蒸汽鍋爐節(jié)能改造分析

摘 要：節(jié)約能源是我國(guó)政府長(zhǎng)期倡導(dǎo)的一項(xiàng)基本國(guó)策，對(duì)老舊產(chǎn)能進(jìn)行更新?lián)Q代，提高其效率，對(duì)節(jié)能減排具有十分重要的作用。不但能對(duì)企業(yè)產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益，而且還具有很大的社會(huì)效益，節(jié)約能源，減少污染物排放，刻不容緩。

關(guān)鍵詞：節(jié)能減排；耗汽量；蒸汽鍋爐；SNCR；脫硫脫硝；鍋爐效率

節(jié)約能源是我國(guó)政府長(zhǎng)期倡導(dǎo)的一項(xiàng)基本國(guó)策，自上世紀(jì)80年代起，在能源問(wèn)題上國(guó)家曾明確“開(kāi)發(fā)利用和節(jié)約并重、節(jié)約優(yōu)先”的方針。進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái)，政府更是把節(jié)能工作提升到事關(guān)國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略高度，制定了一系列強(qiáng)制性的節(jié)能減排政策、規(guī)劃和法規(guī)，并拿出專(zhuān)項(xiàng)資金，大力扶持和獎(jiǎng)勵(lì)企業(yè)開(kāi)展節(jié)能減排工作，為新時(shí)期各行各業(yè)的節(jié)能工作指明了目標(biāo)。下面就一個(gè)改造工程進(jìn)行分析。

根據(jù)項(xiàng)目單位提供的相關(guān)資料，企業(yè)平均用汽負(fù)荷30.5t/h，最大用汽負(fù)荷44t/h。企業(yè)年耗汽量241560t。由3×20t/h蒸汽鍋爐（型號(hào)SZL20-1.25-AⅡ）供給，供汽壓力0.8～1.0MPa、供汽溫度170～179℃，公司通過(guò)相關(guān)部門(mén)對(duì)鍋爐情況進(jìn)行檢測(cè)，得出鍋爐平均熱效率熱效率為58%，噸汽耗煤量為159.4kg標(biāo)準(zhǔn)煤。

本工程對(duì)原有三臺(tái)20噸（型號(hào)SZL20-1.25-AⅡ）鏈條爐進(jìn)行拆除，并在其位置上新建一座蒸汽鍋爐房，其內(nèi)安裝兩臺(tái)45t/h循環(huán)流化床蒸汽鍋爐（一用一備），鍋爐房采用雙層布置；配置輸煤、除渣、水處理、除塵器等及土建工程附屬設(shè)施。

本頂目使用高效率循環(huán)流化床代替設(shè)備陳舊老化的低效率鍋爐，因此鍋爐房的年耗煤量、煙塵排放量、二氧化硫排放量都將減少。

1 單位能耗計(jì)算指標(biāo)

生產(chǎn)系統(tǒng)用汽量：最大負(fù)荷44t/h，平均負(fù)荷30.5t/h，年平均運(yùn)行330天，年均用汽量241560噸。

1kg標(biāo)準(zhǔn)煤低位發(fā)熱量=29271kj/kg，鍋爐正常生產(chǎn)燃用煤低位發(fā)熱量為16930kj/kg。

本項(xiàng)目采用兩臺(tái)45t/h循環(huán)流化床鍋爐替換原來(lái)3x20t/h蒸汽鍋爐。正常生產(chǎn)時(shí)，原鍋爐由于年久失修，受熱面內(nèi)部結(jié)構(gòu)、設(shè)備老化等逐多原因，根據(jù)有關(guān)部門(mén)測(cè)定其熱效率為58%，年耗煤量達(dá)38493噸標(biāo)準(zhǔn)煤。而改造后的循環(huán)流化床鍋爐出廠(chǎng)效率為89.5%，循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計(jì)效率為85%，生產(chǎn)同樣產(chǎn)量的蒸汽年耗煤量26266噸標(biāo)準(zhǔn)煤，年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤38493-26266=12227噸。

鍋爐連續(xù)排污通過(guò)連排擴(kuò)容器回收余汽加熱除氧器、余水冬季加熱采暖系統(tǒng)。連排率為蒸發(fā)量的2%，年排污量為4830噸。汽包額定壓力下的飽和蒸汽熱焓為2790kj/kg、飽和水熱焓為1100kj/kg，回收余汽平均熱焓為1945kj/kg，回收利用余熱4081GJ，折標(biāo)準(zhǔn)煤139噸。

回收生產(chǎn)車(chē)間凝結(jié)水，回收率>50%，減少了除鹽水的制取量，提高了給水溫度，回收凝結(jié)水熱量，節(jié)約能源、降低蒸汽成本。

