郝巖

摘 要：本文通過具體案例分析了目前城市供熱主要的幾種鍋爐形式，通過分析比較，提出了適合當(dāng)?shù)厥褂铆h(huán)境的大噸位供熱鍋爐形式。

關(guān)鍵詞：116MW 供熱 煤粉爐 鏈條爐 燃?xì)鉅t 爐型比較

1、概述

秦皇島市海港區(qū)集中供熱主要由秦皇島市熱力總公司和富陽熱力公司承擔(dān)，現(xiàn)有熱源已達(dá)到飽和，隨著秦皇島市西城區(qū)的開發(fā)建設(shè)，供熱熱源缺口巨大。本文將以該項(xiàng)目為例，通過分析和比較常用的幾種供熱鍋爐，確定適合當(dāng)?shù)厥褂铆h(huán)境的大噸位鍋爐形式。

2、項(xiàng)目概況

秦皇島市熱力總公司規(guī)劃建設(shè)西部調(diào)峰熱源廠的建設(shè)規(guī)模為5x116MW高溫?zé)崴仩t，總供熱能力為580MW。

3、熱源技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較

3.1供熱模式比較

新建熱源廠的主要供熱負(fù)荷為采暖負(fù)荷，因此選擇高溫?zé)崴仩t作為本項(xiàng)目熱源是比較合適的。目前國內(nèi)主要的鍋爐形式主要包括傳統(tǒng)的鏈條爐排鍋爐、煤粉鍋爐、燃?xì)忮仩t等，各種爐型有各自適用的條件和優(yōu)缺點(diǎn)，現(xiàn)將對(duì)各種熱源形式進(jìn)行如下技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和比較。

3.2熱源鍋爐的技術(shù)比較

在城鎮(zhèn)供熱領(lǐng)域，鏈條爐是目前技術(shù)最成熟可靠、應(yīng)用最為廣泛的一種形式，其優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)可靠，對(duì)建設(shè)單位的運(yùn)行管理水平要求較低，其缺點(diǎn)是熱源廠占地面積較大，燃燒效率略低于煤粉爐，初始污染物排放量相對(duì)燃?xì)忮仩t較高。配備脫硫、脫硝等設(shè)備后排放可以達(dá)到環(huán)保要求。

煤粉爐可以實(shí)現(xiàn)高效燃燒和低污染物排放，熱效率達(dá)92%以上【1】。由于采用低硫煤和低溫燃燒，可以降低SO2和NOX的初始排放濃度，并減小脫硫脫硝設(shè)備的建設(shè)規(guī)模。在燃料供應(yīng)上，煤粉爐所需煤種成分要求較高，煤的發(fā)熱量為5500kcal以上，需要選用低硫精洗煤，可選擇范圍較小，燃料供應(yīng)不易保證。經(jīng)調(diào)查了解，實(shí)際投入運(yùn)行的供熱熱水煤粉爐規(guī)模較小，大型熱水煤粉鍋爐在實(shí)際應(yīng)用中較少。

煤粉的制備有制粉廠集中處理和熱源廠內(nèi)處理兩種處理方式。如制粉廠設(shè)置在熱源廠內(nèi)，在制粉過程中會(huì)對(duì)周邊環(huán)境造成一定不利影響，熱源廠的占地面積和鏈條爐相近。如采用集中制粉方式，制粉廠需要設(shè)置在郊區(qū)，煤粉通過罐車運(yùn)送至熱源廠內(nèi)。煤粉在燃料制備、運(yùn)輸和儲(chǔ)存過程中，系統(tǒng)的消防安全等級(jí)要求高，對(duì)運(yùn)行管理水平的要求也高。

燃?xì)忮仩t屬于燃用清潔能源的燃燒設(shè)備，由于燃燒室體積小，附屬設(shè)備簡單，因而熱源廠占地面積較小，設(shè)備初投資較低。燃?xì)忮仩t燃燒效率較高，污染物排放量較低，運(yùn)行管理也相對(duì)簡單。但是對(duì)于供熱規(guī)模較大的集中供熱系統(tǒng)，燃?xì)忮仩t對(duì)燃料的需要量十分巨大，現(xiàn)有的天然氣供應(yīng)體系能否滿足使用需求，需要全盤考慮。受天然氣使用成本限制，國內(nèi)大規(guī)模燃?xì)夤釕?yīng)用較少。

