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浅析燃煤锅炉房煤改气工程

2014年12月29日 15:30  中国化工机械设备网
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  近年来,全国多次出现大面积雾霾天气,燃煤是主要污染源之一,各地对煤炭的使用要求越来越严,尤其是北京等环保压力比较大的地区。北京市已要求在2015年年底前,城六区区域内的燃煤锅炉全部改为燃气锅炉。
  
  首都航天机械公司所属锅炉房现使用燃煤锅炉6台(约200t/h),其中3台热水锅炉担负着办公楼、厂房、职工住宅及周边地区约130×104m2(含高大厂房)的冬季供暖工作;还有三台蒸汽锅炉,担负着生产用汽和部分汽水换热供暖工作,锅炉房全年耗煤量近5×104t,是北方市重点燃煤锅炉房。根据北京市的要求,新燃气锅炉房建设正在稳步推进,在这里对此项煤改气工程进行一些探讨。
  
  1燃煤锅炉的缺点
  
  1.1体积大辅机多占地面积大
  
  燃煤锅炉体积大、钢材耗量多,每台锅炉都单独配有煤仓、分层给煤装置、炉排及减速箱、鼓引风机、除尘脱硫装置、烟风道、电气仪表柜等,共用设备还有推煤机、抓斗吊车、运煤机、除渣机、运渣带、烟囱等。锅炉房及储煤、储灰场占地面积大,造成土地资源浪费。
  
  1.2热效率低耗电多能源浪费
  
  燃煤锅炉因炉墙、烟风道密封不严造成空气系数过大,煤燃烧不充分,热效率约70%~80%,有的单位小吨位燃煤锅炉热效率更低至50%~60%,燃煤浪费严重。每台锅炉配套电机的总额定功率分别为140kW或280kW,锅炉房全年耗电750×104kW˙h左右,能耗高。同时还要消耗大量清水用于除尘脱硫及煤场降尘等工作。
  
  1.3环境污染严重
  
  煤燃烧产生大量CO2、SO2、NOx、炉渣和灰尘,虽配备除尘脱硫装置,但因系统复杂、效果稳定性差、故障率高,仍会造成环境污染。露天储煤、储灰场更加剧了粉尘污染。同时众多运转设备产生噪声污染、机械设备漏油造成油污染等问题。
  
  1.4设备故障多维护成本高
  
  锅炉系统中任何一台机械或电气设备、重要仪表出现故障,都会影响锅炉正常运行,严重的必须停炉进行处理,少则十几分钟,多则数小时。由于辅机多、设备笨重、使用时间较长后故障增多,维护人员劳动强度大,维修费用非常高。
  
  1.5自动化程度低操作复杂
  
  燃煤锅炉需要手动操作,经常需要调整给煤量、风煤比、放灰等,工作量大,难以精细化运行。每台锅炉每班要配备两名司炉人员,要定时进行火床调整、巡回检查,还要配置上煤、除渣等工作的人员,人员需求大。
  
  锅炉启停炉问题较多,正压燃烧、供氧不足、燃料未充分燃烧、炉膛温度上不来,造成引火时间长、升压慢,必须提前1h~2h启炉;而锅炉压火期间为防止煤燃烧经常要启动炉排用新煤覆盖,蒸汽锅炉还要定时进行补水。
  
  此外,单台炉耗煤量难以精确计量,不便于能耗统计分析与经济考核。
  
  2燃气锅炉的优势
  
  a)同等热功率或蒸发量的燃气锅炉的体积只是燃煤锅炉的1/3~1/5,钢材耗量低,辅机少、结构紧凑、占地面积小;b)燃气锅炉受热面腐蚀和结垢轻微,传热效果好,设计的排烟温度低,热效率高,一般在90%~92%,采取多项节能措施后最大热效率能达到95%.因只需配置小功率鼓风机,耗电量少。每台锅炉耗电量只是同吨位燃煤锅炉的1/4~1/6;c)因天然气为清洁能源,所含杂质较少,锅炉烟气排放的有害物质较少,无尘、SO2低,环境污染小;d)燃气锅炉本体结构简单、辅机少,无炉排、运煤除渣设备,甚至引风机,因而故障少、维护量小、维修费用低;e)燃气锅炉可实现全自动控制,系统调节灵活方便、升温快,具有很高的安全可靠性。工人劳动强度小,用工少;f)燃气计量简单准确,便于燃气供应量的调节和单台炉能耗统计及能效考核。
  
