模塊化燃?xì)忮仩t在煤改燃項(xiàng)目中的優(yōu)勢與展望

□文/王晉英

模塊化燃?xì)忮仩t在煤改燃項(xiàng)目中的優(yōu)勢與展望

□文/王晉英

模塊化燃?xì)忮仩t在煤改燃項(xiàng)目中相比傳統(tǒng)的燃?xì)忮仩t具有顯著的優(yōu)勢。文章分析了模塊化燃?xì)忮仩t的運(yùn)行原理，對(duì)模塊化鍋爐煤改燃的可行性進(jìn)行分析，對(duì)其中的優(yōu)勢和未來的發(fā)展前景做出展望。

模塊化；燃?xì)忮仩t；煤改燃

目前能源和環(huán)境問題已經(jīng)成為全世界面對(duì)的普遍難題，我國當(dāng)前的能源使用現(xiàn)狀還是粗放型，能源利用效率低、環(huán)境污染大，而且能源的消耗已經(jīng)無法滿足國民消費(fèi)的需求，隨著國家相關(guān)環(huán)保政策的制定，市場上能源利用效率低的設(shè)備將被逐漸取代及取消?，F(xiàn)狀各個(gè)能源消費(fèi)行業(yè)都在積極行動(dòng)，充分利用原料，減少資源的浪費(fèi)和環(huán)境的污染，不斷地提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

模塊化燃?xì)忮仩t系統(tǒng)是根據(jù)熱能負(fù)荷的需要進(jìn)行模塊化的組合，通過對(duì)鍋爐的使用數(shù)量進(jìn)行控制，使鍋爐的熱能滿足使用者的需求，保障鍋爐的運(yùn)行效率。模塊化鍋爐實(shí)現(xiàn)了智能化的供熱系統(tǒng)，減少了資源浪費(fèi)和環(huán)境污染；同時(shí)模塊化燃?xì)忮仩t煤改燃系統(tǒng)體積小，重量輕，相對(duì)于傳統(tǒng)的燃煤鍋爐降低了成本，具有顯著的優(yōu)勢，是未來模塊化燃?xì)鉅t的發(fā)展趨勢。

1　模塊化燃?xì)忮仩t系統(tǒng)特點(diǎn)

模塊化燃?xì)忮仩t系統(tǒng)相比原有的燃煤鍋爐系統(tǒng)具有明顯的優(yōu)勢，隨著國家節(jié)能政策的推廣，模塊化燃?xì)忮仩t系統(tǒng)煤改燃逐漸被大多數(shù)燃?xì)忮仩t公司所認(rèn)可。其中主要的特點(diǎn)體現(xiàn)在以下幾方面。

1）燃?xì)馊紵螽a(chǎn)生的輻射特性。模塊化鍋爐煤改氣之后燃?xì)獬蔀橹饕问絒1]。由于燃?xì)庵饕菤怏w形態(tài)，因此需要特殊的燃燒方式，需要在密封的空間內(nèi)進(jìn)行。燃?xì)獾闹饕瘜W(xué)成分是烴，燃燒過程是燃料和空氣進(jìn)行混合，通過加熱點(diǎn)燃，然后進(jìn)行充分燃燒，達(dá)到鍋爐加熱的目的。

燃?xì)庀啾扔谌济旱狞c(diǎn)燃溫度要低很多，燃?xì)膺M(jìn)行燃燒的過程空氣系數(shù)小很多，燃燒相比燃煤更迅速。燃?xì)庀啾扔谌济旱膬?yōu)勢在于所含有的燃灰成分要小很多。燃燒過程中減少了大量不必要的顆粒污染物的產(chǎn)生。而且燃?xì)獾臒嶝?fù)荷相對(duì)較大，鍋爐出口的溫度較高，因此不需要擔(dān)心熔點(diǎn)不足產(chǎn)生的問題。燃?xì)獾臒嶂迪啾热济旱绕渌訜岱绞揭吆芏啵以谕耆紵那闆r下需要的空氣要少一些，因此具有顯著的隔熱和高熱值的優(yōu)勢。

在鍋爐的爐膛內(nèi)部傳熱方面，燃?xì)庀啾热济寒a(chǎn)生的焦炭和飛灰含量少很多，因此整個(gè)鍋爐的受熱更加均勻，減少了因?yàn)槭軣岵痪蛘呤菧囟炔粔驘o法滿足技術(shù)指標(biāo)的可能性，使受熱面積更加均勻合理。

