一、直接經(jīng)濟(jì)比較:
煤的價格比天然氣便宜,原煤的低位發(fā)熱值為5000大卡/公斤,目前大約1200元/噸,1.20元/公斤;而天然氣的低位發(fā)熱值為8600大卡/立方,目前市場上非居民用戶單價是4元/立方;直接比較,產(chǎn)生相同熱量煤與天然氣所需花費(fèi)金額比約為1:2。所以燃?xì)忮仩t運(yùn)行成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于燃煤鍋爐,成本大約增加了一倍。
其實(shí)上述觀點(diǎn)是完全錯誤的:1、首先,上述觀點(diǎn)忽視了鍋爐熱效率因素,即室燃型的燃?xì)忮仩t的熱效率要遠(yuǎn)高于以層燃型為主的燃煤鍋爐,以目前小型燃煤鍋爐為例;實(shí)際運(yùn)行時,各風(fēng)室之間竄風(fēng),火焰不能集中在主燃區(qū),使得前后拱無法發(fā)揮應(yīng)有的作用,燃燒效率大幅度降低。2、其次,是使用煤種與設(shè)計煤種往往不符,目前實(shí)際市場所供應(yīng)的燃煤質(zhì)量參差不齊,很難保證鍋爐設(shè)計煤種要求,當(dāng)使用熱值及揮發(fā)份均高于設(shè)計煤種的燃煤時,易使煤層結(jié)焦,燒壞爐排、擋渣器、煤閘板等,而使用低于設(shè)計煤種的燃煤時,會使?fàn)t膛溫度降低、火床縮短,鍋爐出力及熱效率遠(yuǎn)達(dá)不到要求。這是造成鍋爐熱效率低的另一項(xiàng)重要原因;3、再次,燃煤鍋爐因受熱面積灰,影響傳熱,燃煤中的含有的硫,使得煙氣露點(diǎn)升高,造成熱面積灰與腐蝕,其熱效率可下降20%左右。
由于上述諸多原因,一般燃煤鍋爐熱效率僅為55%,管理狀況差的鍋爐甚至不到45%,導(dǎo)致大量的能耗損失。
燃?xì)忮仩t目前以中心室燃回流型濕背式鍋爐為主。免去了引風(fēng)機(jī),運(yùn)行時爐膽內(nèi)為正壓燃燒,煙氣流程仍為三回程,根據(jù)燃料與風(fēng)量的比例關(guān)系進(jìn)行自動調(diào)風(fēng),確保燃料充分燃燒;當(dāng)煙氣到達(dá)鍋爐尾部煙道位置時,其可燃物含量接近于零,煙溫也降至170℃以下。不存在燃煤鍋爐常見的布風(fēng)不均、受熱面積灰、煙氣短路、使用非設(shè)計燃料等問題,所以熱效率一般都在95%以上,有的甚至達(dá)到98%,這是燃煤鍋爐根本無法比擬的。
所以僅考慮熱效率單一因素計算,產(chǎn)生相同熱量煤與天然氣所需花費(fèi)金額比約為3:4;即直接經(jīng)濟(jì)分析使用天然氣比使用燃煤需增加支出三分之一左右。
二、設(shè)備投資和維護(hù)保養(yǎng)對比
燃煤鍋爐有上煤系統(tǒng)、鏈條爐排裝置、出渣系統(tǒng)等眾多機(jī)械傳動部位。鍋爐運(yùn)行時,各類意想不到的機(jī)械故障隨時可能發(fā)生,而且搶修起來工作量大,僅更換一塊從動爐排片,就需要四五個小時。為了防止采暖期可能出現(xiàn)的,夏季設(shè)備故障,就要進(jìn)行徹底地檢修,重新解體組裝。一臺普通的四噸快裝鏈條鍋爐,主輔機(jī)每年設(shè)備檢修費(fèi)平均為4萬元左右。但機(jī)械故障仍很難避免。所以一般的燃煤鍋爐房都有備用鍋爐以防不測?! ?/p>
與此相比,燃?xì)忮仩t輔機(jī)系統(tǒng)非常簡單,完全省略了上煤系統(tǒng)、爐排裝置,出渣系統(tǒng)、引風(fēng)機(jī)和除塵設(shè)施,將送風(fēng)機(jī)與燃料輸送系統(tǒng)組合為一體,成為燃燒機(jī),燃燒機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊,體積很?。荒壳靶卵b燃?xì)忮仩t所用燃燒機(jī)技術(shù)成熟,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,耐用度很高,投用后五年之內(nèi)可確保不出任何故障。而且由于燃燒機(jī)體積小,出故障后可將整機(jī)拆下送專門檢修點(diǎn)。
