吉林省輕工設(shè)計(jì)院,吉林132002 張學(xué)威
摘要 改造小區(qū)低效、分散的鍋爐,實(shí)行集中聯(lián)片供熱,熱、電結(jié)合,逐級(jí)利用熱能,從而實(shí)
現(xiàn)資源配置和利用,達(dá)到節(jié)約能源的目的。
關(guān)鍵詞 改造低效鍋爐 聯(lián)片供熱 節(jié)約能源
中圖分類號(hào) TU822.8
1.0 前 言
我國(guó)分散供熱鍋爐數(shù)量大、容量小、機(jī)械化程度差和效率低。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì),我國(guó)的熱能利用率只有28-30%,如果每年熱能利用率提高1%,就相當(dāng)于節(jié)約能源3%,等于增產(chǎn)1000多萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤?墒悄壳暗闹行″仩t熱效率普遍比電站鍋爐低得多,燃料消耗高得多,因此,合理使用供熱燃料,大力發(fā)展區(qū)域集中供熱或小區(qū)聯(lián)片供熱,對(duì)提高我國(guó)的燃料利用率,發(fā)展我國(guó)的熱化事業(yè)有重大作用。本文以吉林市石井溝地區(qū)聯(lián)合化工廠等廠聯(lián)片供熱工程為例,通過(guò)節(jié)能效果、經(jīng)濟(jì)比較的論證,認(rèn)為將分散供熱的工業(yè)鍋爐房改為聯(lián)片供熱的電站鍋爐房是節(jié)能的有效途徑。
2.0 耗能概況與供熱方案
石井溝位于吉林市郊區(qū),有聯(lián)合化工廠(以下簡(jiǎn)稱聯(lián)化廠)、玻璃廠、鋼窗廠、煉油廠、服務(wù)行業(yè)以及住宅生活區(qū),是一個(gè)既有生活熱能耗又有生產(chǎn)熱能耗,熱能消耗較大的獨(dú)立工業(yè)區(qū)。
本工程中聯(lián)化廠、玻璃廠、鋼窗廠三廠共有小型燃油鍋爐八臺(tái),耗燃油28000t/a,另外采暖用煤4000t/a。這些小鍋爐熱效率都很低,大約66%左右。其中已改燃用本地舒蘭褐煤的鍋爐效率則更低,機(jī)械未完全燃燒損失較大,排煙損失更高,熱能利用率極低。
該地區(qū)現(xiàn)有產(chǎn)汽能力僅30t/h左右,通過(guò)熱負(fù)荷調(diào)查該地區(qū)蒸汽需要量為74t/h,由于嚴(yán)重的汽量供應(yīng)不足,經(jīng)常影響企業(yè)的生產(chǎn)和居民生活。目前有僅燃料油供應(yīng)存在著較大的困難,而且能源使用極不合理,這些燃油鍋爐都是亟待改造的。
該工程綜合蒸汽消耗量為:冬季74t/h,夏季34t/h。根據(jù)吉林地區(qū)燃料供應(yīng)情況,一般工業(yè)用煤主要是舒蘭褐煤(Q11.0MJ/kg,AP=33.80,CP=31.04,HP=2.10,OP=10.9,NP=10.9,WP=21.7,Vr=58.5,VO=2.96)。若將原燃料油鍋爐改為燃用這種低質(zhì)褐煤的鍋爐房,只有三種途徑。一是分別在三個(gè)廠區(qū)將原有的燃油鍋爐房改建為沸騰爐鍋爐房,只供生產(chǎn)加熱用的1.0MPa低壓蒸汽(下稱Ⅱ方案);二是聯(lián)合三廠共建造集中供熱的沸騰爐鍋爐房(下稱Ⅲ方案);三是針對(duì)三廠每年均需大量外購(gòu)電而且經(jīng)常由于供電不穩(wěn)定影響正常生產(chǎn)和生活的特點(diǎn),新建小型熱電站采用電站煤粉爐,生產(chǎn)4.0MPa、4500C的蒸汽,蒸汽在背壓式汽輪內(nèi)作功后,排出的1.0MPa低壓蒸汽,再供給各用戶,實(shí)行熱電聯(lián)產(chǎn),集中供熱,以提高熱能利用率(下稱I方案)。究竟選擇哪種方案合理呢,可以通過(guò)經(jīng)濟(jì)比較,選擇節(jié)能效果好、經(jīng)濟(jì)合理的方案作為****方案。
3.0 分散供熱與熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱比較
石井溝地區(qū)是一個(gè)用熱負(fù)荷較為穩(wěn)定的工業(yè)區(qū),適宜建設(shè)熱電聯(lián)產(chǎn)的小型電站小型電站,因此只做I、Ⅱ方案比較。方案I采用2臺(tái)WGZ35-39/16沸騰爐,2臺(tái)NG32/25汽輪機(jī);方案Ⅱ采用2臺(tái)沸騰爐。二方案的熱量平衡見圖1、2,有關(guān)數(shù)據(jù)見表1。
從表1可以看出:
I方案將現(xiàn)有的燃油的低效小鍋爐停用,集中投資建設(shè)小型熱電站,設(shè)計(jì)安裝兩臺(tái)35t/h中壓煤粉爐、兩臺(tái)NG32/25型、額定功率2400kW的背壓汽輪機(jī)及兩臺(tái)3000kW發(fā)電機(jī)組。通過(guò)概算,熱電站總投資為1262萬(wàn)元,年供電量20823×103kWh,年供熱量1091×106MJ,每年消耗舒煤128.55×103t,工程總投資回收年限為3.8年。