0.7mpa壓力下的飽和水熱焓為697kj/kg。

2 項(xiàng)目節(jié)能量測(cè)算公式、折算系數(shù)、計(jì)算過(guò)程

測(cè)算公式：

改造前：

改造后：

式中說(shuō)明：B-鍋爐燃料單位消耗量kg/h；D-鍋爐蒸汽產(chǎn)量kg/h；i1-改造后鍋爐過(guò)熱蒸汽焓kj/kg；i2-改造后鍋爐給水焓kj/kg；i3-改造后鍋爐飽和水焓kj/kg；D1-鍋爐排污量kg/h；ηg-鍋爐效率%，取85%；Qdw-燃煤低位發(fā)熱量kj/kg；i'1-改造前鍋爐飽和蒸汽焓kj/kg；i'2-改造前鍋爐給水焓kj/kg；i'3-改造前鍋爐飽和水焓kj/kg。

改造前年用煤量=8.403×24×330=66552t

折合標(biāo)準(zhǔn)煤：38493噸

噸汽耗煤量159.4kg標(biāo)準(zhǔn)煤

改造后年用煤量=5.734×24×330=45413t

折合標(biāo)準(zhǔn)煤：26266噸

噸汽耗煤量108.8kg標(biāo)準(zhǔn)煤

年節(jié)原煤=66552-45413=21139噸

年節(jié)標(biāo)準(zhǔn)煤=38493-26266=12227噸。

回收凝結(jié)水熱量此處暫不計(jì)。因改造前也有回收，只是沒(méi)有改造后數(shù)量多，故暫不計(jì)算。

改造后年總節(jié)煤量為12227噸標(biāo)準(zhǔn)煤。

3 本項(xiàng)目鍋爐選用循環(huán)流化床鍋爐，本項(xiàng)目的脫硫措施為氨法脫硫，增加脫硫劑氨水的貯存、運(yùn)輸及混合等工藝過(guò)程，以實(shí)現(xiàn)高效脫硫氨回收法技術(shù)將回收的二氧化硫、氨全部轉(zhuǎn)化為化肥，不產(chǎn)生任何廢水、廢液和廢渣，沒(méi)有二次污染，是一項(xiàng)真正意義上的將污染物全部資源化，符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)要求的脫硫技術(shù)。

設(shè)計(jì)脫硫效率為80%，得出項(xiàng)目建成后二氧化硫的排放濃度為：改造后煙氣中二氧化硫濃度為51.3mg/Nm3，（小時(shí)二氧化硫排放量為5.13kg）。該值遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)標(biāo)（GB13271-2001）《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中Ⅱ時(shí)段二氧化硫最高允許排放濃度900mg/Nm3的限值。

改造前煙氣中二氧化硫濃度為376.4mg/Nm3，（小時(shí)二氧化硫排放量為37.64kg）。該值符合國(guó)標(biāo)（GB13271-2001）《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中Ⅱ時(shí)段二氧化硫最高允許排放濃度900mg/Nm3的限值，但濃度偏高。

改造前后二氧化硫減排量：37.64-5.13=32.51kg/h

年二氧化硫減排量：32.51*24*330/1000=257噸

本項(xiàng)目采用SNCR煙氣脫硝技術(shù)，45t/h循環(huán)流化床鍋爐煙氣脫硝基礎(chǔ)設(shè)計(jì)參數(shù)

（1）改造后氮氧化物排放量：煙氣中氮氧化物濃度為162mg/Nm3，（小時(shí)氮氧化物排放量為16.2kg）。（2）改造前氮氧化物排放量：煙氣中氮氧化物濃度為522mg/Nm3，（小時(shí)氮氧化物排放量為52.2kg）。（3）改造前后氮氧化物排放量比較

改造前：年氮氧化物排放量：52.2×24×330/1000=413t

改造后：年氮氧化物排放量：16.2×24×330/1000=128t

改造前后比較：改造后全年節(jié)減少產(chǎn)生氮氧化物排放量為：413-128=285噸。

4 改造前后煙塵排放量和排放濃度的計(jì)算及比較

改造后：煙氣中煙塵濃度為5.44mg/Nm3，（煙塵排放量為0.99kg/h）。該值遠(yuǎn)低于國(guó)標(biāo)（GB13271-2001）《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中一類(lèi)地區(qū)Ⅱ時(shí)段煙塵最高允許排放濃度200mg/Nm3的限值。

改造前：煙氣中煙塵濃度為496mg/Nm3，（煙塵排放量為90.3kg/h）。該值高于國(guó)標(biāo)（GB13271-2001）《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中二類(lèi)地區(qū)Ⅱ時(shí)段煙塵最高允許排放濃度200mg/Nm3的限值。

改造前后比較：

改造前后煙塵減排量：90.3-0.99=89.31kg/h

年煙塵減排量：89.31*24*330/1000=707噸

每燃燒一噸標(biāo)煤，產(chǎn)生二氧化碳量為2.62噸。

改造后全年節(jié)標(biāo)煤=12227噸，減少產(chǎn)生二氧化碳量為12227×2.62=3.2萬(wàn)噸。

從上述計(jì)算可看出，對(duì)蒸汽鍋爐改造后產(chǎn)生巨大的節(jié)能減排效益，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]實(shí)用鍋爐手冊(cè)[S].

[2]中小型熱電聯(lián)產(chǎn)工程設(shè)計(jì)手冊(cè)[S].