卷烟厂“煤改气”锅炉效益分析

卷烟厂“煤改气”锅炉效益分析

尹洪鑫  闫磊

山东中烟工业有限责任公司滕州卷烟厂    山东滕州  277599

摘要：通过对改造前后的经济性及能源消耗进行数据对比分析，发现“煤改气”不仅能显著降低卷烟厂的碳排放和污染物排放，符合绿色生产的环保要求，还能提高锅炉的运行效率，减少设备维护成本。

关键词：卷烟厂；锅炉；“煤改气”效益分析

引言：随着全球环境问题的日益严重，清洁生产已成为企业可持续发展的必然选择。卷烟厂作为能源消耗和污染物排放较为严重的工业领域之一，其锅炉的能源转换效率及环保性能尤为重要。传统的燃煤锅炉不仅能耗高、排放大，而且难以满足日益严格的环保要求。因此，卷烟厂实施“煤改气”锅炉改造成为提高能源利用效率、减少污染物排放、促进绿色生产的重要手段。

1研究案例阐述

1.1项目基础信息

本项目旨在以一台每小时10吨的燃气锅炉替代某卷烟厂原有的每小时12吨的燃煤链条炉SHL10-1.25-AⅡ。新燃气锅炉将全年运行333天，预计运行时长约8000小时。所选用燃气锅炉的型号为WNS10-1.25-Q，其额定蒸发量为每小时10吨，额定蒸发压力为1.25兆帕（表压），锅炉省煤器给水温度为105℃。为充分利用现有资源，改造将利用原有锅炉厂房和控制室作为新天然气蒸汽锅炉厂房及控制室。为提高热效率并降低燃料消耗，锅炉排烟将首先经过省煤器，再经过冷凝器进行余热回收利用。

1.2燃气锅炉辅助系统

（1）关于软水系统，我们将充分利用建设单位现有的软水供应资源。为保持水流的稳定与高效，计划在原软水储水箱与新建燃气锅炉的软水箱之间增设软水加压泵。原软水储水箱容积20立方米，新建燃气锅炉的软水箱容积10立方米。加压泵选用单级立式离心管道泵，安装位置与原锅炉给水泵相同。此外，将设置浮球开关，根据软水箱水位自动控制加压泵的启停，确保系统稳定运行[1]。

（2）在除氧系统方面，将配置大气式热力除氧器及其相应水箱。除氧器工作温度设定为104℃，出力为10吨/小时。软水进水流量为9.3吨/小时，温度为7℃（冬季工况）。除氧过程采用锅炉主蒸汽及连排扩容蒸汽联合除氧方式，其中锅炉1.25MPa（表压）饱和蒸汽经节流减压后用于除氧，蒸汽流量为1.5吨/小时；连排扩容的饱和压力为0.15MPa（绝压），蒸汽流量为0.13吨/小时。为防止锅炉给水泵汽蚀，将在给水泵前加装抗汽蚀性能更强的低速给水增压泵，并适当降低除氧器安装高度。

（3）在给水系统方面，采用单元制给水方式，选用2台多级立式离心泵（一用一备），确保供水的连续性和稳定性。为预防汽蚀现象，严格控制给水泵入口流速在1米/秒以内[2]。

（4）对于排污系统，设置一台连排扩容器，容积0.4立方米，扩容压力1.5MPa（绝压）。扩容后的二次蒸汽将进入除氧器回用，降低连排水温度并回收余热。余水排入原有排污降温池。定期排污则直接排入原有排污降温池进行处理。

（5）在排烟烟道系统方面，燃气锅炉的排烟将接入原有烟囱，烟囱高度84米，直径2.8米。由于原有烟囱内呈正压且水平烟道较长，我们将在锅炉出口烟道上加装变频调速运行的引风机，以满足锅炉炉膛微正压要求，并根据炉膛压力自动调节风机转速。此外，在烟囱与锅炉之间设置烟道门，防止检修时烟气倒灌停运锅炉。

