燃?xì)忮仩t替代現(xiàn)有燃煤鍋爐的可行性分析

摘要：某公司燃煤鍋爐因污染環(huán)境和效率較低將被逐漸淘汰，文章就用燃?xì)忮仩t替代燃煤鍋爐的可行性、優(yōu)越性和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了分析，并指出燃?xì)忮仩t在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)注意的新的問題，認(rèn)為采用燃?xì)忮仩t替代現(xiàn)有燃煤鍋爐的改造更新是最理想的方案，有著實(shí)際可行的意義。

關(guān)鍵詞：燃煤鍋爐；燃油鍋爐；燃?xì)忮仩t；經(jīng)濟(jì)性；環(huán)境保護(hù)

中圖分類號：TK229 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2012）15-0093-03

1改造背景

近幾年，隨著南昌市管理意識不斷加強(qiáng)，城市治理改造力度不斷加大，許多具有嚴(yán)重污染性的工廠紛紛停產(chǎn)或遷往郊外，因而各種燃煤鍋爐對城市的污染顯得更加突出，我集團(tuán)公司燃煤鍋爐污染物的排放越來越受到關(guān)注。另外隨著市場競爭的不斷加劇，工廠對生產(chǎn)成本的考核也越來越嚴(yán)格，而原煤價格的不斷上漲，再加上燃煤鍋爐的熱效率隨著鍋爐年限的增長不斷降低，使燃煤鍋爐的生產(chǎn)成本優(yōu)勢逐步消失。另外隨著南昌市天然氣管道的進(jìn)入，天然氣成本下降，燃用天然氣的鍋爐成為一種理想的環(huán)保產(chǎn)品。為了降低污染物排放，提高鍋爐經(jīng)濟(jì)效益，我公司決定對現(xiàn)有117#鍋爐房3臺燃煤鍋爐的進(jìn)行改造。

2供熱現(xiàn)狀

我公司位于江西省南昌市市區(qū)，現(xiàn)有供熱鍋爐房兩座，分別為建于1963年的117號廠房和建于1985年的715號廠房。715號廠房現(xiàn)我20t/h燃煤鍋爐三臺。117號廠房設(shè)計(jì)安裝4臺10t/h燃煤蒸汽鍋爐，鍋爐因使用年限長、鍋爐效率低、故障率高等原因先后進(jìn)行改造，其中3號鍋爐已報廢，1、2號鍋爐為1998年改造安裝的快裝鍋爐，現(xiàn)基本不運(yùn)行，4號為1990年改造安裝的散裝鍋爐；目前，117號廠房主要運(yùn)行4號鍋爐。

本公司地處南方地區(qū)，冬季基本無取暖要求，鍋爐房送出蒸汽主要供應(yīng)各廠房生產(chǎn)用，大多數(shù)廠房都是根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)需要臨時申請用汽，鍋爐為非連續(xù)性供汽。目前在用燃煤鍋爐供汽量及運(yùn)行時間不穩(wěn)定，鍋爐熱效率低，日常維修、維護(hù)費(fèi)用非

常高。

根據(jù)近幾年供熱運(yùn)行統(tǒng)計(jì)，鍋爐房夏季用汽量20t/h，最少時只有10t/h，冬季用汽量大約30t/h。鍋爐運(yùn)行出口蒸汽為0.8～1.0MPa。基本都是白班8小時用汽，無法用其他方式替代，廠區(qū)最大蒸汽負(fù)荷控制在28～29t/h左右，而且供汽量及運(yùn)行時間不穩(wěn)定，負(fù)荷變化大，鍋爐頻繁啟停。

3鍋爐容量和臺數(shù)的選擇

依據(jù)我公司的熱負(fù)荷情況，為了適應(yīng)本公司熱負(fù)荷變化大，鍋爐非連續(xù)運(yùn)行等特點(diǎn)，本著節(jié)約生產(chǎn)成本的原則，決定選用三臺10t/h的蒸汽鍋爐。這樣原有廠房也不需要進(jìn)行大的改造，各種鍋爐附屬設(shè)備改造工作也相應(yīng)的簡單。

