高效。
甘肃银光化工集团有限公司5台锅炉全为20世纪六七十年代的产品，经过40多年的运行，锅炉设备老化严重，原负压的锅炉全为正压。原设计每小时20吨的锅炉，每小时产汽量只有8～10吨，发热量2300千卡（1千卡=4.18千焦）的煤，吨蒸汽耗煤达240千克，吨蒸汽成本达到150元。一到天气转冷，锅炉就掉了链子，寒冬腊月，2万余名职工家属为不能正常采暖而叫苦不迭。由于设备老化，故障频繁，员工常常打抢修疲劳战。
2003年9月，银光公司对锅炉设备进行了整体改造后，情况大变。2004年入冬运行以来，吨蒸汽煤耗下降了30千克，4个月节约燃煤3000余吨，节省资金100余万元，锅炉负荷由原来的10吨提高到18吨，灰渣可燃物由原来的47％下降到23％。这样的成功例子其他许多企业也曾有过。
据了解，我国工业锅炉每年烟尘排放量约600万～800万吨，占全国烟尘总排放量的33％；二氧化硫排放量约500万～600万吨，占全国烟尘总排放量的21％；二氧化碳排放量约6亿吨。工业锅炉成为我国大气煤烟型污染的主要来源之一。世界先进国家烟尘初始排放浓度一般小于1000毫克/立方米，而国内中小型工业锅炉初始排放浓度一般大于1000毫克/立方米。
四川金路树脂公司从刚建厂开始，对锅炉进行改造的步伐就一直没停。谈到改造锅炉的原因，该公司一位近年来直接参与锅炉改造的技术负责人说，主要是为了解决困扰企业的环保问题。（20世纪80年代的锅炉炉型结构普遍存在消烟除尘不足的问题）他作了一番比较：锅炉改造前格林曼黑度4～5级，改造后为0～1级；改造前烟气含尘量大于200毫克/立方米，改造后小于50毫克/立方米；改造前员工称锅炉房为黑电站，改造后外来参观的人员说该厂的锅炉像停运时一样清洁。
我国在用工业锅炉将近85％是燃煤锅炉。我国燃煤工业锅炉以层燃为主，并且以链条炉排锅炉为主，锅炉设计效率一般在72％～80％，但实际运行时热效率一般低于设计效率。而世界先进国家的层燃燃煤锅炉热效率可达80％～85％，锅炉投入运行二三十年仍可保持很高的热效率。如美国国家职业安全与健康研究院锅炉房的1台容量为55000磅/时的蒸汽锅炉，1980年投入运行至今，热效率仍达到83％。
一般来说，锅炉热效率低主要是由于燃烧设备及配套辅机不佳，运行管理水平较低，又经常处于低负荷运行，造成排烟温度提高，排烟热损失增加，从而直接导致二氧化碳排放量的增高。近几年来，化工企业都在为解决这个问题不断探索，普遍采用的措施是上余热锅炉，将装置散发到空气中的大量余热回收，用于生产蒸汽或发电。南化公司磷肥厂两套硫酸装置都上了余热锅炉，每台锅炉每小时能生产蒸汽40吨。把这些生产的蒸汽有效利用起来，不仅能保护环境，而且还能节约能源需求，避免不必要的浪费。
说起这点，连云港碱厂副总工程师非常兴奋。他说，改造前，连云港碱厂锅炉的热动力不足，供热效率不高，不仅制约了产量的增长，而且对煤炭质量的要求较高，一旦煤炭质量较差，就严重影响锅炉的正常运行，不仅运行成本大幅增加，甚至直接造成产量减少，还有停产的危险。改造后，产能不断增长，热动力充足，基本满足了企业产量增长的实际需要。改造前要用25000千焦／千克的煤质，改造后用18000千焦／千克的煤质就可以保证运行了。锅炉的产汽量由原来的130吨／时，增加到现在的150吨／时，纯碱产量大幅提升。
“热岛”效应
热岛效应是指由于城市中工业余热和生活余热的存在，以及蒸发耗热的减少等原因，而形成的城市市区温度高于郊区温度的一种小气候现象。在近地面温度图上，郊区气温变化很小，而城区则是一个高温区，就像突出海面的岛屿，所以高温的城市区域就被形象地称为城市热岛。城市热岛效应使城市年平均气温比郊区高出1℃，甚至更多。夏季，城市局部地区的气温有时甚至比郊区高出6℃以上。
