燃煤鍋爐改燃氣鍋爐項目節能減排技術研究

王勝利，牟旭

（1.內蒙古自治區鍋爐壓力容器檢驗研究院，內蒙古 呼和浩特 010020；2.山東魯澤儀器有限公司，山東 濟南 250000）

燃氣鍋爐與燃煤鍋爐具有較大的不同點，主要不同點有以下幾個方面：第一,燃氣鍋爐自身比較環保，對于周圍的環境污染性較少，同時也不會產生二氧化硫以及氮氧化物等有毒的氣體，而燃煤鍋爐容易在運營過程中產生各種廢氣廢水以及廢渣，比較難處理，治理的成本也比較高，因此使用燃氣鍋爐可以減少這部分治理環境污染的費用；第二，燃氣鍋爐的熱效率比較高，燃氣鍋爐熱效率一般能達到90%以上，但是燃煤鍋爐一般在65%左右。燃煤鍋爐所使用的鼓風機會帶走大量的熱量，同時由于熱阻的作用，造成熱效率降低，如果使用燃氣鍋爐則會減小因氣熱的損失，也能夠有效提升熱傳導的效率；第三，燃氣鍋爐具有較好的自動化控制條件，不需要提前幾天開始燒爐預熱，但是燃煤鍋爐需要在使用之前幾天預熱；第四是燃煤鍋爐使用的輔助設備比較少，并且不需要固體的自備設備，比如說除塵以及大功率的風機都可以不用使用；燃氣鍋爐占地面積比較小，通常只有燃煤鍋爐的一半左右，并且其使用壽命較長，通常在15 年左右，但是燃煤鍋爐一般壽命在10 年左右。

1 煤改氣的項目實施效果

最近幾年我國大力開發燃氣市場，特別是煤改氣項目的實施，使得空氣質量得到了明顯的改善，我國可吸入顆粒的平均濃度以及二氧化硫二氧化氮的平均排放量都在呈現下降的趨勢，因此煤改氣項目在城市空氣質量改善上具有巨大的貢獻。隨著項目上煤改氣力度逐漸增大，在其他領域天然氣使用量也在不斷增加，取得了較為良好的社會以及環境效益。在我國北方城市，已經廣泛推廣燃氣采暖，比如說燃氣鍋爐、燃氣直燃機等等，主要是針對于不同的燃氣用戶，選擇合適的應用方法。

比如說對于住宅小區的取暖，主要以單獨壁掛爐作為主要設備。必須要注重環保以及安全性，特別是安全性需要放在首位；學校以及醫院等公共設施首先以燃氣鍋爐作為供熱的首選；社會中的公共建筑，比如說商場以及賓館主要采用燃氣作為供暖的主要采用燃氣作為供暖，同時空調制冷以及熱水供應主要以直燃機方式為主。如果在大體積以及空間較高的廠房中，可以采用天然氣采暖的方式，從目前來看我國多數的公共設施已經采用天然氣供熱，對于提升空氣質量起到了極大的作用。

2 節能減排的效用分析

如果采用燃氣采暖的方式，其熱效率大概在90%以上，同時如果采用循環補水的系統，進行變頻控制，能夠使得燃氣鍋爐的余熱得到充分的利用，這就導致在煤改氣項目中，其自身的能耗降低的空間已經沒有多大的余地，但是總體的運營費用卻仍處于高位。雖然在節能減排技術中，其循環以及補水系統采用變頻的控制，但是煤改氣項目其整體的耗電量仍然比同行耗電量大。同行的采暖期，其平均的耗電量約為2kW/m2，如果是煤改氣項目，其平均耗電量約為2.61kW/m2，因此從實際耗電量上來看，煤改氣項目要比同行在采暖期成本增加0.61kW/m2，因此在一個采暖期，所增加的成本大約為36 萬元。

自從2016 年以來，我國已經形成同步調整天然氣價格的趨勢，天然氣的價格并沒有降低，反而出現了一直上調的趨勢。因此天然氣的價格相較于處于低位的煤炭電力等能源，其自身并不存在相應的價格優勢。從目前我國的戰略形勢上來看，經濟結構處于不斷的調整過程中，因此部分企業為了降低自身的運營成本，在生產及生活采暖所用的能源中，燃氣并不是最主要的首選目標。使用燃氣作為生產生活用氣可能會造成更大的生產成本，因此為了有效降低用氣單位的運營成本，可以采用以下幾種措施進行節能降耗。