4鍋爐燃料類型的選型

鍋爐合理選型是降低污染，節(jié)約能源，合理開支的重要環(huán)節(jié)。就我公司實(shí)際情況，本人認(rèn)為選用鍋爐主要應(yīng)考慮以下原則：

4.1滿足南昌環(huán)保要求

鍋爐煙氣是主要的大氣污染源之一，國家環(huán)保局和國家技術(shù)監(jiān)督局于1992年5月發(fā)布了《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，該標(biāo)準(zhǔn)對鍋爐煙塵允許排放濃度及SOX、NOX最高允許排放濃度做了詳細(xì)明確的規(guī)定。據(jù)我公司地處南昌市中心位置，是南昌市環(huán)保局重點(diǎn)治理目標(biāo)。而我公司的實(shí)際情況是，現(xiàn)正運(yùn)行的燃煤鍋爐煙氣排放濃度及SOX、NOX排放濃度等各項(xiàng)指標(biāo)均很難達(dá)到環(huán)保要求。燃油鍋爐雖然在煙塵排放大大低于燃煤鍋爐，但燃油鍋爐SOX和NOX排放量卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于燃?xì)忮仩t。所以燃?xì)忮仩t從環(huán)保角度來說是較為理想的。

4.2滿足固定投資及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方面的要求

在選用鍋爐時必須考慮鍋爐房的整體投資和生產(chǎn)運(yùn)行成本，使所選用的鍋爐產(chǎn)品在能滿足使用要求的前提下最大限度地節(jié)省投資費(fèi)用和運(yùn)行成本，根據(jù)我公司實(shí)際情況，主要從以下幾個方案進(jìn)行比較：

4.2.1通過增加燃燒器的方式來改成燒燃?xì)獾腻仩t

將現(xiàn)有燃煤鍋爐通過安裝燃?xì)馊紵鬟M(jìn)行改造的投資費(fèi)用相對最省，且改造后的鍋爐環(huán)保性能和熱效率比燃煤鍋爐有所提高，但這種方案也有明顯的缺陷。由于是在原有鍋爐的基礎(chǔ)上的改造，必然要保留原燃煤鍋爐一些基本結(jié)構(gòu)，原鍋爐的結(jié)構(gòu)都是基于燃煤鍋爐設(shè)計(jì)的，因此與燃?xì)馊紵绞讲⒉煌耆鋫洌瑹嵝什豢赡苓_(dá)到專業(yè)設(shè)計(jì)的燃?xì)忮仩t效果。

4.2.2選用燃油鍋爐

燃油鍋爐的熱效率較高，可達(dá)90%以上。鍋爐的供熱負(fù)荷適應(yīng)性強(qiáng)，調(diào)節(jié)靈活，比較適應(yīng)我公司生產(chǎn)要求。而且為了縮小鍋爐體積，減少鍋爐的鋼耗，縮小安裝位置，鍋爐設(shè)計(jì)的容積熱負(fù)荷可以比燃煤鍋爐高得多，因而總體投資費(fèi)用也比燃煤鍋爐小。但燃油鍋爐與天然氣鍋爐相比又有一些缺點(diǎn)，主要是；（1）燃油的運(yùn)行成本比燃?xì)獾囊撸清仩t產(chǎn)品中運(yùn)行成本最高的一種；（2）燃油鍋爐存在燃油運(yùn)輸和儲存過程的費(fèi)用及安全問題；（3）環(huán)保方面不如燃?xì)忮仩t。

