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1運行特點

鍋爐設計使用燃料通常針對某種或某范圍煤種。煤質不適應,導致運行效率下降,鍋爐故障頻發,甚至不能正常生產等[7]。當前原煤散燒鍋爐忽視設計煤種,使用燃料煤質偏離現象極為普遍。鍋爐用戶由于用量小、分散度大等特點對燃料煤種的重視和控制程度不足。煤粉工業鍋爐通常采用“集中制粉+分散用戶冶模式,燃料煤粉在煤粉加工廠集中生產,分散配送至一定區域內的鍋爐房,該模式有利于原煤煤質的控制,消除了煤質變化對鍋爐效率的影響,從源頭上保障了鍋爐運行效果,降低了設備故障率,提高了生產穩定性。磨制煤粉的原煤可選用粉煤,較鏈條鍋爐使用的級配粒煤單價低,市場供應量大,效益更好。煤粉儲存、運輸為全密閉系統,客觀上不能散存放置,除作為煤粉鍋爐的燃料外,難為他用,杜絕了鍋爐房燃料煤丟失、調換等現象的發生。

煤粉工業鍋爐測控水平高,全系統電控測點布置、中控室集中監控,工人勞動強度大幅度降低,可以實現無人值守,最大幅度降低人為因素對鍋爐運行的影響。鍋爐房運行數據可實現遠傳,多鍋爐房可實現集中控制。鍋爐房不再配置司爐工,而是在多鍋爐房集中控制室設置監控人員,眾多鍋爐房設置公共巡檢與故障搶修人員等,鍋爐房人員配置大幅度減少。由于實現煤粉、煤灰密閉儲存,系統負壓運行,實現前不見煤、后不見灰,整座鍋爐房潔凈如天然氣鍋爐房,為工人提供良好的工作環境。煤粉工業鍋爐啟爐迅速。通常情況下,冷爐狀態3min實現啟動,單次點火耗油不超過5L,點火成本低且負荷提升快,約15min即可進入滿負荷運行狀態,極大地滿足了生產用戶需求。煤粉工業鍋爐停爐簡單,切斷煤粉供給即可實現停爐,同時可保障運行安全。2.4故障率低鏈條爐排鍋爐輸煤設備、轉動爐排、輻射爐拱等故障率高[8-10],維修量及維修成本大;煤粉工業鍋爐燃燒方式為室燃,鍋爐結構穩定,故障率低、維修成本低。通常情況下,煤粉工業鍋爐只需做好空壓機、布袋除塵器、測控傳感器的維護保養工作即可保障鍋爐的穩定、連續、高效運行。2.5潔凈排放煤粉工業鍋爐效率高,節煤率達到30%以上,節煤即減少了污染物的排放。系統配置高效布袋除塵器,煙塵排放小于20mg/m3;配置灰鈣循環脫硫裝置,脫硫效率可達90%。通過氣力倉泵-灰塔系統,密閉輸送、集中儲存粉煤灰。粉煤灰活性高,是良好的建筑材料。

2經濟性分析

2.1燃料單價

煤粉工業鍋爐的運行經濟性是決定其是否具備大面積市場推廣的關鍵因素之一。煤粉工業鍋爐因單體規模小,通常情況下燃料來源于集中制粉廠。當前市場應用常規模式為集中制粉,區域內(約100km范圍內)罐車送粉至各鍋爐房用戶。以北方某城市的大型企業為例,230274~251208kJ/kg高揮發分煙煤到集中儲煤場價格為800元/t。表1為煤粉加工成本。該企業集中儲煤場(制粉廠)到鍋爐房平均距離為60km。若使用煤粉鍋爐,則燃料煤粉到鍋爐房價格為10297元/t(制粉廠利潤6%;煤粉采用密閉罐車輸送,費用10元/(t•km)計取)。另外,制粉原煤發熱量2428344kJ/kg,由于烘干出7%的水分,噸煤粉的發熱量提升至2610888kJ/kg。若使用鏈條鍋爐,原煤配送到鍋爐房價格為836元/t(運輸費06元/(t•km))。

2.2經濟性對比

以該公司1臺20t/h鍋爐為例,對煤粉工業鍋爐與鏈條鍋爐的運行成本進行對比分析。鍋爐運行按7000h,85%負荷出力,年產蒸汽119萬t計算。表2為2種鍋爐運行成本對比。由表2可以看出,采用煤粉工業鍋爐比鏈條鍋爐年節約運行成本31452萬元,比鏈條鍋爐設備多投資的150萬元用半年節約的運行成本就可收回,綜合效益顯著。該企業現用鏈條鍋爐設計與采用的燃料煤質到場價約為381伊10-5元/kJ,采用煤粉工業鍋爐所用低變質程度、高揮發分煙煤,到場價約為333伊10-5元/kJ;若采用更低變質程度褐煤,該煤種適合作為煤粉工業鍋爐燃料,且供應渠道廣泛、供應量充足,到場價約為238伊10-5元/kJ。因此,原鏈條鍋爐年燃用原煤20237t,年燃料費用1878萬元,較之采用煤粉工業鍋爐使用的高揮發分煙煤,為獲得同樣的燃料熱值每年需要多支付235萬元,若采用褐煤,則節約程度更大,將高達704萬元。因此更換煤粉工業鍋爐及采用更為廉價的燃料可為用戶帶來雙重可觀的經濟效益。4結語現有燃煤工業鍋爐年消耗煤炭量巨大,接近5億t,而工業鍋爐運行效率整體較低,平均為50%~60%,與國外差距近20%,節能潛力巨大[12-14]。另外,工業鍋爐系統污染嚴重,自動化程度低[15],運行安全系數低等狀況也亟待提高。煤粉工業鍋爐系統經過10余年的開發、示范與商業推廣,已經成熟,該系統技術先進、測控水平高、節能效果顯著、環保排放低、日常系統管控與檢修維護簡便,通過與常規鏈條鍋爐對比,其經濟性也十分顯著,市場適應能力強,具有較強的競爭力。當然,鍋爐用戶在進行具體決策時還需結合自身實際情況,例如燃料的可獲得性、用熱的均衡性與持續性以及企業的管理能力等進行綜合權衡,以取得預期的效果。

本文作者：何海軍李小炯工作單位：北京煤炭科學研究總院