供热锅炉选型及经济性比较

供热锅炉选型及经济性比较

刘永风, 张玉晨, 赵欣刚

(中国市政工程华北设计研究院,天津300074)

摘 要: 分析了循环流化床锅炉、链条炉排锅炉的优缺点。结合工程实例,对采用特定燃煤的某供热区域比较采用以上两种锅炉的经济性。

关键词: 循环流化床锅炉; 链条炉排锅炉; 经济性比较

中图分类号:TU995 文献标识码:B 文章编号:1000-4416(2009)02-0A07-02

L ectotype and Econo m ic Co mparison of H eat-supp l y Boilers

LI U Yong-feng, Z HANG Yu-chen, Z HAO X i n-gang

Abst ract: The advantages and d isadvantages of CFB boiler and cha i n-grate bo iler are ana l y zed. Co m bined w ith eng i n eering instance,the econo m y of usi n g m ore t h an t w o types o f bo ilers i n a heating ar-ea usi n g a spec i a l coal is co mpared.

K ey w ords: CFB bo iler; cha i n-grate bo iler; econo m ic co m parison

目前,供热锅炉的炉型主要有循环流化床锅炉、链条炉排锅炉及煤粉锅炉等。虽然煤粉锅炉的生产和运行经验成熟,但是制粉系统比较复杂,设备造价较高,多用于发电厂,而且负荷调节范围较小,只有在稳定工况下连续运行才能获得较高的效率。本文对比循环流化床锅炉与链条炉排锅炉的特点及经济性。

1 特点

循环流化床锅炉

循环流化床锅炉是20世纪80年代后期发展起来的炉型。作为一项高效、低污染的清洁燃烧设备,近年来已被广泛用于生产蒸汽、电力、集中供热、热电联产。在集中供热方面,29、58MW热水锅炉在20世纪90年代末已开始得到应用,116MW热水锅炉也在某些工程中得到应用。

循环流化床锅炉的优点为:燃料适应性强,可以燃烧多种煤种。热效率高,可达89%。由于燃烧温度较低(900 以下),NO x生成率低,并可实现炉内脱硫,脱硫效率可达80%~85%。负荷调节性好,最低负荷可达额定负荷的30%。由于灰渣未经高温熔融过程,灰渣活性好,可作为水泥的添加剂,利用潜力较大。可实现大型化,目前国外已经生产与200MW发电机组配套的大型循环流化床锅炉,国内也已成功运行75t/h蒸汽循环流化床锅炉。

缺点为:对除尘器的要求较高,必须采用静电除尘器或布袋除尘器才能使净化后的烟气排放指标达到国家标准。耗电量较大,除了需要一次风机送风外还需要增加二次风机。当煤的灰分小于20%时,不能达到设计的循环倍率,对这样的煤必须加入掺混料(如粒径满足要求的砂子等),增加了运行难度,而且加入砂子后,磨损问题更加突出。操作复杂,不易掌握。热效率与运行水平密切相关,在运行中应根据煤种的变化,随时调整燃烧工况,保持正常的床温和合理的风煤比,还要维持适当的料层高度。点火较困难。

链条炉排锅炉

链条炉排锅炉是一种非常成熟的炉型,运行管理较简单,易于掌握。链条炉排锅炉属于层燃锅炉,煤炭经煤斗进入炉排,随炉排运动,同时完成燃烧。在供热行业中应用尤其广泛,是供热锅炉的主导炉型。29、58MW热水锅炉已得到广泛使用,效果较好。

第29卷 第2期2009年2月煤气与热力

GA S&HEAT

V o.l29N o.2

F eb.2009

链条炉排锅炉的优点为[1]:造价、运行成本低。采用常规湿式除尘器或高效多管旋风除尘器即可满足烟气排放要求,若采用湿式除尘,可采用除尘、脱硫一体化装置。技术成熟,运行可靠,操作简单,运行管理经验丰富。锅炉的转动设备少,燃料制备简单。

缺点为[1]:不能实现炉内脱硫,烟气中SO2对大气环境造成污染。对煤种的适应性较差。炉内为高温燃烧,产生大量NO x,对环境造成污染。热效率较低,虽然横梁式炉排的锅炉效率达82%,但仍低于循环流化床锅炉。对负荷变化的适应性较差。

2 经济性分析

2.1 工程概况

以扎赉特旗城区集中供热工程为例,至2015年新增供热面积(公共及民用建筑)150 104m2,改造原有50 104m2集中供热面积,新建1座4 29 MW热水锅炉房。燃煤由黑龙江龙煤集团提供,收到基组成(质量分数)为:碳43%,氢3.53%,氧10.2%,氮1.33%,硫0.8%,灰分14.6%。低位发热量为20.9M J/kg。拟采用两种方案:方案1,循环流化床锅炉房;方案2,链条炉排锅炉房。

2.2 经济性比较

基础数据

根据扎赉特旗城区实际情况,电价为0.47元/ (k W h),煤价为400元/,t水价为2.5元/m3,年人均工资为10800元/(人 a)。污染物的治理费用,参照亚洲开发银行提供的数据。

锅炉房造价

方案1、2的锅炉房造价见表1。由表1可知,方案1的造价比方案2高1134.6 104元。

表1 锅炉房造价

项目

造价/元

方案1方案2

建筑工程1772.4 1041435.1 104

设备及工器具2713.1 1042058.1 104

安装工程 632.0 104 489.7 104

合计5117.5 1043982.9 104

年运行成本

方案1、2运行指标见表2。由表2数据计算得,方案1、2的年运行成本分别为3836.3 104、3800.1 104元/a。前者比后者高36.2 104元/a。

表2 运行指标

方案方案1方案2耗煤量/(t a-1)5.49 1045.83 104

耗电量/(k W h a-1)73.2 10445.5 104

耗水量/(m3 a-1)50.4 10448.4 104员工数量/人12095 SO

2

排放量/(t a-1)108183 T SP排放量/(t a-1)42.558.0

CO

2

排放量/(t a-1)7973282872

NO

x

排放量/(t a-1)138.0381.5维护费/(元 a-1)227.0 104167.7 104

比较结果

由以上计算结果可知,对于锅炉房造价,方案1高于方案2。对于年运行成本,虽然循环流化床锅炉的耗煤量、SO2、TSP、CO2、NO x排放量均低于链条炉排锅炉,但节省的耗煤量和抑止污染物排放带来的经济价值,不能弥补循环流化床锅炉在耗电量、耗水量、人员工资等方面的经济消耗。因此,链条炉排锅炉在经济性上优于循环流化床锅炉。另外,该项目燃用的煤种属于低位发热量高、挥发分高、灰分较低的优质煤,比较适宜采用链条炉排锅炉。经综合分析,决定采用链条炉排锅炉作为供热锅炉。

3 结论

虽然循环流化床锅炉是一种很好的炉型,在电厂中已经广泛应用,但在供热锅炉房中的应用仍要结合实际情况进行选择。链条炉排锅炉作为传统炉型,仍具有突出的优点和应用前景。在煤种、环境保护等满足条件的前提下,对于单台容量小于70MW 的热水锅炉宜优先选用链条炉排锅炉;当单台容量大于70MW或锅炉房位于城市边缘和燃烧较差的煤种时,宜选用循环流化床锅炉。

参考文献:

[1] 汤蕙芬,范季贤.热能工程设计手册[M].北京:机械

工业出版社,1999.

作者简介:刘永风(1978- ),女,天津人,工程师,大学,主要从事热力工程的设计与研究工作。

电话:(022)23545322

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收稿日期:2008-04-11; 修回日期:2008-05-04

第29卷 第2期 煤气与热力