3.3經(jīng)濟(jì)比較

（1）建設(shè)投資比較

參考《城鎮(zhèn)供熱廠工程項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》（建標(biāo)112-2008），可以估算出各種熱源形式的建設(shè)投資，其中煤粉爐建設(shè)投資最高、鏈條爐建設(shè)投資居中、燃?xì)鉅t建設(shè)投資最低。

（2）運(yùn)行成本比較

本項(xiàng)目熱源廠設(shè)計(jì)供熱能力為696MW，根據(jù)秦皇島氣象資料，采暖期供熱天數(shù)為153天，年平均熱負(fù)荷系數(shù)為0.663，年供熱量為6.1x106GJ。

如采用鏈條鍋爐供熱，鍋爐效率83%，選用燃煤低位發(fā)熱量為5500Kcal/kg，根據(jù)計(jì)算鏈條鍋爐年消耗燃料量為319239.35t。按煤炭價(jià)格430元/t計(jì)算，年燃料費(fèi)用為13727.29萬元。年耗電量約為3578.00萬KWh，按電價(jià)0.76元/KWh計(jì)算，年耗電費(fèi)用為2719.28萬元。鏈條爐燃用煤種可通過汽車運(yùn)輸至熱源廠，燃料來源廣泛，運(yùn)輸成本較低。

如采用煤粉爐供熱，鍋爐效率92%，選用燃煤低位發(fā)熱量為6000Kcal/kg，根據(jù)計(jì)算煤粉鍋爐年消耗燃料量為264008.63t。按煤粉價(jià)格600元/t計(jì)算，年燃料費(fèi)用為15840.52萬元。年耗電量約為6440.39萬KWh，按電價(jià)0.76元/KWh計(jì)算，年耗電費(fèi)用為4894.70萬元。熱源廠煤粉倉儲(chǔ)量有限，燃料煤粉需要從制粉廠不斷運(yùn)輸至熱源廠，運(yùn)輸成本較高。

如采用燃?xì)忮仩t供熱，鍋爐效率93.2%，選用天然氣低位發(fā)熱量為8500Kcal/m?，根據(jù)計(jì)算燃?xì)忮仩t年消耗燃料量為18395.96萬m?。按天然氣價(jià)格4元/ m?計(jì)算，年燃料費(fèi)用為73583.82萬元。年耗電量約為2862.40萬KWh，按電價(jià)0.76元/KWh計(jì)算，年耗電費(fèi)用為2175.42萬元。燃?xì)忮仩t所需的天燃?xì)夤?yīng)，需要建設(shè)配套燃?xì)夤艿馈?/p>

各種熱源形式的技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)、建設(shè)投資、運(yùn)行費(fèi)用見表1。

3.4環(huán)保比較

根據(jù)各種爐型燃用燃料的化學(xué)成分和鍋爐特性（鏈條爐和煤粉爐按除塵效率99.8%、脫硫效率90%，脫硝效率85%計(jì)算），可計(jì)算出各爐型污染物排放濃度，具體計(jì)算數(shù)值見表2。

在現(xiàn)有技術(shù)條件下，各種爐型經(jīng)過脫硫、脫硝、除塵處理后的煙氣排放污染物均可達(dá)到國家污染物排放要求。通過計(jì)算結(jié)果分析，燃?xì)鉅t各項(xiàng)排放指標(biāo)較低，SO2排放濃度與燃用煤種有關(guān)，煤粉爐由于采用低硫煤，SO2排放濃度較低，但是煙塵排放濃度較高，鏈條爐采用普通煤種，SO2排放濃度略高，但煙塵排放濃度較低。

4、熱源選型結(jié)論

通過對(duì)各種鍋爐形式的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和比較，該項(xiàng)目熱源爐型推薦采用鏈條爐形式。根據(jù)《鍋爐房設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50041-2008）中5.1.6條文說明，設(shè)有沸騰爐或煤粉爐的鍋爐房，不應(yīng)設(shè)置在居住區(qū)、名勝風(fēng)景區(qū)和其他主要環(huán)境保護(hù)區(qū)內(nèi)。本項(xiàng)目建設(shè)地點(diǎn)距離居民區(qū)和秦皇島行政中心較近，從環(huán)保角度考慮不適宜設(shè)置煤粉爐。由于燃?xì)忮仩t運(yùn)行成本過高、燃?xì)夤?yīng)無法保證，因此，本項(xiàng)目也不適宜采用。

考慮到秦皇島地區(qū)嚴(yán)格的排放要求，建議燃煤選用優(yōu)質(zhì)低硫精洗煤，從源頭上降低煙氣中污染物的含量，改善采暖期空氣質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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