燃?xì)忮仩t房內(nèi)除燃燒機(jī)和給水泵外,無任何其它機(jī)械傳動裝置,機(jī)械傳動裝置故障率極低,所以此類鍋爐房一般不需要備用鍋爐,可節(jié)省大量投資。
三、***性能比較
按現(xiàn)行燃?xì)忮仩t工程所采用的技術(shù)規(guī)范,要求鍋爐所使用的燃燒機(jī)具有全套可靠性能高的燃料自動檢漏系統(tǒng)、點(diǎn)火程序控制系統(tǒng)和熄火保護(hù)系統(tǒng)等。全套***聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)在隨同主機(jī)一起出廠前均由鍋爐監(jiān)察部門鑒定合格,同時各級鍋檢部門在每年對鍋爐的例檢中都要嚴(yán)格按程序作現(xiàn)場功能檢驗(yàn),確保其**靈敏可靠。
同時按***相關(guān)燃?xì)夥ㄒ?guī)規(guī)定,天然氣管網(wǎng)工程建設(shè)時**同時加裝燃?xì)庑孤﹫缶b置,并與緊急切斷閥和強(qiáng)制排風(fēng)設(shè)施聯(lián)鎖。而燃煤鍋爐一般未按法規(guī)要求安裝高低水位報警和極限低水位聯(lián)鎖保護(hù)裝置的情況相當(dāng)普遍,即使安裝了上述***保護(hù)裝置,由于長期不作現(xiàn)場功能檢驗(yàn),在緊急時刻也不能起保護(hù)作用。
四、其余相關(guān)經(jīng)濟(jì)性能對比
燃煤鍋爐本體體積要比同樣蒸發(fā)量的燃?xì)忮仩t大1.5~2倍,而且在鍋爐后部還要設(shè)置除塵器、煙道、引風(fēng)機(jī)和占地面積很大的堆煤場和渣場,如一臺4 t/h的層燃鍋爐就需要總面積超過200 平方的煤場和渣場。相比之下,燃?xì)忮仩t房總占地面積僅為同樣蒸發(fā)量的層燃鍋爐房的1/10。
同時,每年各地環(huán)保部門均要對層燃鍋爐的煙塵排放超標(biāo)收費(fèi),每天大量的堆煤、除渣、清灰等工作都需要認(rèn)真考慮。
五、綜合經(jīng)濟(jì)分析
綜合上述理由對燃煤鍋爐與燃?xì)忮仩t做投資及運(yùn)營成本的經(jīng)濟(jì)分析如下:
1、燃煤鍋爐與燃?xì)忮仩t投資比較:
鍋爐的設(shè)置費(fèi)主要包括鍋爐設(shè)備費(fèi)、配套輔機(jī)費(fèi)、土地征費(fèi)、
鍋爐房土建投資及其它相關(guān)費(fèi)用。天然氣管網(wǎng)建設(shè)和開戶費(fèi)用由于涉及到項(xiàng)目具體的工藝流程和***要求,暫不列入此處
現(xiàn)以4t/h燃煤鍋爐與燃?xì)忮仩t進(jìn)行投資分析如下:
4t/h燃煤鍋爐與天然氣鍋爐投資分析表
設(shè)備名稱
燃煤鍋爐4t/h
燃?xì)忮仩t4t/h
占地面積(㎡)
費(fèi)用(萬元)
占地面積(㎡)
費(fèi)用(萬元)
鍋爐主機(jī)含水處理多管除塵
400
37
60
38
鍋爐房工藝設(shè)計及安裝、調(diào)試軟水相等
3
0.5
輔機(jī)房
50
25
煙囪除塵器占地
鍋爐房土建
450
49
85
8.5
鍋爐房總投資
89
47
4t/h燃煤鍋爐要比同等負(fù)荷的燃?xì)忮仩t多(89-47)=42萬元。
但考慮到天然氣管網(wǎng)建設(shè)費(fèi)用和天然氣使用開戶費(fèi)用,我們認(rèn)為燃煤鍋爐與燃?xì)忮仩t的投資相比,差別不大。
