合同能源管理在燃煤锅炉拆改中的应用
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摘要:在转变经济发展方式,推动清洁能源和绿色发展的大趋势下,社会各界极力倡导治污降霾、节能减排,而天然气作为经济、高效、清洁的能源,走在低碳经济道路的前端,社会地位日益突出。与此同时,煤炭作为我国目前主供能源,占一次能源消费比重达70%,而燃煤锅炉的数量约..

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在转变经济发展方式,推动清洁能源和绿色发展的大趋势下,社会各界极力倡导治污降霾、节能减排,而天然气作为经济、高效、清洁的能源,走在低碳经济道路的前端,社会地位日益突出。与此同时,煤炭作为我国目前主供能源,占一次能源消费比重达70%,而燃煤锅炉的数量约占锅炉总数的83%[1],但其热炉效率较低,资源浪费严重,排放的大量烟尘、灰分、SO2 和NOx 等正是大气污染的主要源头。为此,在全国范围内开展集中治理燃煤污染的排放,大力限制燃煤锅炉的使用,甚至淘汰20 蒸吨以下小型燃煤锅炉,鼓励并支持企业将燃煤锅炉更换为燃气锅炉,或进行“煤改气”技术改造升级。在燃煤锅炉拆改过程中,合理利用合同能源管理(EMC)模式有效地改变了我国传统的燃煤锅炉能源管理方法和使用模式,以其减少的耗能费用来支付节能项目的全部成本,用能单位和节能服务公司也可从中分享效益,由此产生的环保效益、社会效益更是不可小觑。

  1、锅炉煤改气市场展望

  我国是一个产煤大国,煤炭在我国的一次能源消费结构中所占的比重达70%左右,而燃煤锅炉约占锅炉总数的83%,煤烟污染严重。从环保的角度出发,为持续改善空气质量,保障人民群众身心健康,坚持走可持续发展的道路,煤烟污染的防治刻不容缓。锅炉“煤改气”项目是我国“十二五”规划的重点工程之一,也是治理煤烟污染最为便捷有效的途径。

  以陕西省西安市为例,据初步统计,西安市共有燃煤锅炉862 台,其中主城区20 蒸吨以下的小型锅炉248 台,其工艺设施落后,造成的污染极其严重。按照陕西省“治污降霾˙ 保卫蓝天”行动计划(2013 年),全面推进二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)、挥发性有机物(VOCS)等多种污染物的协同控制,计划2013 年关中城市PM10 年均浓度同比下降6.5%、NO2 年均浓度同比下降5%、SO2 年均浓度零增长、降尘年均强度同比下降4.2%,西安市PM2.5 年均浓度同比下降5 mg/m3;陕北城市PM10 年均浓度同比下降1%、NO2 年均浓度同比下降10%、SO2 年均浓度同比下降3.5%、降尘年均强度零增长;陕南地区所有指标继续保持达到国家二级新标准要求[2]。西安市委、市政府印发的〔西安市“治污降霾”工作实施方案(2013 年)〕,要求全市范围内除集中供热设施外禁止新建任何燃煤锅炉,并要求2013 年10 月底前,完成350 台20 蒸吨以下燃煤锅炉的拆改,完成主城区100 台驻军单位燃煤锅炉拆改等;2014 年年底前,完成主城区所有20 蒸吨以下燃煤锅炉的拆改,并对西郊热电厂热力公司等33 台20 蒸吨以上污染物排放量较大的燃煤锅炉完成改造。

  在国家利好政策指引下,无论是对于用能单位、能源供给企业,还是对能源服务公司,以及相关设备供应商,锅炉“煤改气”市场前景良好。通过各企业的相互配合,密切协作达到利益共享的同时,又能够创造出更多的社会价值,为环境保护做出贡献。

  2、燃煤锅炉与燃气锅炉的差异

  由于燃烧介质的不同,两者在燃烧方式、燃烧产物、通风方式、锅炉的热惯性及自动化程度等方面有明显区别[3-5]。通常,燃煤锅炉采用层燃燃烧,而燃气锅炉采用室燃燃烧,炉膛温度高于层燃火床温度。由于煤炭不能够充分燃烧且炉渣常常附带有较高余温而浪费热量,导致燃煤锅炉的热炉效率较低。煤炭在燃烧后放出热量的同时又排放出大量的烟尘、SO2 和NOx等有害物质,严重污染大气环境。天然气燃烧产物中SO2 等污染物的排放量极少。天然气燃烧排放的CO2量仅为标煤产生量的44%左右。

  通常情况下,燃煤锅炉在燃烧过程中需要大量空气而采用负压通风,炉墙和烟道漏风问题严重,使得烟气出口的过量空气系数高达2.1~2.5,热炉效率仅55%。燃气锅炉采用内燃结构微正压燃烧,在燃烧器内空气能较好的与天然气混合,充分燃烧,无漏风现象,过量空气系数仅为1.05~1.2,热炉效率高达93%。由于燃烧方式不同,燃煤锅炉炉膛内常常存在大量未燃尽的燃料,热能利用不充分,锅炉负荷调节滞后,自控难度较大,而燃气锅炉受热惯性影响较小,实现自控相对容易,节约管理成本,提高燃料利用率。

  以西安市某高校的3 台额定蒸发量为10 t 的锅炉系统改造为例,将其每年4 个月采暖期内的主要技术指标进行对比。对于用能单位而言,额定蒸发量相同的两种类型的锅炉,燃气锅炉的热炉效率明显高于燃煤锅炉,且燃料热值大(表1)。在每年相同供热需求的前提下,燃煤锅炉排放大量的CO2、SO2 以及有害烟尘,造成严重的大气污染,为此用能单位需要支付高昂的环保费,并且用于锅炉日常清理保养的费用较高,人力成本的投入更是燃气锅炉的4 倍,而燃料费用过高是造成锅炉“煤改气”项目整体费用较大的主要原因。然而,通过多途径、多渠道、多手段,合理规避分担费用,可以使“煤改气”项目全面快速开展。


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