蒸汽鍋爐節能改造分析

摘 要：節約能源是我國政府長期倡導的一項基本國策，對老舊產能進行更新換代，提高其效率，對節能減排具有十分重要的作用。不但能對企業產生巨大的經濟效益，而且還具有很大的社會效益，節約能源，減少污染物排放，刻不容緩。

關鍵詞：節能減排；耗汽量；蒸汽鍋爐；SNCR；脫硫脫硝；鍋爐效率

節約能源是我國政府長期倡導的一項基本國策，自上世紀80年代起，在能源問題上國家曾明確“開發利用和節約并重、節約優先”的方針。進入新世紀以來，政府更是把節能工作提升到事關國民經濟可持續發展的戰略高度，制定了一系列強制性的節能減排政策、規劃和法規，并拿出專項資金，大力扶持和獎勵企業開展節能減排工作，為新時期各行各業的節能工作指明了目標。下面就一個改造工程進行分析。

根據項目單位提供的相關資料，企業平均用汽負荷30.5t/h，最大用汽負荷44t/h。企業年耗汽量241560t。由3×20t/h蒸汽鍋爐（型號SZL20-1.25-AⅡ）供給，供汽壓力0.8～1.0MPa、供汽溫度170～179℃，公司通過相關部門對鍋爐情況進行檢測，得出鍋爐平均熱效率熱效率為58%，噸汽耗煤量為159.4kg標準煤。

本工程對原有三臺20噸（型號SZL20-1.25-AⅡ）鏈條爐進行拆除，并在其位置上新建一座蒸汽鍋爐房，其內安裝兩臺45t/h循環流化床蒸汽鍋爐（一用一備），鍋爐房采用雙層布置；配置輸煤、除渣、水處理、除塵器等及土建工程附屬設施。

本頂目使用高效率循環流化床代替設備陳舊老化的低效率鍋爐，因此鍋爐房的年耗煤量、煙塵排放量、二氧化硫排放量都將減少。

1 單位能耗計算指標

生產系統用汽量：最大負荷44t/h，平均負荷30.5t/h，年平均運行330天，年均用汽量241560噸。

1kg標準煤低位發熱量=29271kj/kg，鍋爐正常生產燃用煤低位發熱量為16930kj/kg。

本項目采用兩臺45t/h循環流化床鍋爐替換原來3x20t/h蒸汽鍋爐。正常生產時，原鍋爐由于年久失修，受熱面內部結構、設備老化等逐多原因，根據有關部門測定其熱效率為58%，年耗煤量達38493噸標準煤。而改造后的循環流化床鍋爐出廠效率為89.5%，循環流化床鍋爐設計效率為85%，生產同樣產量的蒸汽年耗煤量26266噸標準煤，年節約標準煤38493-26266=12227噸。

鍋爐連續排污通過連排擴容器回收余汽加熱除氧器、余水冬季加熱采暖系統。連排率為蒸發量的2%，年排污量為4830噸。汽包額定壓力下的飽和蒸汽熱焓為2790kj/kg、飽和水熱焓為1100kj/kg，回收余汽平均熱焓為1945kj/kg，回收利用余熱4081GJ，折標準煤139噸。

回收生產車間凝結水，回收率>50%，減少了除鹽水的制取量，提高了給水溫度，回收凝結水熱量，節約能源、降低蒸汽成本。

0.7mpa壓力下的飽和水熱焓為697kj/kg。

2 項目節能量測算公式、折算系數、計算過程

測算公式：

改造前：

改造后：

式中說明：B-鍋爐燃料單位消耗量kg/h；D-鍋爐蒸汽產量kg/h；i1-改造后鍋爐過熱蒸汽焓kj/kg；i2-改造后鍋爐給水焓kj/kg；i3-改造后鍋爐飽和水焓kj/kg；D1-鍋爐排污量kg/h；ηg-鍋爐效率%，取85%；Qdw-燃煤低位發熱量kj/kg；i'1-改造前鍋爐飽和蒸汽焓kj/kg；i'2-改造前鍋爐給水焓kj/kg；i'3-改造前鍋爐飽和水焓kj/kg。

