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        最專業 最全面的鍋爐煤改氣可行性報告

        文章出處:作者:人氣:發表時間:2017-9-6 11:20:38【

        一、鍋爐油(煤)改氣準備工作


        1、政策支持

        做好鍋爐油(煤)改氣的宣傳工作,讓政府及相關部門、用戶進一步了解燃煤、燃油鍋爐改造為燃氣鍋爐的可行性、經濟性和環保效應。從環保角度,協調政府發布推廣使用天然氣的相關文件,召開鍋爐改造有關專題會議,促進用戶了解相關政策,提高用戶對鍋爐油(煤)改氣緊迫性的認識,加快鍋爐改造進程。


        2、風險規避

        由于鍋爐改造施工需要鍋爐壓力容器施工資質,為了回避改造過程中及改造之后的責任、風險,可以借鑒海沃能源的做法,選擇具有豐富鍋爐改造經驗的鍋爐供應商承擔具體的改造工作,并由其承擔改造后的相關責任和風險。


        3、加強示范性宣傳

        在首個鍋爐改造成功后,抓住機會做好改造的示范樣板,用改造的實績效果宣傳鍋爐油(煤)改氣的可行性、經濟性、環保性和必要性。

        二、鍋爐改造技術方案


        (一) 燃油鍋爐油改氣技術方案


        1、改造應滿足的技術條件

        (1) 選用可靠的燃燒器品牌,特別是燃氣技術方面比較專業的燃燒器公司:隨著市場的更專業化發展,根據實際需要,有針對性地選用相應的形式、型號、規格和專業側重點,滿足高程度的匹配要求。

        (2) 保證改造后的燃燒器輸出功率與原來的一致,以保證原設備的出力不變。

        (3) 改造后的燃燒器輸出的火焰尺寸與原設備吻合,以避免燃燒室內局部高溫,保證原設備的正常使用壽命。

        (4) 保證改造后的燃燒器輸出的信號與原設備控制系統的協調。

        (5) 對于蒸氣鍋爐,原則上不改動其受壓元件。


        2、改造的步驟及內容

        (1) 原設備燃燒工況的測量及燃燒效率的整體評估,測量相關參數:耗油

        量,火焰長度及寬度、排煙溫度、前后煙箱溫度,噪音及燃燒效率等。

        (2) 對原燃燒器進行拆卸、清理、保養及裝箱。

        (3) 鍋爐爐膛及煙管(火管)的清理。如有必要可進行鍋爐水路系統(水管)除垢。

        (4) 新的燃燒器聯接法蘭制作及火咀磚的改造,安裝新的燃燒器。

        (5) 鍋爐房內主燃氣管道、分支管道的碰接或安裝。

        (6) 電氣控制系統的改造或更換,安裝。

        (7) 安裝完畢后設備的調試運行并邀請政府相關部門對鍋爐檢測。

        (8) 改造后對鍋爐操作人員進行培訓。


        3、改造工程費用預算

        以功率為20萬Kcal/h(相當于 0.33t/h)的燃油鍋爐改造為例:

        序號

        項目

        費用(元)

        內容

        油改氣價格

        14500

        包括燃燒器更換、施工費用

        維修保養費用



        1

        上門維修

        100

        普通維修或故障排除(材料費除外)

