燃煤鍋爐改造為燃?xì)忮仩t的可行性技術(shù)研究

張小康，董 潔

（江西省鍋爐壓力容器檢驗(yàn)檢測(cè)研究院，江西南昌 330029）

1 燃?xì)忮仩t的優(yōu)勢(shì)

天然氣由甲烷氣體和其他少量的非烴類氣體組成，其中甲烷氣體是天然氣最主要的成分，通常情況下不含灰分和水分。通過(guò)充分的燃燒，天然氣可以放出大量的熱，并燃燒產(chǎn)生水和二氧化碳，相比于煤炭而言，天然氣燃燒后只會(huì)產(chǎn)生非常少量的S02，S03，NOX等有害物質(zhì)。所以，將燃煤鍋爐改造成燃?xì)忮仩t后，不但能有效減少煤煙型煙塵的排放量，還能對(duì)工廠周圍的公司質(zhì)量有所改善，從而對(duì)環(huán)境起到更好的保護(hù)作用。

不同于燃煤鍋爐的是，燃?xì)忮仩t不需要大量的場(chǎng)地來(lái)儲(chǔ)存燃料，這樣就可以節(jié)省燃料運(yùn)輸?shù)馁M(fèi)用，還能有效節(jié)省運(yùn)輸中需要的勞動(dòng)力和場(chǎng)地，減小工人的相對(duì)工作強(qiáng)度[1]。同時(shí)使用燃?xì)忮仩t，不需要例如上煤機(jī)、除渣機(jī)等大量的附加設(shè)備，大大減少了相關(guān)的資金投資，有效地降低運(yùn)行維護(hù)成本。相較于燃煤鍋爐，燃?xì)忮仩t有著巨大優(yōu)勢(shì)，例如系統(tǒng)啟動(dòng)速度快、熱傳遞效果優(yōu)秀、熱輻射能力強(qiáng)、排放的廢煙溫度更低，熱效率顯著提升。而且燃?xì)忮仩t的操作比之于燃煤鍋爐更加簡(jiǎn)單方便，自動(dòng)控制更易于實(shí)現(xiàn)，這就大大降低了生產(chǎn)過(guò)程中的安全風(fēng)險(xiǎn)。

2 鍋爐的運(yùn)行狀況和改造方案

2.1 運(yùn)行狀況

某公司總共擁有5臺(tái)燃煤鍋爐，3臺(tái)是位于周浦工廠的4 t DZL4-1.25燃煤鍋爐，其余2臺(tái)是位于康橋工廠的6 t DZL6-1.25燃煤鍋爐。位于周浦工廠的3臺(tái)燃煤鍋爐當(dāng)中有2臺(tái)是夏季間歇運(yùn)行，另外1臺(tái)一直處于備用狀態(tài)，在其他3個(gè)季節(jié)中，有1臺(tái)燃煤鍋爐處于間歇運(yùn)行狀態(tài)，另外2臺(tái)則處于備用狀態(tài)。位于康橋工廠的2臺(tái)燃煤鍋爐始終由1臺(tái)處于間歇運(yùn)行，另外1臺(tái)處于備用狀態(tài)。因?yàn)?個(gè)工廠的鍋爐容量偏大，存在容量冗余情況，再加上鍋爐并不是連續(xù)不斷運(yùn)行，有大量的時(shí)間處于保溫狀態(tài)，因此需要消耗大量的能源用于維持鍋爐的溫度，這就造成了兩家工廠鍋爐的煤水比相當(dāng)之低。為了節(jié)約能源、減少?gòu)U物排放、提升經(jīng)濟(jì)效益，公司決定將這兩家工廠的燃煤鍋爐改造成性能更優(yōu)的燃?xì)忮仩t。

2.2 改造方案

（1）周浦工廠。將原有的3臺(tái)4 t燃煤鍋爐替換為2臺(tái)2 t燃?xì)忮仩t。

（2）康橋工廠。將原有的2臺(tái)6 t燃煤鍋爐替換為1臺(tái)4 t燃?xì)忮仩t。

由于將燃煤鍋爐替換成了燃?xì)忮仩t，燃煤鍋爐的配套設(shè)備可以廢棄，因此周浦工廠鍋爐房周圍的煤棚和煤渣棚等相關(guān)建筑可以全部可以拆除，僅僅這一舉措便能極大改善鍋爐房周邊生態(tài)環(huán)境，而位于康橋工廠原有的軟水處理房、風(fēng)機(jī)房、煤棚和煤渣棚等建筑則可以另作他用[2]。由于設(shè)備減少，加上運(yùn)用自動(dòng)化控制技術(shù)，工作人員的數(shù)量將大幅度減少，同時(shí)能達(dá)到節(jié)能減排及提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。

