武昌南機務(wù)段鍋爐選型經(jīng)濟性分析

田立紅

(武漢鐵路局計劃統(tǒng)計處，湖北 武漢 430071)

武昌南機務(wù)段是武漢鐵路局既有線機車的中修基地，是鐵道部十大客運機務(wù)段之一，也是我局SO2排污大戶之一。該段有4t燃煤鍋爐3臺，主要承擔(dān)段內(nèi)6個配件煮洗池加熱供汽和職工浴室的供汽，3臺鍋爐年耗煤3 500 t左右，年排放SO240余t，SO2排放量占全局排放量的15%。燃煤鍋爐嚴(yán)重污染環(huán)境，且耗費大量不可再生能源。本文以武昌南機務(wù)段為例，對生物質(zhì)鍋爐、燃?xì)忮仩t、燃油鍋爐和電鍋爐經(jīng)濟性進行分析，比選出適合武昌南機務(wù)段的環(huán)保鍋爐。

1 鍋爐簡介

1.1 生物質(zhì)鍋爐

所謂生物質(zhì)，就是指包括植物材料和動物廢料等有機物質(zhì)在內(nèi)的燃料，比如秸稈、稻殼、生物垃圾經(jīng)過特殊的加工設(shè)備加工后形成的一定形狀的含有熱量的物質(zhì)。生物質(zhì)鍋爐以生物質(zhì)能源為燃料，是通過燃燒生物質(zhì)燃料獲取能量的一種鍋爐。

生物質(zhì)鍋爐的優(yōu)勢:鍋爐以農(nóng)林廢棄物為原料，燃料的使用可以實現(xiàn)“生態(tài)零排放”;先進的生物質(zhì)燃燒技術(shù)能夠有效降低氮氧化物等對環(huán)境的污染;以農(nóng)林廢棄物制備的燃料屬于可再生能源，使用該種能源不計入能耗，可降低用戶對不可再生能源的依賴度;可減少農(nóng)林廢棄物在田間地頭焚燒所引起的大氣污染;燃料燃燒之后的灰燼為草木灰，可以用作肥料。

生物質(zhì)鍋爐的劣勢:燃料來源單一，需專門廠家進行生產(chǎn)。

1.2 燃?xì)忮仩t

燃?xì)忮仩t按照燃料可分為天然氣鍋爐、城市煤氣鍋爐、焦?fàn)t煤氣鍋爐、液化石油氣鍋爐和沼氣鍋爐等。

燃?xì)忮仩t的優(yōu)勢:清潔能源，較為環(huán)保;燃?xì)忮仩t均安裝有智能壓力控制，不用擔(dān)心鍋爐爆炸或者二氧化碳中毒等危險;燃?xì)忮仩t一般體積比較小，操作簡單不需要專人進行操作。

燃?xì)忮仩t的劣勢:燃?xì)夤芫€的敷設(shè);前期投資較大;有氮氧化物的排放。

1.3 燃油鍋爐

燃油鍋爐一般以原油、渣油或者重油作為燃料。燃料油經(jīng)燃燒器噴入爐膛后呈霧化油滴，極易與空氣混合而迅猛燃燒，急驟放熱。

燃油鍋爐的優(yōu)勢:投資成本較低;燃料來源廣泛;產(chǎn)品技術(shù)成熟;鍋爐房環(huán)境較好;司爐工勞動強度較小;基本無SO2的排放。

燃油鍋爐的劣勢:運營成本非常高;有氮氧化物的排放;燃油屬于易燃易爆物品。

1.4 電鍋爐

電鍋爐是以電力為能源，利用電阻發(fā)熱或者電磁感應(yīng)發(fā)熱，通過鍋爐的換熱部位把熱媒水或有機熱載體(導(dǎo)熱油)加熱到一定參數(shù)(溫度、壓力)時，向外輸出具有額定工質(zhì)的一種熱能機械設(shè)備。

電鍋爐的優(yōu)勢:在使用的場合屬于非常清潔的能源;使用方便;無排放物。

電鍋爐的劣勢:變壓器及增容費導(dǎo)致前期投入巨大;發(fā)電的過程會有大量的排放物;后期運營費用非常高。

各類鍋爐優(yōu)缺點比較見表1。

表1 各類鍋爐優(yōu)缺點比較表

2 鍋爐經(jīng)濟性分析

以武南機務(wù)段為例進行分析，經(jīng)調(diào)研，當(dāng)前段內(nèi)使用3臺4 t燃煤鍋爐，每年燃煤需求量約3 500 t，鍋爐爐膛溫度 850℃，按照二類煤(20 083kJ)的熱值計算，用戶每年生產(chǎn)蒸汽13 480 t。以滿足蒸汽產(chǎn)生量為標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)分別對生物質(zhì)鍋爐、燃?xì)忮仩t、燃油鍋爐、電鍋爐進行經(jīng)濟性指標(biāo)對比，以期選出合適鍋爐。

(1)投資成本比較:見表2。

結(jié)合武南機務(wù)段實際情況，通過以上對比可知，燃?xì)忮仩t以及電鍋爐前期投資比較大，生物質(zhì)鍋爐投資成本最低。

(2)運營成本比較見表3。

通過以上對比可知，燃油鍋爐和電鍋爐運營成本很高，生物質(zhì)鍋爐運營成本最低。

生物質(zhì)鍋爐投資成本和運營成本都是4種鍋爐中最低的，選用生物質(zhì)鍋爐具有較好的經(jīng)濟、環(huán)境以及社會效益，因此，武昌南機務(wù)段鍋爐房改造選型建議采用生物質(zhì)鍋爐。

表2 2臺4 t鍋爐投資成本(萬元)

3 投資效益分析

將燃煤鍋爐改造為生物質(zhì)鍋爐之后，武南機務(wù)段每年減少用煤3 500 t，少排放SO240余t，在節(jié)約燃煤資源的同時，有效保護了大氣環(huán)境，與國家所提倡的建設(shè)“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型”社會相適應(yīng)，進一步促進了企業(yè)和社會的可持續(xù)發(fā)展。

表3 運營成本比較