2）模塊化燃?xì)忮仩t基本特性。由于燃?xì)獾臒嶂蹈遊2]，而且燃?xì)獾幕鹧娓哂谄胀ㄈ济旱腻仩t，因此高熱值的燃?xì)忮仩t需要更高的鍋爐爐膛來滿足燃?xì)庑枨?。燃?xì)忮仩t還需要更高的熱負(fù)荷，同時(shí)需要更加大的受熱面積和鍋爐的出口溫度，鍋爐爐膛要做得更小。早在1973年由前蘇聯(lián)制定的《鍋爐機(jī)組熱力計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)》中制定了相關(guān)的參數(shù)，在使用煤氣、天然氣等其他常用可燃?xì)怏w時(shí)，鍋爐的空氣過量系數(shù)保持在1.07的狀態(tài)效率較高，在鍋爐的容積維持在80 t/h的條件下，鍋爐的熱負(fù)荷容積保持在320～420 kJ之間，當(dāng)鍋爐的容積超過80t/h時(shí)，鍋爐的容積熱負(fù)荷量大約維持在260 kJ上。但是如果鍋爐使用的燃料不是氣體，換成煤粉的話，相應(yīng)的鍋爐熱負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)維持在170kJ左右較合理。

2　模塊化燃?xì)忮仩t煤改氣優(yōu)勢

模塊化燃?xì)忮仩t煤改氣工程已經(jīng)經(jīng)過了十幾年的研究階段，現(xiàn)在已經(jīng)基本完善。經(jīng)過多次的實(shí)踐論證得出在城市供熱項(xiàng)目中采用模塊化的供熱模式以及采用燃?xì)馐枪?jié)約資源、降低成本、提高供熱效率和保護(hù)環(huán)境的最佳方法，同時(shí)技術(shù)上的障礙也已經(jīng)基本解決。目前我國的模塊化燃?xì)忮仩t煤改燃推廣工程受到多方面的因素影響，比如煤改燃技術(shù)的解決、經(jīng)濟(jì)效益提高、環(huán)境問題、工藝水平提升的因素等。在以后隨著技術(shù)不斷地提高與完善，將會(huì)出現(xiàn)更加清潔的能源還有效率更高的能源來替代現(xiàn)有的煤氣、天然氣等。

1）模塊化燃?xì)忮仩t實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)供暖。我國模塊化燃?xì)忮仩t供暖目前基本上都是采用集中供暖的方式[3]。首先，模塊化燃?xì)忮仩t集中供暖減少大量不必要的能源損耗，將資源的利用效率提高到30%甚至更多；可以充分利用現(xiàn)有的能源，提高能源的利用率，減少能量源的不必要浪費(fèi)，達(dá)到提高鍋爐經(jīng)濟(jì)效益的目標(biāo)。集中供暖一般都需要較大的鍋爐，鍋爐容量大的同時(shí)將有更高的熱值，保證熱值達(dá)到85%以上，是小型鍋爐的數(shù)倍，分散的小型鍋爐的效率和大鍋爐的效率之間差異巨大。其次，模塊化燃?xì)忮仩t供暖具有重要的環(huán)保意義。目前城市大氣污染的主要原因之一是燃煤產(chǎn)生的粉塵，二氧化硫，氮氧化物和大量的可吸入顆粒等。而燃?xì)忮仩t，尤其集中供熱用的模塊化燃?xì)忮仩t，更能明顯的改善現(xiàn)有的空氣質(zhì)量，將大大地減少粉塵，二氧化硫，氮氧化物等顆粒物帶來的大氣污染。對(duì)于燃?xì)馊紵a(chǎn)生的少量污染物，其后續(xù)處理技術(shù)更加嚴(yán)格，配備相應(yīng)的污染凈化處理設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)在充分利用燃料的基礎(chǔ)上，將產(chǎn)生的垃圾及時(shí)處理并達(dá)到再利用，減少主要空氣污染區(qū)的產(chǎn)生，改善現(xiàn)有的空氣質(zhì)量。三是隨著煤改燃工程的進(jìn)一步推廣，模塊化燃?xì)忮仩t將具有技術(shù)與經(jīng)濟(jì)更明顯的優(yōu)越性。模塊化燃?xì)忮仩t的技術(shù)經(jīng)過多年的研究與實(shí)踐，在技術(shù)上已經(jīng)比較成熟，而且方法安全可行?，F(xiàn)不少鍋爐房都就近布置在需求點(diǎn)周邊，可以很大程度上根據(jù)用戶差異性的采暖需求進(jìn)行供暖，這樣使得檢修期間各戶不會(huì)互相干擾。隨著管網(wǎng)技術(shù)和換熱器技術(shù)的發(fā)展，輸送熱損失大大降低，使運(yùn)行成本得以控制[4]。

