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某厂燃煤锅炉改造为燃气锅炉的可行性分析


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某厂燃煤锅炉改造为 燃气锅炉的可行性分析
1、上海纳铁福传动轴有限公司
陈慈平

1

2 、同济大学
2

于航

/>
2

李继领

2

孟二林

陆爱军 1 钱进 1

要: 对燃煤锅炉改造为燃气锅炉的必要性进行了阐述,介绍了周浦、康桥两家工厂的燃煤锅炉改造方

案,重点分析了项目的经济性和节能效果。 通过改造,每年可节约标准煤 2758 吨,减少 CO2 排放量 6895 吨。 关键词: 燃煤锅炉;燃气锅炉;锅炉改造;节能减排;环境保护

The Analysis of the Feasibility of Reforming Coal Boiler to Gas Boiler in Auto Parts Factory
Chen ci ping, Yu hang, Li ji ling, Meng er lin, Lu ai jun, Qian jin Abstract: this paper introduced the necessity of reforming coal boiler to gas boiler and the reform scheme of the factories in Zhou pu and Cambridge. It focuses on the analysis of the economics and energy efficiency of the program. Through the reform, it can save 2758 tons of standard coal and reduce CO2 emissions by 6,895 tons annually. Keywords: lcoal boiler; gas boiler; boiler reform; energy efficiency and emission reduction; environmental protection 0 前言 近年来, 人们意识到以煤为主的能源消费格局 是造成大气污染加剧、空气质量下降的主要原因。 根据上海市颁布的 《上海市锅炉大气污染物排放标 准 (DB31/387-2007 》 )(表 1 , 2009 年开始燃 )从 煤锅炉的二氧化硫排放标准大幅提高, 燃煤锅炉必 上海市政府还 须安装脱硫装置才能满足排放要求。 “基本无燃煤区”区内的燃煤锅炉必须用天 , 划定了 然气锅炉替代。 另外, 随着世博会的举行, 目前所有 新项目建造小型煤锅炉一般都不予批准。

表 1 上海市锅炉大气污染物排放标准

锅炉类别 自然通风锅炉 (0.7MW 或 1t/h) 其它锅炉 以高炉煤气、 焦炉煤气的 资源综合利用锅炉 其它燃气锅炉

适用区域 A B A B 全部 区域

燃煤 锅炉

烟尘排放浓度 烟气黑度 二氧化硫排放浓度 氮氧化物排放浓度 (mg /m 3 ) (林格曼黑度, ) 级 (mg /m 3 ) (mg /m 3 ) 禁排 禁排 禁排 禁排 80 1.0 300 400 禁排 禁排 禁排 禁排 120 400 1.0 400 原 250 原 1200 30 1.0 100 50 200

燃气 锅炉

注:烟气黑度限值的规定在锅炉任何负荷(包括启炉等阶段)均有效。

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1 燃气锅炉的优越性

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[1]~[2]

而且这两 费严重。为了节能减排和提高经济效益, 个锅炉房都位于 “基本无燃煤区” 公司决定将两 内, 家工厂的燃煤锅炉改造成燃气锅炉。

煤主要是由 C、 S、 N 等元素和灰分及水 H、 O、 分组成, 燃烧后放出热, 并生成 SO2、 3、 X、 SO NO 水 SO SO NO 污染环 分和灰分。 2、 3、 X 由烟气排入大气, 境,对人类造成危害。天然气的主要成分是甲烷 (CH4) 气体, 并含有少量的非烃类气体, 一般不含 主要生成 CO2 和水, 水分和灰分。天然气燃烧后, 放出大量的热, 有害的 SO2、 3、 X 排放量相对 SO NO 燃煤锅炉改燃气锅炉后可以 煤来说少得多。因此, 大大降低煤烟型烟尘排放量,显著改善空气质量, 更好地保护环境。 燃气锅炉不需要燃料储存,节约运输费用、 场 地和劳动力, 减小工人劳动强度。 不需要上煤机、 除 除尘器、 炉排等附属设备, 节约锅炉设备投 渣机、 资, 降低运行成本。 燃气锅炉系统启动快, 传热效果 好, 热辐射能力强, 排烟温度低, 热效率明显提高。 燃气锅炉操作简单, 易实现自动控制, 利于降低安 全生产风险。 2 锅炉运行现状及改造方案 2.1 运行现状 上海纳铁福传动轴有限公司共有 5 台燃煤锅 炉, 其中三台为周浦工厂的 4 吨 DZL4-1.25 锅炉, 两台为康桥工厂的 6 吨 DZL6-1.25 锅炉。目前主 食堂、 职工洗澡和夏天的 要用于车间的零件清洗、 使用中遇到的最大问题是锅炉 溴化锂中央空调机。 排气污染严重,必须采用燃煤脱硫方法解决问题, 两家工厂烟气脱硫的成本很高, 脱硫废水还必须处 理后排放。 由于锅炉运行过程中噪音过大和烟尘问 题, 影响周边居民的生活, 屡遭投诉。 5 台燃煤锅炉的运行现状是: 周浦工厂的 3 台 锅炉在夏季两台间歇运行, 另外一台备用, 其他季 节一台间歇运行, 另外两台备用。康桥工厂的 2 台 锅炉一台间歇运行, 另外一台备用。图 1 是两厂的 煤水比, 由于原锅炉容量配置太大, 锅炉连续运行 时间短, 平时大量时间用于压炉保温, 导致锅炉的 煤水比很低, 只有正常连续燃烧时的一半, 燃煤浪

