城市供热是城市的一项重要工作,雾霾天气增多使得传统工业锅炉供热已经不能满足社会环境的需要。随着科学技术的发展,高效煤粉锅炉供暖与天然气分布式采暖逐步成为供热主力军。但是,“煤富、气少、缺油”的资源条件决定了中国能源结构仍要以煤为主。
国家对高效煤粉锅炉供暖的各种政策支持,也使的高效煤粉锅炉供暖在不断快速发展。2015年11月6日,国家能源局、国家发改委、国家环保部等七部委联合发布了《燃煤锅炉节能环保综合提升工程实施方案》,高效节能环保煤粉锅炉技术作为锅炉能效提升的核心技术,高效煤粉工业锅炉的高效节能环保煤粉锅炉技术作为锅炉能效提升的核心技术获得了国家科技支撑计划、863计划、国际合作及中央国有资本金预算等重点项目的资助。
高效煤粉工业锅炉,其系统技术和装备集中了现代工业技术成果,改变了传统工业锅炉的概念和模式,是国家煤业工业锅炉的一次技术革命,从目前来看: 煤炭燃烧率≥98%,锅炉热效率≥90%与传统锅炉相比节约煤30%以上,污染物排放物大大降低,符合国家节能减排要求和政策导向,是传统燃煤锅炉的理想替代品。对于减少污染物排放,天然气分布式采暖也具有自身优势,但天然气分布式能源目前只是在能效方面具有优势,而其经济性无从体现。另外,我国的热价实行以燃煤供热为主的基础定价方式,天然气价格相对较高,环保性在价格领域没有体现,这也是造成其经济性较差的另一原因。还有一点,我国的燃机装备国产化水平比较低,到目前为止,还没有国产装备能够真正替代国外燃机,所以造成工程造价相对较高,维护成本也比较高。我国很多天然气分布式能源项目在这方面的支出很大。但其价格比煤炭高出许多,后期运行费用也高于高效煤粉工业锅炉,因此,高效煤粉工业锅炉相对于天然气分布式采暖更具优势。
近年来,国家陆续出台一系列推广节能高效煤粉锅炉技术的政策,各地区亦根据自身情况开展煤粉锅炉的试点与推广。西北地区具有大量适用于煤粉生产的低硫、低磷、低灰、高发热量的优质动力煤。据初步统计,西北五省份煤粉生产企业已达30多家,山西、陕西、甘肃等省份企业陆续投资煤粉生产,为当地的清洁煤炭生产以及环境治理做出了重要贡献。
下表为山西蓝天集团就新型高效煤粉工业锅炉与燃气锅炉运营成本对比分析(以75t/h锅炉为例)
锅炉型号 |
高效煤粉工业锅炉 |
燃气锅炉 |
1基本参数 |
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|
每天平均运营时间小时(h) |
20 |
20 |
全年平均运行天数(d) |
330 |
330 |
锅炉热效率 |
0.92 |
0.92 |
2燃料费用对比 |
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燃料热值(Kcai/Kg)(Kcai/m3) |
5500 |
8000 |
年燃料消耗量(t/年(m3/年) |
41087 |
28247283 |
单位燃料价格(元/t)(元/m3) |
800 |
3 |
年燃料费用(万元/年) |
3287 |
7909 |
3系统耗电量 |
|
|
运行耗电量(KW) |
600 |
400 |
每年用电(KW) |
3960000 |
2640000 |
每度电费用(元) |
0.7 |
0.7 |
年费用(万元/年) |
277 |
185 |
4运营费用对比 |
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|
运营工人数 |
10 |
10 |
每人每月 |
2500 |
2500 |
年人工费用(万元) |
12.5 |
12.5 |
5检修费用对比 |
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年维修费用(万元) |
20 |
20 |
6燃烧产物处理费用 |
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一年总灰量(吨) |
6492 |
0 |
每吨处理费用(元) |
30 |
0 |
一年处理费用(万元) |
20 |
0 |
合计总运行费用 |
3616 |
8127 |