        2

        煮爐除垢

        600

        用化學除垢方法,使鍋爐中堅硬的水垢溶解變成松軟的垢渣,以達到除垢的目的,從而確保鍋爐能安全、經濟地運行。

        3

        煙道清理

        800

        對鍋爐的煙氣通道進行清理、除塵,提高系統熱效率和使用壽命。

        4

        鍋爐燃燒效率分析及整定

        1500

        使用進口燃燒效率分析儀,通過對鍋爐尾氣成分的分析、整定及調整鍋爐燃燒,提高鍋爐燃燒效率,以達到節能目的。

        5

        常規保養

        300

        對鍋爐的燃機及電控系統進行清潔、維護、調校、上油等檢修保養,使鍋爐能更經濟、安全地運行。

        6

        整機二級保養

        1000

        除享受常規保養外,增加對鍋爐爐體的煮爐除垢,以及對燃氣工業管道的清潔除塵。

        7

        鍋爐系統全保養

        1800

        除享受整機二級保養外,增加對鍋爐煙氣通道的清潔除塵(包括對煙囪的清理)。

        8

        鍋爐設備大修

        2000

        根據鍋爐設備的實際運行情況,對鍋爐進行針對性維修,包括煙管更換、水管更換、水泵維修等


        合計

        8100


        燃氣工程配套費



        1

        燃氣管道

        10000


        2

        調壓器

        30000


        3

        閥門

        1000


        4

        流量計

        8000



        合計

        49000



        費用總計

        71600



        4、運行費用對比及改造經濟性分析

        以功率為20萬Kcal/h (相當于 0.33t/h )的燃油鍋爐改造為例

        (1) 燃油鍋爐與燃氣鍋爐運行費用對比

        基礎數據

        柴油的熱值:10800 Kcal/kg

        天然氣的熱值:8600 Kcal/m3

        柴油的單價:5.0元/kg

        天然氣的單價:3元/ m3

        燃油鍋爐的效率:80%

        燃氣鍋爐的效率:90%

        每小時燃料費用計算

        燃油鍋爐每小時耗油量:                            200000/10800/80%=23.15 kg

        燃氣鍋爐每小時的耗氣量:                           200000/8600/90%=25.84 m3

        天然氣的單價:3元/ m3

        每年燃料費用計算

        燃油鍋爐每年耗油費用總額:                          23.15*5*10*365=42.25萬元

         

        燃氣鍋爐每年耗氣費用總額:                          25.84*3*10*365=28.29萬元

         

        每年運行費用總額計算比較

        燃油鍋爐:                                   42.25+0.22+1+1.8+0.5=45.77萬元

         

        燃氣鍋爐:                                           28.29+0.2+1.8=30.29萬元

         

         

        燃氣鍋爐每年的運行費比燃油鍋爐節。                   45.77-30.29=15.48萬元

         

        燃油、燃氣鍋爐運行費用的比較

        序號

        費用項目

        燃油鍋爐

        燃氣鍋爐

        消耗量

        單價

        總額

        消耗量

        單價

        總額

        1

        燃料耗費

        23.15

        kg /h

        5.0

        元/ kg

        115.75

        元/h

        25.84

        m3/h

        3

        元/ m3

        77.52

        元/h

        2

        用電費用

        0.22萬元

        0.20萬元

        3

        灰渣清除費(人力、機械運費)

        4

        環保費

        1萬元

        5

        人力成本

        1.8萬元

        1.8萬元

        6

        設備檢修費用

        0.5萬元

        已包含在改造成本中

        7

        運行時間

        1天按10小時計算,1年365天

        1天按10小時計算,1年365天

          ( 2) 經濟性分析

        序號

        項目

        總額(萬元)

        備注

        1

        改造工程費用

        7.16


        2

        燃油鍋爐運行費用

        45.77


        3

        燃氣鍋爐運行費用

        30.29


        4

        運行費用節省額

        15.48

        燃氣鍋爐運行費用=燃氣鍋爐運行費用-燃油鍋爐運行費用

        5

        改造回收期

        0.46年



        (二) 燃煤鍋爐煤改氣技術方案


        1、改造應滿足的技術條件

        (1) 爐膛設計考慮天然氣燃燒的火焰直徑和火焰長度,使爐膛空間與火焰的充滿度達到最佳,并設計相應的爐膛容積熱負荷。

        (2) 考慮到天然氣主要成份為CH4,其燃燒后產生的H2O,蒸汽份額較大,故其輻射能力較強,爐膛受熱可適當增加,以充分利用其輻射傳熱,提高熱效率,降低鋼材消耗,確保鍋爐出力。

        (3) 鍋爐內燃燒采取微壓運行,要求鍋爐的爐墻,密封性能要加強。

        (4) 由于燃氣鍋爐的空氣過剩系數較小,只有1.05~1.2之間,燃燒所需風量較少一些,加上拆除除塵器及煙道系統煙塵較少的原因,煙道阻力較小,引風機風量有較多的富余采用檔板風門調節,功率損耗較大,建議可考慮采用變頻調速方式對引風機進行調控。

        (5) 在爐膛后煙室看火門和煙道上方,安裝兩個兩個防爆門,以提高鍋爐的抗爆性能。

        (6) 新增加燃燒器控制系統與原有的鍋爐控制有機結合在一起,具有燃燒程控功能,能預吹掃自動點火,火焰檢測器自檢,負荷自動調節,火焰監測故障報警聯鎖停爐、燃氣閥組檢漏,壓力高、低報警,水位調節、水位高、低報警,極低水位停爐,蒸汽壓力、爐膛溫度超高報警,引風機與燃燒器順控聯鎖功能。


        2、鍋爐改造的步驟及內容

        (1) 配置優質燃氣燃燒器:配置一體化全自動燃燒器,包括組合電磁閥調壓閥、過濾器、檢漏裝置,高壓氣壓開關,氣壓表及連桿等組成閥組一套,并使該機輸出功率與火焰尺寸與要求相匹配。

