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    燃煤鍋爐、燃生物質(zhì)鍋爐、天然氣鍋爐的分析與比較

    2020-11-21 10:06:27     瀏覽:420

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      近年來,由于環(huán)保壓力的不斷加大和能源危機日益嚴重,在政府不斷推出一系列關于促進減排及節(jié)約能源,鼓勵新能源推廣等的法律法規(guī)后,作為耗能和排放大戶的鍋爐,也在各級政府、鍋爐生產(chǎn)和使用單位、能源供應企業(yè)等的共同推動下,已經(jīng)或正在進行著大規(guī)模的更新或改造。但由于各地政策的不一,各市場主體利益驅(qū)動不一以及技術和認識的不足等原因,導致部份鍋爐使用單位對各種改造方案的優(yōu)劣勢認識不充分,改造后實際運行效果與預定效果差距明顯或嚴重不適用,為此,特本著對客戶負責,以大量詳實科學的數(shù)據(jù)為基礎,從客觀公正的角度來綜合比較幾種主要能源(煤、天然氣、生物質(zhì))鍋爐方案的差異,以供客戶甄別選擇。

    一、理論上三種能源在鍋爐使用成本上的差異

      (以噸蒸汽60萬大卡熱焓為例):

      注:

      1、II類煙煤低位熱值國家標準范圍:4200—5000Kcal/Kg,取中值4600 Kcal/Kg;生物質(zhì)燃料由于成份、加工等不同,燃料熱值范圍為3300-5000 Kcal/Kg,通常為3800-4200 Kcal/Kg,取中值4000 Kcal/Kg。

      2、鍋爐理論效率取自國家標準《鍋爐節(jié)能技術監(jiān)督管理規(guī)程》中的限定值,即低設計要求值。

      3、燃料價格暫按長沙市場目前價格核算,各地可按實際自行修正。

      (仍以噸蒸汽60萬大卡熱焓為例)。

      由于:

    (一)燃煤鍋爐

      1、燃煤鍋爐煤質(zhì)易波動,煤量計量普遍存在一定的問題;

      2、鍋爐本體設計、司爐人員操作水平、煤質(zhì)不穩(wěn)定、積灰等原因?qū)?/p>

      致實際層燃鍋爐(20T以下鏈條鍋爐)平均運行效率均低于70%,部份鍋爐甚至低于60%(摘自哈工大趙欽新教授在工業(yè)鍋爐行業(yè)協(xié)會上的報告);

      3、據(jù)測算,燃煤鍋爐電耗、除渣除塵水耗、人工、維保配件等費用折算成本約20元/噸蒸汽。

    (二)生物質(zhì)鍋爐

      1、由于生物質(zhì)成型燃料國家尚未出臺標準,也無相關部門監(jiān)管。加之其原料成份復雜,加工方法不一,故其熱值波動較大,普遍存在熱值達不到合同約定標準的現(xiàn)象。

      2、由于國內(nèi)生物質(zhì)鍋爐技術的不成熟,中小型工業(yè)鍋爐無論是采用層燃還是懸浮燃燒,都是在原燃煤或燃氣鍋爐基礎上進行的簡單改造,故其燃燒并不完全針對生物質(zhì)燃料的特性從而導致熱效率較低。

      3、生物質(zhì)鍋爐與生俱來的易結(jié)渣積灰問題尚無很好的解決辦法,基本依賴人工定期清灰,故導致其實際熱效率大幅度降低,特別是燃煤鍋爐改生物質(zhì)鍋爐效率更低,據(jù)大量測算數(shù)據(jù)顯示其平均效率低于70%。

    (三)天然氣鍋爐

      1、天然氣鍋爐人工及耗水電成本較低。

      2、天然氣鍋爐尾部煙氣節(jié)能或冷凝技術的推廣,使其熱效率進一步大幅度提升,當天然氣鍋爐排煙溫度降低到80度以下時,其效率可達95%以上。

      綜上原因,經(jīng)比較大量客戶的實際運行數(shù)據(jù),上述三種燃料鍋爐的實際運行成本應修正為(燃料熱值波動因素暫不予考慮)。

    三、三種燃料在鍋爐使用上的優(yōu)劣勢對比

    (一)優(yōu)勢

    煤:燃料供給有保障,技術成熟,司爐人員熟悉,使用成本低。

    生物質(zhì):符合國家可再生能源政策及減排政策,具有廣闊的推廣前景和顯著的社會意義。

    天然氣:清潔環(huán)保,鍋爐占地小,故障率低,可顯著改善使用單位現(xiàn)場環(huán)境,在供應充足且價格較低,環(huán)保要求要高地區(qū)成本等各項相對優(yōu)勢明顯。

    (二)劣勢

    煤:環(huán)保和減排的壓力,包括PM2.5的開測,將迫使中小型工業(yè)鍋爐快速退出以煤和煤基(含水煤漿等)等化石燃料為主的狀況;城區(qū)和生態(tài)保護區(qū)將逐步禁止煤及“三廢”的運輸、排放或“三廢”的處理成本大幅度增加;鍋爐房及附屬設施、能源儲存等占用場地大。

    生物質(zhì):鍋爐在結(jié)構設計上,相對傳統(tǒng)鍋爐爐膛空間較大,同時布置非常合理的二次風,有利于生物質(zhì)燃料燃燒時瞬間析出的大量揮發(fā)分充分燃燒。

      控制系統(tǒng)采用高亮度、全中文顯示,以名牌PCB板控制系統(tǒng)為中央控制單元;以人機對話方式與鍋爐用戶交換信息,實現(xiàn)生物質(zhì)顆粒鍋爐全自動安全可靠運行。

      鍋爐可配有點火棒,實現(xiàn)點火自動化。

      鍋爐的燃燒、除渣、給水、點火都可采用自動控制,操作非常方便。

      相對傳統(tǒng)的鍋爐,鍋爐效率更高,排煙溫度低。

      采用高效保溫材料,鍋爐表面溫度低,散熱損失可以忽略不計。

      2) 燃料供應

      鍋爐的燃料是生物質(zhì)燃料,燃料由輸料機送入爐料倉,然后由螺旋給料機送入爐膛,均勻散落在爐排上。

    天然氣:由于天然氣在環(huán)保方面的優(yōu)勢及其在一次能源所占比重的日益擴大,供需矛盾及價值規(guī)律必然會使國家在未來逐步使其與其它一次能源價格掛鉤浮動,其價格長期趨勢必將逐步放開。另外局部地區(qū)天然氣不夠或季節(jié)性不夠也是影響其進一步推廣的原因。

    四、初投資分析比較

      (以4T鍋爐為例,單位:萬元)

    我國難以改變目前以煤碳為主要燃料(約占70%)的局面,

      綜上,經(jīng)比較各種能源鍋爐方案的實際運行成本及使用優(yōu)劣勢、初投資等因素,再結(jié)合我國能源儲存和分布的特點,我們不難看出,短期之內(nèi),燃煤鍋爐將主要向大型化、節(jié)能高效、高效脫硫除塵以及整體煤氣化方向發(fā)展;而天然氣(含巖層氣)由于其儲量豐富、環(huán)保、經(jīng)濟的特點將迅速擴大所占比重;作為可再生能源和零碳排放的生物質(zhì)等新能源,將隨著其核心技術的推廣應用逐步成為現(xiàn)有能源的重要補充并在生活和小型工業(yè)鍋爐應用等方面得到日益的普及。

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