2）模塊化燃?xì)忮仩t煤改燃的優(yōu)點(diǎn)。模塊化燃?xì)忮仩t系統(tǒng)主要特點(diǎn)是根據(jù)熱負(fù)荷的設(shè)計(jì)需求進(jìn)行模塊化的組合，通過利用鍋爐的使用臺(tái)數(shù)來保證熱負(fù)荷更加滿足實(shí)際需求，提高模塊化燃?xì)忮仩t的運(yùn)作效率。模塊化鍋爐的運(yùn)作原理見圖1。

圖1　模塊化鍋爐運(yùn)作原理

模塊化鍋爐煤改氣以后具有顯著的優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是有效控制鍋爐的使用臺(tái)數(shù)，保證熱負(fù)荷最佳滿足工程的實(shí)際需要，減少原有的燃煤無法迅速控制鍋爐使用數(shù)量帶來資源浪費(fèi)的問題，提高了鍋爐使用過程中的季節(jié)運(yùn)行效率；二是由于模塊化燃?xì)忮仩t大多數(shù)不是同時(shí)使用，因此不使用的設(shè)備就可以作為備用設(shè)備，當(dāng)使用的設(shè)備出現(xiàn)問題以后可以作為替代品直接使用，這樣減少了設(shè)備出現(xiàn)故障帶來的經(jīng)濟(jì)損失，降低了風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)，還減少了初始投資；三是由于煤改燃設(shè)備的天然優(yōu)勢，鍋爐占用的土地面積更小，體積小，位置靈活，減少了初始投資的費(fèi)用；四是可以擴(kuò)展，由于煤改燃的模塊化鍋爐更加靈活，因此可以隨時(shí)變動(dòng)鍋爐，滿足供熱的基本需求；最后由于模塊化燃?xì)忮仩t是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的供熱方式，因此在熱力管網(wǎng)輸送的過程中可以減少大量不必要熱能損耗與浪費(fèi)，基本上實(shí)現(xiàn)了國家對(duì)企業(yè)制定的節(jié)能指標(biāo)。

3　總結(jié)與展望

通過對(duì)模塊化燃?xì)忮仩t煤改燃的研究分析可以發(fā)現(xiàn)，煤改燃項(xiàng)目不僅在技術(shù)上是可行的，同時(shí)在經(jīng)濟(jì)上和環(huán)境上都是合乎國家與企業(yè)發(fā)展需求的。隨著供熱行業(yè)煤改燃政策的不斷推廣，對(duì)模塊化鍋爐的需求規(guī)模不斷增加，模塊化燃?xì)忮仩t的壓力和水循環(huán)能力將得到不斷改進(jìn)和提升，以適應(yīng)愈來愈高的需求。這也是未來的發(fā)展趨勢。未來隨著新能源的開發(fā)利用，更加節(jié)能而且環(huán)保的能源將不斷地使用到模塊化燃?xì)忮仩t中來。

[1]建設(shè)部工程質(zhì)量安全監(jiān)督與行業(yè)發(fā)展司，中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院.全國民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施·節(jié)能專篇(2007)暖通空調(diào)·動(dòng)力[M].北京：中國計(jì)劃出版社，2007.

[2]林宗虎，張永照.鍋爐手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1989.

[3]武文修，王叔之.鍋爐設(shè)計(jì)、制造、安裝、運(yùn)行、檢修、改造實(shí)務(wù)全書[M].北京：當(dāng)代中國音像出版社，2003.

[4]陸耀慶.實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊[M].2版.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008.

□DOI編碼：10.3969/j.issn.1008-3197.2015.04.028

□TU995

□C

□1008-3197（2015）04-70-02

□2015-06-08

□王晉英/女，1984年出生，工程師，天津市房信供熱有限公司，從事工程技術(shù)管理工作。