改造前年用煤量=8.403×24×330=66552t

折合標準煤：38493噸

噸汽耗煤量159.4kg標準煤

改造后年用煤量=5.734×24×330=45413t

折合標準煤：26266噸

噸汽耗煤量108.8kg標準煤

年節原煤=66552-45413=21139噸

年節標準煤=38493-26266=12227噸。

回收凝結水熱量此處暫不計。因改造前也有回收，只是沒有改造后數量多，故暫不計算。

改造后年總節煤量為12227噸標準煤。

3 本項目鍋爐選用循環流化床鍋爐，本項目的脫硫措施為氨法脫硫，增加脫硫劑氨水的貯存、運輸及混合等工藝過程，以實現高效脫硫氨回收法技術將回收的二氧化硫、氨全部轉化為化肥，不產生任何廢水、廢液和廢渣，沒有二次污染，是一項真正意義上的將污染物全部資源化，符合循環經濟要求的脫硫技術。

設計脫硫效率為80%，得出項目建成后二氧化硫的排放濃度為：改造后煙氣中二氧化硫濃度為51.3mg/Nm3，（小時二氧化硫排放量為5.13kg）。該值遠遠低于國標（GB13271-2001）《鍋爐大氣污染物排放標準》中Ⅱ時段二氧化硫最高允許排放濃度900mg/Nm3的限值。

改造前煙氣中二氧化硫濃度為376.4mg/Nm3，（小時二氧化硫排放量為37.64kg）。該值符合國標（GB13271-2001）《鍋爐大氣污染物排放標準》中Ⅱ時段二氧化硫最高允許排放濃度900mg/Nm3的限值，但濃度偏高。

改造前后二氧化硫減排量：37.64-5.13=32.51kg/h

年二氧化硫減排量：32.51*24*330/1000=257噸

本項目采用SNCR煙氣脫硝技術，45t/h循環流化床鍋爐煙氣脫硝基礎設計參數

（1）改造后氮氧化物排放量：煙氣中氮氧化物濃度為162mg/Nm3，（小時氮氧化物排放量為16.2kg）。（2）改造前氮氧化物排放量：煙氣中氮氧化物濃度為522mg/Nm3，（小時氮氧化物排放量為52.2kg）。（3）改造前后氮氧化物排放量比較

改造前：年氮氧化物排放量：52.2×24×330/1000=413t

改造后：年氮氧化物排放量：16.2×24×330/1000=128t

改造前后比較：改造后全年節減少產生氮氧化物排放量為：413-128=285噸。

4 改造前后煙塵排放量和排放濃度的計算及比較

改造后：煙氣中煙塵濃度為5.44mg/Nm3，（煙塵排放量為0.99kg/h）。該值遠低于國標（GB13271-2001）《鍋爐大氣污染物排放標準》中一類地區Ⅱ時段煙塵最高允許排放濃度200mg/Nm3的限值。

改造前：煙氣中煙塵濃度為496mg/Nm3，（煙塵排放量為90.3kg/h）。該值高于國標（GB13271-2001）《鍋爐大氣污染物排放標準》中二類地區Ⅱ時段煙塵最高允許排放濃度200mg/Nm3的限值。

改造前后比較：

改造前后煙塵減排量：90.3-0.99=89.31kg/h

年煙塵減排量：89.31*24*330/1000=707噸

每燃燒一噸標煤，產生二氧化碳量為2.62噸。

改造后全年節標煤=12227噸，減少產生二氧化碳量為12227×2.62=3.2萬噸。

從上述計算可看出，對蒸汽鍋爐改造后產生巨大的節能減排效益，具有良好的經濟效益和社會效益。

參考文獻

[1]實用鍋爐手冊[S].

[2]中小型熱電聯產工程設計手冊[S].