图 1 两家工厂煤水比

2.2 改造方案 经过对两厂蒸汽用量实际负荷的测试和燃气 锅炉良好的可靠性能, 改造后可使锅炉满足满负荷 运行的需求, 减少待机时的燃料浪费现象。改造方 案如下: 周浦工厂:将 3 台 4 吨燃煤锅炉改为 2 台 2 吨燃气锅炉。 康桥工厂:将 2 台 6 吨燃煤锅炉改为 1 台 4 吨燃气锅炉。 图 2、 3 是改造后的锅炉房布置图。将燃煤 图 锅炉改造成燃气锅炉后, 周浦工厂锅炉房周围的煤

图2

康桥工厂锅炉房布置图

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表3

两家工厂改造前后运行成本分析

(万元)

周浦工厂 费用类别 维修人工费 维修材料费 废气排污费 环保 费用 废气监测费 脱硫药剂费 脱硫水费
图3 周浦工厂锅炉房布置图

康桥工厂

煤锅炉 4.8 15 1 2 4.1 0.9 10 36.9 12.2 86.9

天然气 天然气 煤锅炉 锅炉 锅炉 2 8 0 0 0 0 5 0 4.6 19.6 3.2 12 1 2 4.1 0.9 9 36.9 12.2 81.3 65.1
(万元)

维修费

2 5.3 0 0 0 0 5 0 3.9 16.2

人工费

操作人员(人 ) 服务外包 电费

棚和煤渣棚等临时建筑均可拆除,大大改善了锅 炉房周边环境, 康桥工厂原有的软水处理房、 风机 煤棚和煤渣棚均可用作其他用途。 两厂腾出煤 房、 场与煤渣场的空间约 450 平米,可用于其它业务 发展。 人员数量将减少一半。 还可以取消锅炉房的 2 台装载机(叉车)和锅炉房浴室, 进一步降低能 耗。 3 经济性分析 由表 2 可知, 两家工厂燃煤锅炉改燃气锅炉后, 可节约大量燃料成本, 特别是康桥工厂, 年节约燃料 费用近百万元。由表 3 可以看出,周浦工厂在改造 康桥工厂年运行费 后, 年运行费用节约 67.3 万元, 用节约 65.1 万元,两家工厂合计可节约运行费 132.4 万元,占原运行费的 79%,经济效果十分显 著。

运行费用总计 运行费用节约
表4

67.3
改造投资分析

投资项目 设备费 设备配套及安装费 土建费 天然气接管费 环保设备投资费 合计 节能补贴等费用收益 实际投资总合计
表5

周浦工厂 75 20 10 107 0 212 67.75 144.25
改造投资回收年限

康桥工厂 56 20 5 50 0 131 64.52 66.48

费用类别
年燃料费用节约 (万元 )

周浦工厂 康桥工厂 15 67.3 144.25 1.75 99 65.1 66.48 0.41

合计 114 132.4 211 0.86

年运行费节约 (万元 ) 改造费用 (万元 )
表 2 两家工厂改造前后燃料成本分析

投资回收期 ) (年

周浦工厂 煤锅炉 年燃料消耗量 (t 或 m 3) 燃料 费用 燃料单价 ) (元 /t 或 m 3 合计 (万元 ) 年燃料费节约 (万元 )