4.2.3選用天然氣鍋爐。

天然氣鍋爐的熱效率也非常高，整體熱效率可達(dá)93%以上。鍋爐的供熱負(fù)荷適應(yīng)性強(qiáng)，調(diào)節(jié)靈活，可在30%～110%負(fù)荷范圍內(nèi)調(diào)節(jié)靈活，鍋爐的啟停操作簡單，停爐時無燃料消耗，啟動時出汽快，非常適應(yīng)我公司生產(chǎn)工作要求。隨著南昌市天然氣管道的進(jìn)入，天然氣鍋爐燃料成本大幅下降，雖然還是比燃煤鍋爐高，但比燃油鍋爐要低。天然氣鍋爐具有明顯的優(yōu)越性：一是由于天然氣中的灰分、含硫量和含氮量均比煤和油中的低，燃燒后產(chǎn)生的煙氣中粉塵、SOX和NOX量極少，排放出的煙氣可以不做任何處理就可達(dá)到南昌市的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)；二是天然氣鍋爐和燃油鍋爐一樣可以選用較高的容積熱負(fù)荷，并且由于天然氣管道已經(jīng)進(jìn)入我公司附近，不存在燃料運(yùn)輸和存儲問題，因而總體投資費(fèi)用也相對較小；三是由于煙氣粉塵、SOX和NOX排放最少，換熱面不易受腐蝕和結(jié)渣，因而受熱面的使用壽命更長，故障率最低，鍋爐系統(tǒng)的安全運(yùn)行周期長；四是天然氣鍋爐燃燒系統(tǒng)設(shè)備簡單，附屬設(shè)備最少，自動化程度高，整個系統(tǒng)可以做到全自動運(yùn)行，可大大降低工人的勞動強(qiáng)度，甚至可以大量縮減鍋爐相關(guān)工作人員；五是天然氣計(jì)量簡單、準(zhǔn)確，直接由燃?xì)夤居?jì)量，使我公司的蒸汽生產(chǎn)成本的核算更為簡單、準(zhǔn)確，有利于公司對供熱系統(tǒng)的管理。

5天然氣鍋爐應(yīng)用中需注意的問題

從天然氣鍋爐的具體使用情況來看，燃?xì)忮仩t應(yīng)用中最需注重的就是天然氣管路泄漏和鍋爐的防爆問題。天然氣是一種易燃、易爆氣體，如果天然氣漏入停運(yùn)的爐膛或空氣中達(dá)到一定的濃度時會引起爆炸。為了杜絕爆炸事故的發(fā)生，我們必須做到以下幾點(diǎn)：（1）天然氣管路必須要有嚴(yán)格的檢漏措施，爐膛內(nèi)也要有必要的聯(lián)鎖保護(hù)控制系統(tǒng)；

（2）鍋爐房內(nèi)和燃?xì)忾y間必須安裝燃?xì)庑孤┍O(jiān)測報警裝置和通風(fēng)設(shè)備，并且能在檢測到一定燃?xì)鉂舛葧r可自動切斷天然氣管路和啟動通風(fēng)設(shè)備；（3）鍋爐房和燃?xì)忾y間內(nèi)所有電器采用防爆電器；（4）鍋爐的啟動和停爐都必須有嚴(yán)格的順序控制系統(tǒng)，在點(diǎn)火之前必須進(jìn)行爐膛和煙道的吹掃，將爐內(nèi)可能積存的可燃?xì)怏w完全排除后方可點(diǎn)火；（5）燃燒機(jī)必須配備熄火自動保護(hù)裝置，一次點(diǎn)火不成功或出現(xiàn)熄火現(xiàn)象，再次點(diǎn)火之前燃燒機(jī)必須能進(jìn)行自動的吹掃，然后才可再按正常程序進(jìn)行鍋爐的點(diǎn)火；（6）鍋爐本體或煙道上必須設(shè)置防爆門，以盡可能減少因爐膛爆炸給整個鍋爐造成的破壞；（7）由于無燃料儲存設(shè)備，一旦燃?xì)夤艿腊l(fā)生管道故障或燃?xì)鈮毫^低，便會造成停爐事故，因此在供熱不能中斷的情況下，必須設(shè)有其它方式的供熱設(shè)備作為備用。

以上是作者本人對我公司鍋爐改造工程中選型的一些觀點(diǎn)。隨著我國西氣東輸工程的推進(jìn)，國家對環(huán)保要求的不斷提高，燃?xì)忮仩t作為一種節(jié)能環(huán)保的產(chǎn)品將全越來越受到用戶的青睞，各種安全保護(hù)技術(shù)也將得到更加的完善。

參考文獻(xiàn)

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[2]劉德昌，陳漢平．鍋爐改造技術(shù)[M]．中國電力出版社，2001.

作者簡介：程四龍，男，江西九江人，中航工業(yè)洪都航空工業(yè)集團(tuán)公司工程師，研究方向：工業(yè)鍋爐。

（責(zé)任編輯：趙秀娟）