腰灘聯(lián)合站燃煤鍋爐更換工程實(shí)施方案研究

馬綸建

（中石化江蘇石油工程設(shè)計(jì)有限公司，江蘇 揚(yáng)州 225009）

腰灘聯(lián)合站是一個(gè)集油氣處理、原油外銷、污水回注等功能于一體、配套建有供熱、消防等設(shè)施的綜合性站場(chǎng)。鍋爐房現(xiàn)建有2臺(tái)2 t/h燃煤蒸汽鍋爐，鍋爐投產(chǎn)于2008年，站內(nèi)供熱介質(zhì)為蒸汽。鍋爐房全年總耗煤量1 474.05 t，冬季最大耗煤量142 t/月，最大熱負(fù)荷約1 320 kW。

腰灘聯(lián)合站鍋爐房鍋爐大氣污染物排放濃度不符合《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB13271-2014）中大氣污染物特別排放限值的要求。在用鍋爐大氣污染物排放濃度如表1所示。

表1 在用鍋爐大氣污染物排放濃度

1 改造內(nèi)容

1.1 燃料的選擇

加熱爐燃料采用天然氣或柴油，天然氣采用站場(chǎng)伴生氣或城鎮(zhèn)燃?xì)猓臀话l(fā)熱量為34.972 MJ/m3；柴油采用0號(hào)柴油，柴油來源由泰州采油廠新源公司提供，柴油質(zhì)量達(dá)到車用柴油（V）的標(biāo)準(zhǔn)，低位發(fā)熱量為42.64 MJ/kg。

1.2 主要內(nèi)容

拆除已建的2臺(tái)2 t/h燃煤蒸汽鍋爐及配套輔機(jī)以及煤棚、渣場(chǎng)等，新建2臺(tái)1 400 kW全自動(dòng)燃油燃?xì)獬杭訜釥t，站內(nèi)供熱介質(zhì)由蒸汽改為熱水，配套建設(shè)1套熱水循環(huán)系統(tǒng)和1套燃料供應(yīng)系統(tǒng)，站內(nèi)供熱管網(wǎng)相應(yīng)改造。加熱爐安裝在鍋爐間內(nèi)，熱水循環(huán)泵安裝在水泵房?jī)?nèi)。

拆除鍋爐間內(nèi)已建的操作間和電控柜，將鍋爐間東側(cè)的化驗(yàn)室改為操作間，加熱爐控制柜安裝在改建的操作間內(nèi)。將罐區(qū)已建的2座50 m3脫油罐改為柴油罐。新建2臺(tái)燃油泵，露天安裝在防火堤西側(cè)空地。將已建的凝結(jié)水箱改為回水箱，補(bǔ)水泵利用已建的生水泵。供熱設(shè)備由鍋爐改為加熱爐后，供熱部分不設(shè)崗，所有的操作控制全部集中在集輸崗儀表值班室內(nèi)。

1.3 加熱爐的選型

選用設(shè)有2組盤管的加熱爐，1組盤管為油盤管，用于站外來液進(jìn)爐內(nèi)升溫；1組盤管為水盤管，供應(yīng)站內(nèi)三相分離器和罐區(qū)等用熱熱水。進(jìn)加熱爐升溫總液量14 t/h，含水80%，爐內(nèi)溫升按37℃考慮（從進(jìn)站的23℃升至60℃），管輸來液爐內(nèi)升溫?zé)嶝?fù)荷需541 kW。

腰灘聯(lián)合站最大供熱負(fù)荷1 320 kW，管輸來液爐內(nèi)升溫?zé)嶝?fù)荷541 kW，考慮生產(chǎn)用熱的不均衡性，加熱爐油水盤管負(fù)荷分配和設(shè)計(jì)參數(shù)如表2所示。

表2 加熱爐設(shè)計(jì)參數(shù)

1.4 改造后的平面布置

站場(chǎng)平面布置如圖1所示，鍋爐房平面布置如圖2所示。

1.5 防火間距

新建燃油泵與周圍建（構(gòu)）筑物之間的防火間距如表3所示。

表3 防火間距

1.6 熱力流程

熱力流程如圖3所示。

1.7 燃料消耗量

腰灘聯(lián)合站最大供熱負(fù)荷1 320 kW，鍋爐燃煤，耗煤量1 474.05 t/a，燃煤鍋爐熱效率76.8%，煤的發(fā)熱量20 934 kJ/kg。加熱爐熱效率按85%計(jì)，按年供熱總量相等的原則，加熱爐單燃用柴油，最大柴油消耗量為131 kg/h，全年消耗柴油量約654 t；加熱爐單燃用天然氣，最大天然氣消耗量為160 Nm3/h，全年消耗天然氣量約79.72×104Nm3。

圖3 熱力流程

1.8 污染物排放量

天然氣中無灰分，不含硫，加熱爐燃天然氣，煙氣中無煙塵和二氧化硫排放；氮氧化物的排放量 ≤75 mg/Nm3，按燃燒1 Nm3天然氣產(chǎn)生10.55 Nm3干煙氣計(jì)，加熱爐煙氣排放的氮氧化物總量≤631 kg/a。 柴油中無灰分，含硫6 mg/kg，假設(shè)柴油中的硫100%轉(zhuǎn)化成二氧化硫，加熱爐燃柴油，煙氣中無煙塵排放，二氧化硫的排放量為12 mg/kg（柴油）；氮氧化物的排放量≤120 mg/Nm3，按燃燒1 kg柴油產(chǎn)生12 Nm3干煙氣計(jì)，加熱爐煙氣排放的污染物總量為：二氧化硫7.8 kg/a，氮氧化物≤942 kg/a。

2 效益分析

2.1 社會(huì)效益

腰灘聯(lián)合站鍋爐更換改造，鍋爐燃料由重污染燃料煤改為潔凈燃料天然氣或柴油，其大氣污染物排放滿足現(xiàn)行《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB13271-2014）中重點(diǎn)地區(qū)特別排放限值的要求。站場(chǎng)污染物排放量如表4所示。

表4 腰灘聯(lián)合站污染物排放量

2.2 經(jīng)濟(jì)效益

本方案實(shí)施后，腰灘聯(lián)合站加熱爐單燃用天然氣，減少的大氣污染物總量折算成污染當(dāng)量，約 30 014當(dāng)量，按2016年排放污染物每污染當(dāng)量繳納3.6元排污費(fèi)計(jì)，每年可少繳納排污費(fèi)10.81萬元；加熱爐單燃用柴油，減少的大氣污染物總量折算成污染當(dāng)量，約29 678當(dāng)量，每年可少繳納排污費(fèi)10.68 萬元。

3 結(jié)論

本文對(duì)泰州采油廠腰灘聯(lián)合站燃煤鍋爐更換工程進(jìn)行了方案研究，得出以下結(jié)論。拆除已建的2臺(tái)2 t/h 燃煤蒸汽鍋爐和配套輔機(jī)以及煤棚、渣場(chǎng)等，新建 2臺(tái)1 400 kW全自動(dòng)燃油燃?xì)獬杭訜釥t，站內(nèi)供熱介質(zhì)由蒸汽改為熱水，配套建設(shè)1套熱水循環(huán)系統(tǒng)和1套燃料供應(yīng)系統(tǒng)，站內(nèi)供熱管網(wǎng)相應(yīng)改造。方案實(shí)施后，具有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，可供同類工程借鑒。