2、燃煤鍋爐與燃?xì)忮仩t運(yùn)行費(fèi)比較
現(xiàn)以某能源使用企業(yè)的三臺4t/h燃煤鍋爐與燃?xì)忮仩t進(jìn)行運(yùn)行費(fèi)用分析如下:
據(jù)燃煤與天然氣相關(guān)的數(shù)據(jù)并參考熱力設(shè)計手冊,經(jīng)計算可得出單臺同等熱負(fù)荷的燃?xì)忮仩t與燃煤鍋爐運(yùn)行費(fèi)用對比分析如下表:
項(xiàng)目內(nèi)容
燃煤鍋爐
燃?xì)忮仩t
(4t/h)
(4t/h)
鍋爐及輔機(jī)的耗電量(0.8元/度)
36.7kw
15kw
8.7萬元
3.6萬元
燃料費(fèi)用 煤:1200元/噸
天然氣:4元/m3
314萬元
353萬元
鍋爐管理人員及工人人工費(fèi)用
(2萬元/人)
按年平均4人:
4×2=8萬元
定員1人:
1×2=2萬元
日常維修費(fèi)用
4萬元
0.2萬元
燃料廢物處理費(fèi)用
高
無
環(huán)保費(fèi)用
高
無
注明:鍋爐運(yùn)行時間按全年3000小時計算
燃?xì)忮仩t產(chǎn)生單位蒸汽小時用氣量約約70方每小時
燃煤鍋爐產(chǎn)生單位蒸汽小時用煤量約120千克每小時
燃煤鍋爐熱效率為55%
燃?xì)忮仩t熱效率為95%
從運(yùn)行費(fèi)可看出如果企業(yè)有三臺4t/h的燃煤鍋爐年總的運(yùn)行費(fèi)為(8.7+314) ×3+8+4=980萬元,同等熱負(fù)荷的燃?xì)忮仩t年總的運(yùn)行費(fèi)用為(3.6+353) ×3+2+0.2=1072萬元。由此看出以企業(yè)三臺4T鍋同時運(yùn)行的話,采用燃?xì)忮仩t的運(yùn)行成本比燃煤鍋爐高約9%左右。(比較中不包括每年遞增的排污治理等環(huán)保費(fèi)用)
六、燃煤鍋爐改燃?xì)忮仩t技術(shù)上的可行性:
燃煤鍋爐變?nèi)細(xì)忮仩t有兩種更換方式:
**種方式是把原燃煤鍋爐通過技術(shù)改造變成燃?xì)忮仩t,**種方式則根據(jù)原燃煤鍋爐出力等技術(shù)參數(shù)徹底淘汰燃煤鍋爐,買一臺同樣效果的燃?xì)忮仩t。但這兩種方式都要對原有廠房,水泵房、防爆措施等技術(shù)改造。從使用的***性和長期效益上來考慮,建議采用徹底改造的方案進(jìn)行鍋爐的使用能源改造。
A、燃煤鍋爐通過技術(shù)改造轉(zhuǎn)變成燃?xì)忮仩t(1)根據(jù)用戶使用燃料的類別不同,如油、人工煤氣、天然氣應(yīng)對不同的燃料,應(yīng)用必要的分析資料:煤油、柴油應(yīng)有發(fā)熱量和密度,燃?xì)鈶?yīng)有發(fā)熱量、供氣壓力和密度。(2)根據(jù)鍋爐性能及爐膛結(jié)構(gòu)來選擇燃油燃燒器中噴咀霧化方式或燃?xì)馊紵鞯念愋汀#?)燃燒器輸出功率應(yīng)與鍋爐額定出力相匹配,選擇好火焰的形狀,如長度和直徑,使之與爐膛結(jié)構(gòu)相適應(yīng),從火炬根部供給燃料所需要的空氣,使油霧或燃?xì)馀c空氣迅速均勻混合,保證燃燒完全。(4)燃?xì)忮仩t的燃燒器可以根據(jù)不同燃料的熱值、熱負(fù)荷、壓力和燃燒勢而更新設(shè)計,滿足了燃燒器穩(wěn)定燃燒的需要。(5)燃煤鍋爐的煤斗位置可放置燃?xì)馊紵?,爐膛的爐篦及活動鏈條去掉后改成燃?xì)怆p回程加熱裝置。(6)爐膛設(shè)置二次輻射面并設(shè)置煙道調(diào)節(jié)風(fēng)板和防爆門。(7)公共軟水部分均可與燃?xì)忮仩t通用。