Ⅱ方案將現(xiàn)有各小油爐分別改為沸騰鍋。改造投資439萬(wàn)元,而每改一臺(tái)爐需要六個(gè)月的時(shí)間,另外輪流改造安裝,影響生產(chǎn)累計(jì)九個(gè)月,少收利稅及停工損失計(jì)686萬(wàn)元,所以改油爐為沸騰爐的總投資實(shí)際為2418萬(wàn)元。加上其它兩廠四臺(tái)爐改造費(fèi)用,分散供熱方案總投資大約2800萬(wàn)元左右。改為沸騰爐后,鍋爐效率估計(jì)在65%左右,按與熱電站相同的年供熱量1091×106MJ計(jì)算,每年消耗舒蘭煤15萬(wàn)噸。此方案總投資高,年總收入小,耗煤多,回收年限長(zhǎng)達(dá)5年,比集中供熱方案回上限長(zhǎng)1.2年,因此是不經(jīng)濟(jì)的。
表1 供熱方案I、Ⅱ的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
項(xiàng)目 |
I方案 |
Ⅱ方案 |
鍋爐總?cè)萘,t/h |
70 |
64.5 |
鍋爐效率,% |
87 |
65 |
鍋爐供汽參數(shù) |
4.0Mpa,450。C |
1.0Mpa,200。C |
每臺(tái)汽輪機(jī)額定功率 |
2400kW |
|
汽輪機(jī)相對(duì)內(nèi)效率 |
84.57 |
|
汽機(jī)進(jìn)汽參數(shù) |
3.5Mpa,4350C |
|
汽機(jī)排汽參數(shù) |
1.0Mpa,2840C |
|
每臺(tái)發(fā)電機(jī)實(shí)發(fā)功率 |
3000kW |
|
設(shè)備利用小時(shí),h |
6500×2=13000 |
6500(平均) |
供熱量,106MJ/a |
1091 |
1091 |
發(fā)電量,103kWh/a |
31200 |
0 |
供電量,103kWh/a |
20823 |
0 |
耗煤量,103t/a |
128 |
150 |
供水量,t/a |
345 |
|
化學(xué)水處理能力,t/a |
70 |
|
灰渣量103 t/a |
42.3 |
45.5 |
總投資,萬(wàn)元 |
1262.38 |
2800 |
年運(yùn)行費(fèi),萬(wàn)元 |
2480 |
2560 |
其中:耗煤費(fèi),萬(wàn)元 |
1543 |
1799 |
年售電收入,萬(wàn)元 |
520 |
0 |
年售熱收入,萬(wàn)元 |
3859 |
3583 |
年總收入,萬(wàn)元 |
4379 |
3583 |
回收年限,年 |
3.8 |
5 |
從熱平衡及技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較可以看出,兩個(gè)方案雖然都能獲得以劣煤代替燃油的效果,但是,分散改為沸騰爐只能起到以煤代油的效果。熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱方案由于選用高參數(shù)煤粉爐及高效率汽輪機(jī),不僅降低了各項(xiàng)能量轉(zhuǎn)變損失,而且多發(fā)電20823×103kWh/a,每年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤2.5萬(wàn)噸。如果分散建設(shè)小工業(yè)鍋爐房,每建設(shè)一次就要增加一次一系列規(guī)范規(guī)定的各種系數(shù),這些系數(shù)的累計(jì)結(jié)果將會(huì)導(dǎo)致能源和資源的巨大浪費(fèi)。因此,實(shí)行城市集中供熱或小區(qū)聯(lián)片供熱是節(jié)能的有效途徑。
4.0 結(jié) 語(yǔ)
隨著生產(chǎn)的發(fā)展,節(jié)能和環(huán)保工作的深入進(jìn)行,特別是在電力短缺,能源供應(yīng)緊張地區(qū)和用熱量大而集中的區(qū)域,建造以供熱為主,發(fā)電為輔的熱電聯(lián)產(chǎn)綜和用能系統(tǒng),實(shí)行生產(chǎn)生活集中供熱,有利生產(chǎn),方便生活,是經(jīng)濟(jì)合理地利用能源、節(jié)約能源的行之有效途徑。
改造低效鍋爐,逐步實(shí)行集中供熱,熱電結(jié)合和熱能的逐級(jí)利用,以參數(shù)較高、容量較大、機(jī)械化程度和熱效率高的工業(yè)鍋爐取代現(xiàn)有的小鍋爐群,是工業(yè)鍋爐技術(shù)改造的必由之路,也是今后的發(fā)展方向。在發(fā)展集中從熱、發(fā)電等問(wèn)題上,必須結(jié)合各地規(guī)劃,對(duì)具體方案則要進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)分析比較,以獲得****的經(jīng)濟(jì)效果。