燃氣鍋爐替代現有燃煤鍋爐的可行性分析

摘要：某公司燃煤鍋爐因污染環境和效率較低將被逐漸淘汰，文章就用燃氣鍋爐替代燃煤鍋爐的可行性、優越性和經濟性進行了分析，并指出燃氣鍋爐在實際應用中應注意的新的問題，認為采用燃氣鍋爐替代現有燃煤鍋爐的改造更新是最理想的方案，有著實際可行的意義。

關鍵詞：燃煤鍋爐；燃油鍋爐；燃氣鍋爐；經濟性；環境保護

中圖分類號：TK229 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2012）15-0093-03

1改造背景

近幾年，隨著南昌市管理意識不斷加強，城市治理改造力度不斷加大，許多具有嚴重污染性的工廠紛紛停產或遷往郊外，因而各種燃煤鍋爐對城市的污染顯得更加突出，我集團公司燃煤鍋爐污染物的排放越來越受到關注。另外隨著市場競爭的不斷加劇，工廠對生產成本的考核也越來越嚴格，而原煤價格的不斷上漲，再加上燃煤鍋爐的熱效率隨著鍋爐年限的增長不斷降低，使燃煤鍋爐的生產成本優勢逐步消失。另外隨著南昌市天然氣管道的進入，天然氣成本下降，燃用天然氣的鍋爐成為一種理想的環保產品。為了降低污染物排放，提高鍋爐經濟效益，我公司決定對現有117#鍋爐房3臺燃煤鍋爐的進行改造。

2供熱現狀

我公司位于江西省南昌市市區，現有供熱鍋爐房兩座，分別為建于1963年的117號廠房和建于1985年的715號廠房。715號廠房現我20t/h燃煤鍋爐三臺。117號廠房設計安裝4臺10t/h燃煤蒸汽鍋爐，鍋爐因使用年限長、鍋爐效率低、故障率高等原因先后進行改造，其中3號鍋爐已報廢，1、2號鍋爐為1998年改造安裝的快裝鍋爐，現基本不運行，4號為1990年改造安裝的散裝鍋爐；目前，117號廠房主要運行4號鍋爐。

本公司地處南方地區，冬季基本無取暖要求，鍋爐房送出蒸汽主要供應各廠房生產用，大多數廠房都是根據生產任務需要臨時申請用汽，鍋爐為非連續性供汽。目前在用燃煤鍋爐供汽量及運行時間不穩定，鍋爐熱效率低，日常維修、維護費用非

常高。

根據近幾年供熱運行統計，鍋爐房夏季用汽量20t/h，最少時只有10t/h，冬季用汽量大約30t/h。鍋爐運行出口蒸汽為0.8～1.0MPa。基本都是白班8小時用汽，無法用其他方式替代，廠區最大蒸汽負荷控制在28～29t/h左右，而且供汽量及運行時間不穩定，負荷變化大，鍋爐頻繁啟停。

3鍋爐容量和臺數的選擇

依據我公司的熱負荷情況，為了適應本公司熱負荷變化大，鍋爐非連續運行等特點，本著節約生產成本的原則，決定選用三臺10t/h的蒸汽鍋爐。這樣原有廠房也不需要進行大的改造，各種鍋爐附屬設備改造工作也相應的簡單。

4鍋爐燃料類型的選型

鍋爐合理選型是降低污染，節約能源，合理開支的重要環節。就我公司實際情況，本人認為選用鍋爐主要應考慮以下原則：

4.1滿足南昌環保要求

鍋爐煙氣是主要的大氣污染源之一，國家環保局和國家技術監督局于1992年5月發布了《鍋爐大氣污染物排放標準》，該標準對鍋爐煙塵允許排放濃度及SOX、NOX最高允許排放濃度做了詳細明確的規定。據我公司地處南昌市中心位置，是南昌市環保局重點治理目標。而我公司的實際情況是，現正運行的燃煤鍋爐煙氣排放濃度及SOX、NOX排放濃度等各項指標均很難達到環保要求。燃油鍋爐雖然在煙塵排放大大低于燃煤鍋爐，但燃油鍋爐SOX和NOX排放量卻遠遠高于燃氣鍋爐。所以燃氣鍋爐從環保角度來說是較為理想的。

4.2滿足固定投資及經濟運行方面的要求

在選用鍋爐時必須考慮鍋爐房的整體投資和生產運行成本，使所選用的鍋爐產品在能滿足使用要求的前提下最大限度地節省投資費用和運行成本，根據我公司實際情況，主要從以下幾個方案進行比較：

4.2.1通過增加燃燒器的方式來改成燒燃氣的鍋爐

將現有燃煤鍋爐通過安裝燃氣燃燒器進行改造的投資費用相對最省，且改造后的鍋爐環保性能和熱效率比燃煤鍋爐有所提高，但這種方案也有明顯的缺陷。由于是在原有鍋爐的基礎上的改造，必然要保留原燃煤鍋爐一些基本結構，原鍋爐的結構都是基于燃煤鍋爐設計的，因此與燃氣燃燒方式并不完全配備，熱效率不可能達到專業設計的燃氣鍋爐效果。