B、改造中應(yīng)注意的問題:(1)消防***方面:燃?xì)忮仩t房屬于甲類廠房以及耐火等級不低于二級,消防***方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于燃煤鍋爐廠房,因此把燃煤鍋爐改造成燃?xì)忮仩t時,鍋爐廠房應(yīng)重新按規(guī)范進(jìn)行改造,注意防爆抗耐火級的選擇。(2)自動控制方面:應(yīng)特別注意鍋爐水位自動聯(lián)鎖保護(hù),以及燃?xì)忮仩t熄火自動保護(hù),蒸汽壓力、燃?xì)鈮毫ΑL(fēng)壓低等自動聯(lián)鎖保護(hù),在自動控制程度方面燃?xì)忮仩t要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于燃煤鍋爐。(3)鍋爐房與調(diào)壓室設(shè)置兩路可燃?xì)怏w報警裝置,報警系統(tǒng)應(yīng)與緊急切斷閥和強(qiáng)制排風(fēng)設(shè)施聯(lián)鎖。
結(jié)論:
通過以上分析可以看出燃煤鍋爐改燃?xì)忮仩t在技術(shù)上是完全可行的,并且改裝后的燃?xì)忮仩t采用智能控制,操作***穩(wěn)定,熱效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于燃煤鍋爐,據(jù)統(tǒng)計燃煤鍋爐的平均熱效率為55%左右,燃?xì)忮仩t的平均熱效率達(dá)95%左右。燃?xì)忮仩t的綜合投資要比燃煤鍋爐低,雖然運(yùn)行費(fèi)用高于燃煤鍋爐,但燃煤鍋爐的日常污染處理費(fèi)等環(huán)保費(fèi)卻逐年遞增,且燃煤鍋爐故障率遠(yuǎn)高于燃?xì)忮仩t,給企業(yè)帶來停產(chǎn)損失。因此,燃?xì)忮仩t的綜合效益要明顯優(yōu)于燃煤鍋爐,而從環(huán)保效益和社會綜合效益上來講,兩者根本是沒有可比性的。從目前擁有各地鍋爐實(shí)際發(fā)展趨勢來看,燃?xì)忮仩t正以其占地少,自動化程度高,無污染,綜合效益好等優(yōu)點(diǎn)逐步取代燃煤鍋爐。
附:
某能源使用企業(yè)的一臺1t/h燃煤鍋爐與燃?xì)忮仩t進(jìn)行運(yùn)行費(fèi)用分析如下:
據(jù)燃煤與天然氣相關(guān)的數(shù)據(jù)并參考熱力設(shè)計手冊,經(jīng)計算可得出單臺同等熱負(fù)荷的燃?xì)忮仩t與燃煤鍋爐運(yùn)行費(fèi)用對比分析如下表:
項(xiàng)目內(nèi)容
燃煤鍋爐
燃?xì)忮仩t
(1t/h)
(1t/h)
鍋爐及輔機(jī)的耗電量(0.8元/度)
27.5kw
10kw
13.8
13萬元
燃料費(fèi)用 煤:1200元/噸
天然氣:4元/m3
78.5萬元
88.4萬元
鍋爐管理人員及工人人工費(fèi)用
(2萬元/人)
按年平均2人:
2×2.5=5萬元
定員1人:
1×2.5=2.5萬元
日常維修費(fèi)用
1.5萬元
0.1萬元
停機(jī)損失
高
低
燃料廢物處理費(fèi)用
高
無
環(huán)保費(fèi)用
高
無
注明:鍋爐運(yùn)行時間按全年3000小時計算
燃?xì)忮仩t產(chǎn)生單位蒸汽小時用氣量約約70方每小時
燃煤鍋爐產(chǎn)生單位蒸汽小時用煤量約170千克每小時
燃煤鍋爐熱效率為55%
燃?xì)忮仩t熱效率為95%
從運(yùn)行費(fèi)可看出該企業(yè)的一臺1t/h的燃煤鍋爐年總的運(yùn)行費(fèi)為13.8+74.3+5+1.5=94.6萬元,同等熱負(fù)荷的燃?xì)忮仩t年總的運(yùn)行費(fèi)用為13+86.4+2.5+0.1=102萬元。由此看出以企業(yè)采用燃?xì)忮仩t的運(yùn)行成本比燃煤鍋爐高約7.3%左右。(比較中不包括每年遞增的排污治理等環(huán)保費(fèi)用)