2卷烟厂“煤改气”锅炉效益分析

2.1经济效益分析

经过改造，原有的燃煤蒸汽锅炉现已转换为燃气蒸汽锅炉，燃料从二类烟煤变为城市天然气。燃料单位时间消耗资金的计算公式为Q′=D×E，其中Q′代表单位时间内的燃料消耗资金，D为燃料价格，E为燃料用量[3]。

假设二类烟煤（AⅡ煤）其价格D1为0.66元/kg，用量E1为3200kg/h，因此，单位时间消耗资金Q1′计算得出为2112元/h。而城市天然气价格D2为2.5元/m3，用量E2为750m3/h，故单位时间消耗资金Q2为1875元/h。原燃煤锅炉的辅助设备，如破碎机、筛煤机等，涉及一定的耗电费用。而燃气锅炉则主要产生燃烧器的用电费用。锅炉单位时间用电消耗资金的计算公式为Q′′=I∙P，其中I为电价（0.8元/度），P为锅炉配套设备功率。原燃煤锅炉的辅助设备功率约为36kW，因此每小时的电费Q1′′为28.8元/h。对于燃气锅炉，燃烧器的用电功率为31kW，故每小时的电费Q2′′为24.8元/h。综合计算，原燃煤锅炉的总运行费用Q1′为燃料消耗费用与电费之和，即2140.8元/h。而改造后的燃气锅炉的总运行费用Q2′′为1899.8元/h。显然，改造后的燃气锅炉在燃料消耗及运行电费方面均有所降低，同时省去了除渣机、炉排调速器等设备，不仅节省了成本，还减少了锅炉房的占用面积。

2.2环保效益分析

经过技术升级的锅炉现主要采纳天然气为燃料。天然气，作为一种绿色清洁的能源，其核心成分为甲烷，拥有高热值、稳定燃烧和环保等多重优势。相较于煤炭和燃油等传统燃料，天然气具有更低的灰分、硫分和氮分，因此燃烧后烟气中的污染物含量极低。这意味着在燃烧过程中，无需担忧飞灰磨损问题，从而可以适当提升烟气流速，进而提高传热效率。此外，由于受热面的灰分积累和污染远低于燃煤和燃油，燃气锅炉的对流受热面的热有效利用系数相较于燃油时提升10%，相较于燃煤时提升20%。值得注意的是，天然气燃烧过程中产生的NO

x量相对较少，且相较于其他燃料，更容易实现对高温生成的NOx的抑制。这极大降低了污染物的排放量，仅为常规燃煤锅炉的十分之一。同时，天然气在供应前已经过脱硫、除尘、脱水等处理，进一步减少了燃烧时SOx的生成。经过这样的处理，脱硫效率可达到99‰，二氧化硫排放量控制在25mg/m3左右，氮氧化物排放量仅为常规供热的15‰至20‰。此外，天然气供暖的耗水量也仅为常规燃煤锅炉的一半至三分之二，显示出明显的环保效益。综上所述，选用天然气作为供暖燃料，不仅可实现显著的节能减排效果，更体现出明显的低碳环保优势。

结语

经过对卷烟厂“煤改气”锅炉效益的详细分析，我们可以得出以下结论：“煤改气”锅炉改造能够显著提高卷烟厂的能源利用效率，降低能源消耗成本；改造后的锅炉能够大幅度减少污染物排放，有利于改善环境质量，满足绿色生产的需要。因此，卷烟厂应积极推进“煤改气”锅炉改造，不断完善相关技术和管理措施，为实现清洁生产、绿色发展贡献力量。

参考文献

[1]吴多峰.锅炉煤改气的成本对比及技术研究[J].科技创新与应用,2022,12(28):68-71.

[2]宋彬.锅炉煤改气技术分析及环境影响评价研究[J].节能与环保, 2021,39(5):92-93.

[3]刘浩,刘贤成,付金广.35t/h锅炉煤改气研究[J].精细与专用化学品,2019,27(10):31-32.