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我國能源供應以煤炭為主，燃煤鍋爐占鍋爐總數(shù)的83%，其中燃煤工業(yè)鍋爐更是我國主要的動力設備。在國家倡導節(jié)能減排的政策下，許多地方政府要求企業(yè)將原有燃煤鍋爐更換為燃氣鍋爐，而此時企業(yè)出于經(jīng)濟考慮，鍋爐煤改氣成為企業(yè)節(jié)省資金、工期短、見效快、切實可行首要選擇。

燃煤與燃氣鍋爐對比

1.1燃煤鍋爐運行

據(jù)1998年工業(yè)普查統(tǒng)計，全國工業(yè)燃煤鍋爐保有量為52萬臺120萬蒸噸，其中70%是蒸汽鍋爐，其余是熱水鍋爐，年耗煤炭約4億噸標準煤。工業(yè)燃煤鍋爐雖型式各異，但它們的熱效率平均只有67%，比發(fā)達國家低15～20個百分點，其主要原因是排煙熱損失和不完全燃燒熱損失過大。其一，發(fā)達國家燃煤工業(yè)鍋爐的過量空氣系數(shù)大多控制在1.3～1.5之間，中國實際運行值平均高達2.0～3.0，過分過量空氣加大排煙熱損失；其二，英國燃煤工業(yè)鍋爐煤渣含碳量設計要求在3%～5%之間，實際運行控制在1.4%～2.5%之間，而中國燃煤工鍋爐煤渣含碳量設計薦8%～12%，實際運行卻達到10%～27%。如此排煙熱損失和不完全燃燒熱損失浪費驚人，節(jié)能潛力巨大。

1.2燃氣鍋爐運行

天然氣是清潔環(huán)保的綠色能源，其主要成分是甲烷，是一種熱值高、燃燒穩(wěn)定、清潔環(huán)保的優(yōu)質能源。采用天然氣作為燃料供暖，節(jié)能減排效果明顯，低碳效應顯著。由于鍋爐是以天然氣為燃料，污染物的排放量大大降低，僅為常規(guī)燃煤鍋爐的1/10，脫硫效率可達99‰，二氧化硫排放在25mg/m?左右，氮氧化物排放只有常規(guī)供熱的15‰—20‰，耗水只有常規(guī)燃煤鍋爐的1/2—1/3,環(huán)保效益十分可觀。

1.3鍋爐煤改氣

燃煤工業(yè)鍋爐作為我國能源大戶，能源浪費相當嚴重，同時燃煤工業(yè)鍋爐還排放大量的煙塵、SO2和NOx等污染物，也是我國大氣主要污染源之一。天然氣主要成分為CO2和H2O,并且無灰塵，作為一種優(yōu)質、高效、清潔的氣體燃料已經(jīng)被世界各國廣泛采用，鍋爐煤改氣采用天然氣取代燒煤作為鍋爐的燃料可以大大減輕對環(huán)境的污染。

燃氣供熱節(jié)能主要技術

2.1煙氣冷凝熱能回收系統(tǒng)

由于燃氣鍋爐未完全燃燒損失和灰渣的物理熱損失，所以燃氣鍋爐排煙熱損失占鍋爐總熱損失80%以上，合理控制排煙溫度將這部分熱量回收回來，對提高鍋爐熱效率、降低燃氣耗量節(jié)約能源將起很重要作用。首先，通過降低煙溫方式，排煙溫度可控制在70～80℃。經(jīng)過測試，降低煙溫20～50℃，可提高鍋爐熱效率1～3％；其次，通過水蒸氣冷凝成水的相變來實現(xiàn)，經(jīng)過測試可提高鍋爐熱效率3～5％。燃氣鍋爐本身的熱效率已經(jīng)達到90％，再通過采用煙氣冷凝熱能回收系統(tǒng)，在不影響鍋爐本身熱效率的前提下，再提高鍋爐熱效率3～8％，不失是一種投入最低、收益最大的節(jié)能方式。

2.2燃氣鍋爐房供熱集中控制系統(tǒng)

