鍋爐效率檢測與節能減排改造探討*

李文濤 何雪冰

本課題來源于烏魯木齊市建設科技項目:科技新疆醫科大學、南湖小區既有建筑、采暖、供熱系統能耗審計、節能關鍵技術及相關政策研究。課題工作始于2004年,課題組每年都對各熱力公司節能改造的情況進行回訪。現以某熱力公司的節能改造情況進行探討。

新疆某熱力公司(后簡稱“A公司”)2008年～2009年采暖季單位面積耗煤量折合標煤為34.8 kg/m2。JGJ 26-95民用建筑節能設計標準[1](后簡稱“節能標準”)中規定該市耗煤量指標為17 kg/m2,可見,該熱力公司耗煤量偏大。由于耗煤量與鍋爐效率密切相關,因此對A公司熱水鍋爐的效率進行檢測。

1 鍋爐效率檢測

1.1 檢測原理

本次檢測采用正平衡法,計算公式如下:

其中,Q1為檢測時間內鍋爐有效利用熱量,MJ;Qr為檢測時間內投入燃料所放出的熱量,MJ;Gi為檢測時間內第i次記錄的鍋爐循環水流量,m3/h;ρ為檢測時供回水平均溫度下水的密度,kg/m3;cP為水的熱容量,取4.187 k J/(kg?℃);t1i為檢測時間內第i次記錄的鍋爐供水溫度,℃;t2i為檢測時間內第i次記錄的鍋爐回水溫度,℃;h為檢測記錄的間隔時間;Wj為檢測時間內第j次記錄的上煤量,t;Qdw為煤的低位發熱量,MJ/kg。

1.2 檢測儀器和方法

上煤量采用稱重顯示控制器LCXK-Ⅱ進行測量,精度0.25;供、回水溫度采用鉑電阻進行測量,總不確定度小于2%;流量采用渦街流量計測量,精度Ⅰ級,檢測儀器均滿足標準要求。

A公司在2008年夏季安裝了分層給煤器但沒有安裝其他節能設備。改造前后均對該鍋爐的效率進行了檢測。改造前檢測時間為2007年3月21日19:00～3月23日18:00,持續47 h[2]。改造后檢測時間為2009年1月15日00:00～1月17日23:00,持續72 h,每小時記錄一次數據。

1.3 檢測結果

A公司改造前后鍋爐效率檢測結果整理如表1所示,表1中供、回水溫度、循環水流量為每日的平均值。為便于敘述,將改造前鍋爐編號為A-1,改造后為A-2。

表1 A公司鍋爐效率檢測結果

從表1可以看出,加裝分層給煤器后鍋爐效率由58.3%提高到64.1%,但仍未達到節能標準中要求的值68%[1],因此,需要進一步對鍋爐進行節能改造。

為了得到加裝各種節能設備對提高鍋爐效率的貢獻率,筆者還選擇了另外一家典型熱力公司(簡稱“B公司”),并對其 4臺鍋爐的效率也進行了檢測,檢測方法與A公司相同,鍋爐編號分別為B-1,B-2,B-3和 B-4。

加裝節能設備前后鍋爐效率的對比如表2所示。

由表2可知,加裝分層給煤器、空氣預熱器和省煤器后鍋爐效率分別提高了5.8%,4.2%和5.5%。

2 A公司鍋爐節能改造方案分析

2.1 經濟收益分析

假設A公司在加裝空氣預熱器和省煤器后鍋爐效率提高百分比能達到表2中所示的值,將鍋爐的各種節能改造方案進行對比可以得出各自的節煤量,如表3所示。

表2 加裝節能設備后鍋爐效率的提高率

表3 各節能改造方案經濟比較

表4 各改造方案污染物減排量計算表

從表3可以看出方案1的投資回收期最短,方案2和方案4的投資回收期較長,但都不超過兩年。綜合來看,方案4最佳,因為在投資回收期結束后每個采暖季可節省124.7萬元,經濟效益最顯著,但其初投資也相對較高。如果資金相對緊張可選用方案3,其投資回收期相對較短,且初投資相對較少,可待以后資金充足再做進一步改造。

2.2 環境收益分析

提高鍋爐效率的節煤量所產生的污染物減排量計算如表4所示。從表4可以看出方案3和方案4減排效果較好,尤其是CO2的減排量較大,對減少溫室氣體排放有積極作用。

3 結語

加裝節能設備對提高鍋爐效率有積極作用,設備投資回收期均不超過兩年。建議A公司在經濟條件許可的情況下加裝空氣預熱器和省煤器,如果資金較為緊張則先加裝省煤器。

無論是從經濟上還是從環境上,對鍋爐進行節能改造都有著重要意義。

[1] JGJ 26-95,民用建筑節能設計標準[S].

[2] 蔣建志.新疆醫科大學供熱系統能耗審計及節能改造[D].重慶:重慶大學碩士學位論文,2008.

[3] 趙麗英.供熱系統節能分析[J].山西建筑,2009,35(7):243-244.