2.1 降耗的必要性分析

我國能源資源較為匱乏，同時由于經濟的發展，能源消耗數量較大，其主要的消耗為建筑能耗。建筑能耗在我國總體能耗中占據較大的比例，根據相關統計數據顯示，我國多數建筑的單位面積熱量損失要比發達國家大3 倍以上，如果建筑熱能耗較多，容易對周圍的環境產生較多的不良影響。正在大力推行的煤改氣項目，最主要的作用是為建筑物采暖提供相應的熱源。因此建筑物的總體能耗相對于天然氣的供暖能耗起到直接的影響作用。目前我國正在大力推行建設資源節約以及環境友好型社會，這是基于當前我國國情所采用的一項重大戰略決策，因此建筑節能在我國節能經濟發展中具有重要的地位，它直接關系到企業的核心競爭能力，以及社會的可持續發展。因此必須要對當前煤改氣項目耗能以及經濟性進行深入分析。認真研究煤改氣項目中的節能問題。

根據國家的標準規范要求，節能建筑一般具有以下的特征，節能建筑的屋頂一般為非節能建筑屋頂的保溫能力大2倍以上；外墻保溫能力要比非節能建筑大3 倍以上；窗戶的保溫能力要比非節能建筑大1.5 倍以上。經過相關專家測算，如果建筑未采用相關的節能措施，其整體建筑能耗約為60W/m2，但是如果建筑采用節能措施之后，其整體的建筑能耗約為45W/m2，總體節能大約1/3 左右。如果使用節能建筑，可以在冬季有效減少熱量的損失，同時可以在夏季產生隔熱作用，因此能夠保障建筑的冬暖夏涼。這種自然調節的方式能夠有效減少燃氣采暖以及空調制冷所消耗的電能，因此可以大幅度降低建筑的消耗天然氣的數量。從目前我國煤改氣的項目上來看，其整體的供暖對象仍然不符合節能建筑的標準，因此這就導致大部分天然氣熱量散失，從而造成能源的浪費。

2.2 分區供暖

在煤改氣項目中，一般供熱系統都會采取24h 工作的方式，無法按照建筑用途進行區分，分區供熱以及分區供暖效率比較差，這就造成較為嚴重的熱量浪費現象，因此為了有效做好能耗的節約，就有必要對于這方面問題進行仔細研究。

工程技術人員在滿足末端用戶基本的供熱需求前提之下，為了達到降低能耗的作用，必須要減少不必要的能耗發生。因此就有必要按照按需供熱的方式，對于不同類型以及不同用途的建筑物，由于其自身使用功能不同，因此基于不同的使用時期所需要的熱量也不同，因此可以根據建筑的這一特點，可以采用分時以及分區控制的方式，對于不同的時間段內，根據不同的室內溫度的要求，對于建筑物進行供熱。比如說一般辦公樓以及教學樓，在夜間中往往無人活動，同時根據我國民用建筑的供暖通風設計規范來說，其室內溫度只要保持在5℃左右即可，因此可以借助這一規范要求，實現分時以及分區供熱的目標。

分時以及分區的溫度控制系統能夠有效根據建筑物所需的熱量來分配供熱的時間差，同時需要對供熱進行分區以及分時間段的控制，比如說在辦公樓正常辦公時供暖系統正常工作，非工作時間非工作時間以及非工作區域可以減少提供的熱量。辦公樓可以按照時段工作的原則，比如說在工作時間的8:00 ～17:00，可以使得工作溫度達到18℃左右，如果是科研以及教學樓，一般是在8:00 ～21:00 左右，如果在周末以及節假日繼續使用科研以及教學樓，可以在夜里12:00 之后關閉溫度的調節法，采用低溫供熱的方式。在辦公樓以及教學樓采用分時區控制供熱的方法，能夠達到較好的節能效率，節能效率可達25%左右，因此具有較為明顯的節能效果。在煤改氣項目的運營過程中，使用單位必須要加強對于供熱的消耗監管，有效減少不必要的能源浪費。同時使用單位需要對供熱管道進行不斷的優化，提升其溫度的保護性能。在煤改氣鍋爐運行的過程中，電機必須要使用變頻控制系統，這樣能夠有效達到節約電能的目的。

3 結語

本文主要對于燃煤鍋爐改燃氣鍋爐項目的節能減排技術進行了充分的調研，提出了分區以及分時段工作的建議，同時供暖企業需要加強成本的管理，減少燃氣的不必要浪費，充分達到節能減排的目的，進一步提升煤改氣項目的經濟性以及運營的效率質量。