3 經(jīng)濟(jì)性分析

從表1可看出，通過(guò)對(duì)兩家工廠的燃煤鍋爐進(jìn)行改造后，可以有效節(jié)約燃料成本，尤其是康橋工廠，每年可節(jié)省上百萬(wàn)元人民幣的燃料費(fèi)。從表2可看出，在進(jìn)行鍋爐改造后，康橋工廠每年可節(jié)省65萬(wàn)元人民幣的運(yùn)行費(fèi)用，而周浦工廠則可節(jié)省67萬(wàn)元人民幣的運(yùn)行費(fèi)用，另加工廠每年可節(jié)省的運(yùn)行費(fèi)用多達(dá)130余萬(wàn)元人民幣，占原運(yùn)行費(fèi)用的79%。

通過(guò)表2可以看出，經(jīng)過(guò)對(duì)兩家工廠的鍋爐改造，各項(xiàng)投資共計(jì)343余萬(wàn)元人民幣，但是綜合考慮其他費(fèi)用收益和政府在節(jié)能減排方面的補(bǔ)貼后，最終的投資費(fèi)用只有210萬(wàn)元人民幣。但如果不改造燃?xì)忮仩t，就必須要斥巨資引入脫硫裝置來(lái)滿足國(guó)家對(duì)燃煤鍋爐在廢氣排放方面的要求。兩家工廠在投資方面回收年限的平均值為0.86 a，其中康橋工廠的投資回收年限是0.41 a，而周浦工廠的則是1.75 a。

4 技術(shù)可行性分析

4.1 鍋爐本體

（1）計(jì)算工廠中鍋爐的較核性熱力，并較核鍋爐的煙風(fēng)阻力和水循環(huán)，還要對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)采取相應(yīng)的防腐措施[3]。

（2）對(duì)鍋爐的爐墻煙道進(jìn)行加強(qiáng)，尤其要重視爐膛的位置。要求完成加強(qiáng)的爐墻具有一定程度的密封性和強(qiáng)度，在最大程度上符合天然氣在燃燒方面的要求。

（3）在鍋爐本體周圍設(shè)置面積＞0.2 m2的重力式防爆門，減小其在危險(xiǎn)情況下對(duì)周圍環(huán)境等產(chǎn)生的危害。

表2 兩家工廠改造前后的成本對(duì)比 萬(wàn)元人民幣

4.2 燃燒系統(tǒng)

鍋爐的燃燒系統(tǒng)主要由空氣供應(yīng)、燃?xì)夤?yīng)、點(diǎn)火系統(tǒng)、主燃燒器、排煙系統(tǒng)和鍋爐組成。首先，在開始改造工作前，要將燃燒系統(tǒng)中的排灰設(shè)施和加煤系統(tǒng)進(jìn)行拆除。其次，燃燒器的選擇要恰當(dāng)，通過(guò)對(duì)爐膛進(jìn)行改造后將燃燒器安裝在此處。最后，配置好空氣系統(tǒng)和燃?xì)庀到y(tǒng)[4-5]。

4.3 鍋爐房

（1）對(duì)鍋爐房進(jìn)行改造，保證其達(dá)到燃?xì)忮仩t房在防爆和防火等方面的要求。

（2）按照本地區(qū)供氣網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際情況來(lái)決定調(diào)壓系統(tǒng)和燃料氣儲(chǔ)備系統(tǒng)設(shè)置的必要性。

5 結(jié)束語(yǔ)

兩家工廠進(jìn)行的鍋爐改造，不但能有效削減工廠所消耗的能源，每年還能節(jié)省114萬(wàn)元人民幣的燃料費(fèi)用。尤其是康橋工廠，每年可以節(jié)省上百萬(wàn)元人民幣的燃料費(fèi)用。兩家工廠總投資回收年限的平均值是0.86 a，康橋工廠是0.41 a，周浦工廠是1.75 a，投資回報(bào)性非常好。兩家工廠每年節(jié)省燃料可折合2758 t標(biāo)準(zhǔn)煤，約占2008年整個(gè)公司總耗能的8.6%。同時(shí)，還能減少6895 t的二氧化碳排放。還能有效避免含硫廢水和含硫煙氣的排放，有效改善了工廠周邊的環(huán)境，并且原有鍋爐的噪聲問(wèn)題得到合理改善，不但提升了經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，還有利于促進(jìn)社會(huì)和諧。