燃氣鍋爐的熱效率比燃煤鍋爐要高得多，一般可達到92%以上（大氣式燃燒的模塊鍋爐除外）。我們知道，鍋爐廠家所提供的鍋爐熱效率是在額定負荷下的熱效率，在實際運行中，外界所需熱負荷始終是變化的，運行的鍋爐不可能恒定在最佳工況點定負荷運行。在鍋爐房設計中不僅要選擇熱效率高的鍋爐，同時也要采取措施提高鍋爐房的總熱效率。多臺并聯(lián)運行的鍋爐通過群控來提高鍋爐房總效率是必要的。所謂群控就是根據(jù)外界所需熱負荷的變化合理確定鍋爐運行的臺數(shù)，科學分配各運行鍋爐的運行熱負荷，盡量使每臺鍋爐都在最佳工況點運行，從而提高鍋爐房總熱效率。

效益分析

3.1負荷

比較在統(tǒng)計各種鍋爐的總容量大小時，國際上通行用熱功率MW來表示。原有蒸汽鍋爐的容量為2t/h和4ffh，經(jīng)過估算，并考慮蒸汽鍋爐的熱效率較低，它們能提供的熱負荷約為4.2MW。然而現(xiàn)在通過設計計算，選擇了700kw和2100kw的燃氣熱水鍋爐各一臺。總的制熱量為2.8MW，相比而言在負荷計算上做了大大的節(jié)約。

為什么原有系統(tǒng)設備的當量熱負荷會高出那么多?

主要原因是：鍋爐容量儲備系數(shù)過高。熱負荷值是供熱設備容量選擇的重要依據(jù)，可是在采暖設計中普遍存在著負荷估算偏高的現(xiàn)象，或是人為地加大計算結果，寧大勿小，留作日后發(fā)展余地，或是設計過程中不進行具體計算，采用指標法進行估算。經(jīng)實踐證明，目前采用的熱估算指標，即使對我國的寒冷地區(qū)也偏高，對其一般地區(qū)就更是大大高于實際值了。雖然熱負荷取值已經(jīng)偏高，但基于長久以來偏于安全的思想，在設備選型時常人為地進一步加大安全裕量，按照所給范圍的上限值選取，導致鍋爐的儲備系數(shù)過高。其實由于鍋爐必須具備10％的超負荷運行能力，其本身已經(jīng)具備一定的安全余量，這種做法完全沒有必要。實踐證明，負荷率為70％～100％是鍋爐的高效率運行區(qū)間，低于60％鍋爐就處于非經(jīng)濟運行狀態(tài)。由于大部分鍋爐的容量遠遠大于實際需要，鍋爐運行中長期處于低負荷狀態(tài)，造成熱效率普遍較低，不但增加了設備的初投資，而且造成了燃料的大量浪費，增加了運行管理費用，同時對環(huán)境保護工作造成了額外的壓力。

燃料消耗比較

原有燃煤蒸汽鍋爐消耗的煤量可以參照常用的樣本得到相同蒸發(fā)量的鍋爐所需要消耗的煤量。兩臺燃煤蒸汽鍋爐每小時消耗煤的量為1048kg，兩臺燃氣熱水鍋爐每小時的耗氣量為688．4Nm3。

那么兩種燃料單位時間消耗的資金可以按照下面的簡易公式計算：

A=BxQ(2-1)式中：A—燃料單位時間消耗的資金，元廂；B一燃料的價格，元瓜g或元，m3；Q—燃料的用量，kg/h或Nm3/h。對于AII煤，A1=0．66元/kg×1048kg/h=691.68元/h。對于城市天然氣，按照民用價格計算，A2=2.30元/Nm3×307.8Nm3/h=707.94元/h。由此可見，煤改氣后燃氣和燃煤的費用基本上是一致的。假設改造前后水泵的耗功率是一樣的，那么對于燃氣鍋爐，存在燃燒器的用電功率，一天按照8個小時正常工作時間，那么每天的電費：A2,=0．8元/度×(1.1×8+4.0×8)=32.64元/天。然而原有燃煤鍋爐除了本體的配套輔機外，還涉及到破碎機、篩煤機等輔助設備的耗電率，大概10kwh/t左右，兩臺鍋爐則約為60kw，遠大于燃氣鍋爐燃燒器的用電功率。那么每天的電費：A1,=0.8元/度×(40×8+20×8)=384元/天。則燃煤每天費用：A1+A1,=5917.4元/天，燃氣每天費用：A2+A2,=5648.16元/天。

那么相比之下，可以認為兩者每天的燃燒費用是基本持平的。實際上提供相同熱負荷的前提下，燃煤的費用比燃氣的費用低，這里不符合這一說法主要是因為提供的負荷不相等，原來燃煤蒸汽鍋爐的儲備系數(shù)是超出要求的。