4.2.2選用燃油鍋爐

燃油鍋爐的熱效率較高，可達90%以上。鍋爐的供熱負荷適應性強，調節靈活，比較適應我公司生產要求。而且為了縮小鍋爐體積，減少鍋爐的鋼耗，縮小安裝位置，鍋爐設計的容積熱負荷可以比燃煤鍋爐高得多，因而總體投資費用也比燃煤鍋爐小。但燃油鍋爐與天然氣鍋爐相比又有一些缺點，主要是；（1）燃油的運行成本比燃氣的要高，是鍋爐產品中運行成本最高的一種；（2）燃油鍋爐存在燃油運輸和儲存過程的費用及安全問題；（3）環保方面不如燃氣鍋爐。

4.2.3選用天然氣鍋爐。

天然氣鍋爐的熱效率也非常高，整體熱效率可達93%以上。鍋爐的供熱負荷適應性強，調節靈活，可在30%～110%負荷范圍內調節靈活，鍋爐的啟停操作簡單，停爐時無燃料消耗，啟動時出汽快，非常適應我公司生產工作要求。隨著南昌市天然氣管道的進入，天然氣鍋爐燃料成本大幅下降，雖然還是比燃煤鍋爐高，但比燃油鍋爐要低。天然氣鍋爐具有明顯的優越性：一是由于天然氣中的灰分、含硫量和含氮量均比煤和油中的低，燃燒后產生的煙氣中粉塵、SOX和NOX量極少，排放出的煙氣可以不做任何處理就可達到南昌市的環保標準；二是天然氣鍋爐和燃油鍋爐一樣可以選用較高的容積熱負荷，并且由于天然氣管道已經進入我公司附近，不存在燃料運輸和存儲問題，因而總體投資費用也相對較小；三是由于煙氣粉塵、SOX和NOX排放最少，換熱面不易受腐蝕和結渣，因而受熱面的使用壽命更長，故障率最低，鍋爐系統的安全運行周期長；四是天然氣鍋爐燃燒系統設備簡單，附屬設備最少，自動化程度高，整個系統可以做到全自動運行，可大大降低工人的勞動強度，甚至可以大量縮減鍋爐相關工作人員；五是天然氣計量簡單、準確，直接由燃氣公司計量，使我公司的蒸汽生產成本的核算更為簡單、準確，有利于公司對供熱系統的管理。

5天然氣鍋爐應用中需注意的問題

從天然氣鍋爐的具體使用情況來看，燃氣鍋爐應用中最需注重的就是天然氣管路泄漏和鍋爐的防爆問題。天然氣是一種易燃、易爆氣體，如果天然氣漏入停運的爐膛或空氣中達到一定的濃度時會引起爆炸。為了杜絕爆炸事故的發生，我們必須做到以下幾點：（1）天然氣管路必須要有嚴格的檢漏措施，爐膛內也要有必要的聯鎖保護控制系統；

（2）鍋爐房內和燃氣閥間必須安裝燃氣泄漏監測報警裝置和通風設備，并且能在檢測到一定燃氣濃度時可自動切斷天然氣管路和啟動通風設備；（3）鍋爐房和燃氣閥間內所有電器采用防爆電器；（4）鍋爐的啟動和停爐都必須有嚴格的順序控制系統，在點火之前必須進行爐膛和煙道的吹掃，將爐內可能積存的可燃氣體完全排除后方可點火；（5）燃燒機必須配備熄火自動保護裝置，一次點火不成功或出現熄火現象，再次點火之前燃燒機必須能進行自動的吹掃，然后才可再按正常程序進行鍋爐的點火；（6）鍋爐本體或煙道上必須設置防爆門，以盡可能減少因爐膛爆炸給整個鍋爐造成的破壞；（7）由于無燃料儲存設備，一旦燃氣管道發生管道故障或燃氣壓力過低，便會造成停爐事故，因此在供熱不能中斷的情況下，必須設有其它方式的供熱設備作為備用。

以上是作者本人對我公司鍋爐改造工程中選型的一些觀點。隨著我國西氣東輸工程的推進，國家對環保要求的不斷提高，燃氣鍋爐作為一種節能環保的產品將全越來越受到用戶的青睞，各種安全保護技術也將得到更加的完善。

參考文獻

[1]燃油燃氣鍋爐房設計手冊編寫組．燃油燃氣鍋爐房設計手冊[M]．機械工業出版社，1998.

[2]劉德昌，陳漢平．鍋爐改造技術[M]．中國電力出版社，2001.

作者簡介：程四龍，男，江西九江人，中航工業洪都航空工業集團公司工程師，研究方向：工業鍋爐。

（責任編輯：趙秀娟）