备注:燃料费用、人工费用、电费等以实际市场价为准调整 |
从表中可以看出燃气锅炉合计总运营费用是新型高效煤粉工业锅炉的2.2倍,由此看出新型高效煤粉工业锅炉在后期运营具有绝对优势。
业内人士称,高效环保煤粉锅炉是国家推广的重点节能技术项目,具有高效节能、清洁排放、自动化水平高、环境友好等特点,经济、环保、节能效益明显。大力发展并推广应用高效环保煤粉锅炉,对推动煤炭清洁高效利用,改善大气环境,发展节能环保产业具有十分重要的意义。以山东为例:山东省经信委、发改委、环保厅等联合制定了《山东省高效环保煤粉锅炉推广行动计划(2016-2018年)》,旨在利用三年左右的时间扩大煤粉锅炉试点范围,并逐步在全省范围内推广应用高效环保煤粉锅炉。《计划》提出,到2018年,在山东省内累计推广高效环保煤粉锅炉2.5万蒸吨以上,煤粉锅炉应用比例达到65%以上,煤粉锅炉平均热效率达到87%以上,年节能能力增加180万吨标准煤,减排烟尘4.8万吨、二氧化硫5.8万吨、氮氧化物1.1万吨。值得注意的是,《计划》对煤粉质量指标作出规定,其中挥发分≥30%,水分≤5%,灰分≤15%,硫含量≤0.6%,这组指标明显严于国家发电煤粉锅炉用煤质量标准。此外,对于试点市及相关企业的资质认定,以及煤粉锅炉项目运行工况及排放等方面,均提出具体的要求,以规范并保障高效环保煤粉锅炉项目的推广。
高效煤粉工业锅炉运行原理:新型高效节能环保煤粉工业锅炉系统是一种以煤粉燃烧为核心,由煤粉接受、储备、输送、燃烧及点火、锅炉换热、烟气净化、自动控制等技术构成的成套新型锅炉技术系统。新型高效煤粉工业锅炉房系统主要设备包括:煤粉仓、旋转卸料阀、中间粉仓、螺旋给料机、一次风机、二次风机、煤粉燃烧器、锅炉主机、省煤器、布袋除尘器、引风机、脱硫装置、烟囱、吹灰器和自动控制系统等。
新型高效煤粉工业锅炉与国家锅炉大气污染物排放浓度限值对比表
指标名称 |
在用锅炉 |
在建锅炉 |
新型高效煤粉工业锅炉排放数值 |
燃煤 |
燃气 |
燃煤 |
燃气 |
烟尘(TSP) |
80 |
30 |
50 |
20 |
30 |
二氧化硫(so2) |
400 |
100 |
300 |
50 |
100 |
氮氧化物(NOx) |
400 |
400 |
300 |
200 |
200 |
单位 mg/m3
从图上可以看出,目前在建燃气锅炉与新型高效煤粉工业锅炉排放数值具有微小差异,但在经济上,煤粉运营费在0.18元/m3以下,而天然气运营费在0.2元/m3以上,因此在经济及后期运营成本上,新型高效煤粉工业锅炉具有绝对优势。
在技术上:高效煤粉工业锅炉具有各种优势
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安全可靠
煤粉在炉前的煤粉仓内密闭储存,防止扬尘;静电接地及CO
2 保护装置,防止煤粉仓内煤粉自燃;完善可靠的锅炉安全联锁保护,防止锅炉爆燃。
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操作简单
锅炉输粉、燃烧、除尘、脱硫、脱硝、出渣排灰实现了全过程自动控制;可实现一键点火,自动启/停锅炉;锅炉系统在全密闭状态下运行,工作环境好。
-
占地节省
系统流程简捷,设备布置紧凑;煤和渣不落地,不需堆放场地,节省占地。
4.经济节约
节约燃料成本及人工成本;减少污染治理费用。
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节能高效
煤炭燃烧率≥98%,锅炉热效率≥90%与传统锅炉相比节约煤30%以上。
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环保清洁
多段组合污染物脱除技术、排烟含量≤30mg/m3、SO2≤100mg/m3、NOx≤200mg/m3、污染物低于国家排放标准,满足地方严格环保要求、有效减少工业锅炉MP2.5排放浓度。
从各方面讨论,相对于天然气供热, 新型煤粉锅炉供热成本较低, 运行经济, 有利于维护供热企业利益, 防止运营亏损, 减少因供热价格上涨带来的支出负担。由于新型煤粉锅炉供热的生命力更强、 适应性更广,以新型高效煤粉工业锅炉对城镇集中供热是未来城市供热的首选。