        (2) 拆除煤斗:在原鍋爐基礎平面±0.00處以上到鍋爐前爐墻面板以前煤斗部分前落灰斗以及爐排的全軸部分。

        (3) 拆除爐排:拆除爐排的全爐爐排及前后軸和后部老鷹鐵。

        (4) 拆除爐排中間的風箱組成燃燒室空間:根據火焰的尺寸要求,將上下爐排中間的風箱部分拆除,形成一個圓弧形爐膛底部。

        (5) 密封爐排下面的落灰室以及后部的排渣斗,用爐渣將爐排底部的落灰室和后部的渣斗堵住并在爐渣上部放置80mm厚的保溫混凝土,再在混凝土上放置兩層耐火磚(圓弧形放置),最后用耐火混凝土澆注抹面形成圓弧形耐火保溫爐膛底部。

        (6) 制作全爐墻及燃燒器的連接面板:用厚度16mm的鋼板加高前拱面板,在爐座基礎平面處以上與鍋爐全爐墻平面處進行焊接固定(與鋼架相連焊接)根據燃燒器的安裝固定尺寸要求,開孔并鉆四個固定螺栓孔(攻絲),用耐火磚在鋼板內側砌筑耐火前墻(在鋼板與耐火磚之間適當留50~80mm間隙用來填充保溫材料)和原有前爐墻,與新做爐底相連,形成完全密封的新前爐墻。

        (7) 用原有側面和后部的看火門,改成兩個防爆門。

        (8) 拆除原有的鼓風機,除塵器,以及空氣預熱器,將原有的鼓風機及送風道全部拆除(預熱器可根據情況考慮),原除塵器被拆除后,鋼制煙道將原除塵器卷入口和出口之間空間進行連接,形成完整煙道。

        (9) 清除爐內水冷壁管對流管束等受熱面上的煙垢,同時將鍋爐內側的水垢進行清洗,提高鍋爐受熱面的傳熱能力。

        (10) 對所有的爐墻及爐門類進行密封。由于燃氣鍋爐可在微壓狀態運行,為了安全,需要對所有的爐墻及爐門進行密封。

        (11) 安裝燃燒器:先將燃燒器拆下,裝在前爐墻上的燃燒器連接面板上,并用耐火材料將燃燒筒與爐墻處進行密封;然后按要求依次裝上燃氣閥組及附件,最后裝上燃燒器主體部分。

        (12) 根據燃燒器要求,結合原有的控制系統,設計制作新的控制系統,充分利用原有的系統保留部分的控制器件,新增加部分重新做一個控制柜,將新控制柜與原有控制內保留部分結合,形成新的完整的控制系統,并能達到如下功能:

        A、水位自動調節,指示。

        B、水位高低報警、極低水位報警聯鎖停爐。

        C、爐膛出口溫度超高報警,停爐。

        D、蒸汽壓力超高報警,停爐。

        E、燃燒負荷自動調節,大/小火自動轉接。

        F、燃燒程序自動控制,自動實現預吹掃,高壓點火,火焰自檢,火焰監測,故障熄火報警停爐聯鎖。

        G、燃氣高、低壓報警。

        H、燃氣系統泄漏報警,停爐。

        I、燃燒器停爐后吹掃。

        J、引風機與燃燒器順控聯鎖,起動時引風機先開,燃燒器后開,停爐時燃燒器先停,引風機后停。

        K、所需的電機控制回路,都有短路、缺相、過載等保護功能。

        (13) 調試時要對引風機的風量和壓頭進行調整:由于改造后引風機有較大富裕量,需要將引風門關小到一定程度,以減小風量和降低風壓。

        (14) 建議引風機改為變頻控制:由于引風機功率較大,且改燃氣后風量要求較燃煤時少,拆除除塵器和空氣預熱器的煙道阻力減小,引風機富裕量較大,采用擋板風門調節時,功率損耗較大,改為變頻調節后,功能會降到原功能1/2~1/3;因此節能效果明顯。


        3、改造工程費用預算

        以下數據以型號SZL-1.25-AⅡ,10t/h (相當于600萬Kcal/h)的蒸汽鍋爐為例:

        改造燃煤鍋爐的費用表

        序號

        項目

        費用(萬元)