康桥工厂
表6 改造后的节能效果(对比 2008 年)

天然气 天然气 煤锅炉 锅炉 锅炉 781242 3091 514437

3128

860 269 15

3.25 254

860 266 99

3.25 167

周浦工厂 康桥工厂 天然气 天然气 煤锅炉 煤锅炉 锅炉 锅炉 51443 3 年燃料消费量 或 m ) 3128 781242 3091 (t 7 折合标准煤 ) (t 2234 1015 2208 669 年节约燃料 标准煤 (t ) 1219 1539 2008 年公司总能耗 31921 (t 标准煤 )

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两家工厂锅炉改造的各项投资费用如表 4 所 示, 共需投资约 343 万元, 在考虑到政府节能补贴 和其它费用收益后, 实际投资费用为 210 万元。实 际上, 如果不进行燃气锅炉的改造, 就必须投入巨 由表 资增加脱硫装置以满足燃煤锅炉的排放要求。 5 可知, 两家工厂总投资回收年限约为 0.86 年, 其 中周浦工厂投资回收年限为 1.75 年,康桥工厂投 资回收年限为 0.41 年。 4 节能和社会效益 由表 6 可以看出,改造后周浦工厂可节约的年 燃料消耗量换算成标准煤为 1219 吨,康桥工厂为 1539 吨, 合计可节约标准煤 2758 吨。按 08 年全公 司总能耗测算, 该锅炉改造项目可节约的年燃料消耗 如果按每 kg 标准煤的 量约占公司能源消耗的 8.6%。 CO2 排放量 2.5kg 计算[3], 则改造后每年可减少排放 6895 吨 CO2, 实现企业节能减排的社会责任。 通过改造, 还有效解决了工厂周围的下列环境 问题: 1 解决脱硫问题, ) 改善大气污染; 2 解决噪音问题, ) 利于社会和谐; 3 解决锅炉房环境问题, ) 利于管理; 4 避免脱硫废水的排放, ) 在保护环境的同时,

降低废水处理成本。 5 结论 1 两家工厂通过锅炉改造减少了能源消耗, ) 每 年可减少燃料费用 114 万元。特别是康桥工厂, 每 年可节约的燃料费用高达百万元, 经济效益非常明 显。 2 两家工厂总投资回收年限为 0.86 年, ) 投资 其中周浦工厂投资回收年限为 1.75 年, 回报性好。 康桥工厂投资回收年限为 0.41 年。 3 两家工厂通过锅炉改造每年可节约燃料折 ) 算标准煤 2758 吨,占 08 年公司总能耗的 8.6%, 减少排放 6895 吨 CO2。 4 避免含硫烟气和含硫废水的排放, ) 改善了周 边环境。解决了原有锅炉的噪音问题, 有利于社会 和谐, 具有较大的社会效益。
参考文献

[1] 田贯三 , 李振鸣 , 王博等 ; 燃煤锅炉改 烧 燃 气
的经济技术分析 ; 煤气与热力 2000 (1)

[2] 杜欣平 , 陈琴 , 李维光等 ; 燃煤锅炉改 为 燃 气
锅炉的技术措施 ;煤气与热力 2002 (2)

[3]《企业能源审计方法》大纲

引领环保发电新方法—— — “震动发电”
最近, 以色列科学家找到一种利用汽车运动让 街道和公路发电的方式。 负责研发这项革命性新技术的是位于以色列 海法的因诺瓦科技公司和海法理工学院, 科学家海 · 姆 阿布拉莫维奇担任项目领导人。这项技术的奥 秘在于路面下铺设了一种特殊的材料—— —微型压 电晶体, 这种压电晶体在受到挤压变形时会产生少 量电量, 而当成千上万个压电晶体被植入公路表面 时, 公路便可产生巨大的电能, 这种发电系统的具 重量和 体发电能力取决于路面上通行车辆的数量、 行驶速度, 理想情况下每公里路段每小时的发电量 可达 400 度,足以供应 800 户人家的日常用电需 求。 该发电技术不产生任何污染, 植入沥青内的压 路面改造成本 电晶体的使用寿命一般可达 30 年, 相对较低, 开发前景广阔。
(于 红译)

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