  3锅炉房煤改气的方式
  
  a)在燃煤锅炉的基础上对本体进行改造,拆除不必要的辅机,并对电气、仪表部分进行改造以适应燃气需要。但此方法只适用于小型锅炉,其受压元件必须基本完好,需作相关校核及设计计算,改造比较繁琐,但能提高原有燃煤锅炉的出力,原有的水处理等设施可继续利用,投资较少,但运行管理、经济、安全运行面临的问题较多,会造成长时间的蒸汽供应中断,严重影响用汽生产;b)在现燃煤锅炉房位置进行改造,将锅炉及运煤、除渣系统全部拆除,改造锅炉房,选用、安装新的燃气锅炉,保留原锅炉房的水处理系统、循环水系统。此方式相对简单易行,能节约3/4的建设用地,投资费用较低,但同样严重影响生产供汽;c)重新选址新建燃气锅炉房,包括水处理系统等。因是整体重新规划、设计、建设,系统整体配套完善、技术先进、调控方便快捷、节能效果突出,但投资较大,改造对生产供汽影响较小,由于现燃煤锅炉房经多次改扩建,锅炉与循环水泵、给水泵、水处理系统等比较分散,调控非常繁琐,不能适应燃气锅炉的自动化控制,而且企业生产用汽也不允许停供,因此,确定整个锅炉房异地重建。
  
  4做好节能项目
  
  4.1蒸汽凝结水回收
  
  本燃煤锅炉房建设时间较早,凝结水回收装置较简单,管道腐蚀、老化严重,造成凝结水回收问题多,如汽水混合、pH值不稳定、经常有大量杂质、回水量波动大、硬度高等原因造成回用率非常低,有时为零。应通过加装除铁、去硬、除杂质等技术手段,保证回水水质合格,如仍不合格,可通过换热来回收回水中的热量,以达到节能目的。
  
  4.2回收低品质热能
  
  由于锅炉房内大部分管道输送的都为高温介质,保温不能做到100%的覆盖,保温层也不能做到100%隔热,造成安装锅炉给水泵、热水循环泵、蒸汽凝结水回收装置的设备间内温度非常高。以往,这些低品质热能难以回收,但现在可采用空气源热泵将回收热能用到职工洗澡水加热、冬季取暖等要求不高的场合。
  
  4.3绿色照明
  
  现有的燃煤锅炉房建成时间早、面积大、跨度高,加上后期改扩建等原因造成照明耗电量高,局部区域照明不足。新的燃气锅炉房除部分地下建筑外,大部分为单层建筑,采光好,可以采用先进的照明灯具,如LED灯,在满足照明的前提下,可大幅度降低照明耗电量、减少光污染、降低灯具的维护工作量和维护成本。
  
  5建议
  
  5.1安全性
  
  由于天然气的性质,一旦泄漏达到一定浓度后遇明火会爆炸,因此,燃气锅炉房在安全方面要求比燃煤锅炉房更高。更重要的是人员管理、相关制度的制定及落实。
  
  5.2气源的供应
  
  由于燃气锅炉房没有天然气储备装置,因此气源保障非常关键。从北京市近年天然气供需情况看,冬季用气比较紧张,虽然供暖锅炉的用气会有保障,但企业生产的蒸汽锅炉则会面临着断气危险。能不能确保气源供应,是燃气锅炉房投入的最大障碍。为捉高供热保障能力和安全性,在改燃投入初期应暂保留燃煤锅炉房2a~3a,作为燃气供热的备用热源,待将来燃气供热运行稳定后,再行拆除。
  
  5.3系统的调控
  
  锅炉房煤改气后,应更好地发挥燃气锅炉自动化程度高、调控灵活、快速的优点。通过采用在换热站加装气候补偿器、公共建筑或办公楼、厂房分时分区供热及室温调控、管网水力平衡等技术,进行供热系统集中自动监控管理,这样从热源到热用户形成了一套完整的用能监控系统,不但节能率高,而且用户舒适度提高。
  
  5.4人员的配置
  
  不同于燃煤锅炉房,燃气锅炉自动化程度高、危险性高,一旦出现问题造成的后果比较严重,因此对操作人员的业务素质要求高,尤其是自动化方面的技术和维护人员更需要配置到位,这才能将燃气锅炉操作好、维护好。
  
  6结语
  
  为了更好地保护赖以生存的环境,做好环保和节能工作的义务。从北京的发展来看,燃气锅炉的大规模应用势在必行,认真做好锅炉房煤改气改造,这也将更加有利于企业今后的能源综合管理。

(来源: 中国化工机械设备网 )

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