        備注

        鍋爐部分



        1

        燃燒器

        18.9


        2

        燃燒閥組

        6.5


        3

        變頻引風系統

        3.4


        4

        電控柜

        1.4


        5

        改造工程費

        4.2


        6

        改造材料費

        8.3


        7

        熱態調試及檢驗費

        1.0



        合計

        43.7


        燃氣配套部分



        1

        調壓計量柜

        10.0


        2

        燃氣管道

        3.24


        3

        閥門

        0.96


        4

        報警設備

        0.6


        5

        工程安裝費

        2.0



        合計

        16.8



        總計

        60.5



           4、運行費用對比及改造經濟性分析

        (1) 燃煤鍋爐與燃氣鍋爐運行費用對比

        以型號SZL-1.25-AⅡ,10t/h(相當于600萬Kcal/h)的蒸汽鍋爐為例

        基礎數據

        蒸汽鍋爐的噸位:10t/h

         

        天然氣的熱值:8600 Kcal/ m3

         

        蒸汽的焓值:62萬Kcal/t

         

        天然氣的價格:3元/ m3

         

        煤的熱值:5500 Kcal/ kg

         

        燃氣鍋爐的熱效率:90%

         

        煤的價格:900元/t

         


        燃煤鍋爐的熱效率:50%

         


        每小時燃料耗量

        燃煤鍋爐每小時耗煤量:                              10*620000/5500/50%=2.25t

         

        燃氣鍋爐每小時耗氣量:                             10*620000/8600/90%=801m3

         

        每年燃料費用總額

        燃煤鍋爐每年耗煤費用總額:                    2.25*900*10*365=739.13萬元

        燃氣鍋爐每年耗氣費用總額:                         801*3*10*365=877.10萬元

        每年運行費用總額及比較

        燃煤鍋爐:                             739.13+20.33+3+10+8+3=783.46萬元 

        燃氣鍋爐:                              877.10+4.67+4+0.5=886.27萬元

          10*620000/8600/90%=801 m3 

        燃氣鍋爐比燃煤鍋爐每年運行費用多:                886.27-783.46=102.81萬元

        燃煤、燃氣鍋爐運行費用的比較

        序號

        費用項目

        燃煤鍋爐

        燃氣鍋爐

        消耗量

        單價

        總額

        消耗量

        單價

        總額

        1

        燃料耗費

        2.25t/h

        900元/t

        2025元/h

        801 m3/h

        3元/m3

        2403元/h

        2

        用電費用

        20.33萬元/年

        4.67萬元/年

        3

        灰渣清除費(人力、機械運費)

        3萬元/年

        4

        環保費

        10萬元/年

        5

        人力成本

        8萬元/年

        4萬元/年

        6

        設備檢修費用

        3萬元/年

        0.5萬元/年

        7

        運行時間

        每天10小時,一年365天

        每天10小時,一年365天

        注:填表內容可根據實際情況增減

        (2) 改造之后經濟性分析

        序號

        項目

        總額

        備注

        1

        改造工程費用

        60.5萬元


        2

        燃煤鍋爐運行費用

        783.46萬元


        3

        燃氣鍋爐運行費用

        886.27萬元


        4

        燃氣鍋爐比燃煤運行費用節省額

        -102.81萬元

        燃氣鍋爐運行費用=燃氣鍋爐運行費用-燃煤鍋爐運行費用

        5

        改造回收期

        不可回收


         

        三、結論和建議


        1、扶持政策的爭取

        燃氣鍋爐較燃油、燃煤鍋爐,具有環保性能好、熱效率高、附屬設備少、節約設備投資、勞動強度低、運行成本低、熱負荷適應性強、系統啟動快、易實現自動控制、便于燃氣供應量的調節等優點,各項目公司應當積極促成當地政府出臺相關政策,從環境保護的角度,嚴格限定污染物的排放量,限制燃油、燃煤鍋爐的使用,創造鼓勵和支持使用天然氣的政策環境。


        2、改造目標的確定

        (1) 對一些爐體狀態良好,運行效率較高的燃油 (煤)鍋爐改造為燃氣鍋爐在經濟上、技術上是可行的。

        (2) 對于一些熱效率低和已接近報廢期、改造難度大的鍋爐,改造的價格可能超過更新一臺燃氣鍋爐的價格,應該積極促成直接更新為燃氣鍋爐。

        (3) 對于大型的燃煤鍋爐,在改造為燃氣鍋爐之后,運行成本費用會有所增加(主要是燃料購置費用增加),但隨著政府和居民環保意識的不斷增強,對環境要求的不斷提高,燃煤鍋爐改造已是大勢所趨,應當多方謀劃,積極跟蹤,力爭促使其改用天然氣。


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