燃煤鍋爐與燃氣鍋爐優(yōu)缺點對比分析目錄TOC\o"1-3"\h\u摘要 摘要現(xiàn)代社會不斷發(fā)展進步，我國倡導環(huán)境保護理念，要求人們在日常生活、工作之重視對環(huán)保問題的防控管理工作。我國多數(shù)地區(qū)在取暖方面會利用燃煤鍋爐，顯然集中供暖燃煤量巨大會導致當?shù)氐拇髿馀c環(huán)境污染問題。由此看來探索燃煤鍋爐改燃氣鍋爐的重要作用。本文主要就燃氣鍋爐與燃煤鍋爐系統(tǒng)結(jié)構(gòu)差別、應用優(yōu)劣勢、成本經(jīng)濟效益進行對比分析，論證燃氣鍋爐替代燃煤鍋爐的經(jīng)濟性和可行性。并提出了燃煤郭論改燃氣郭論的改造措施。關(guān)鍵詞：燃氣郭論；燃煤郭論；改造措施由于我國社會經(jīng)濟的增速加快，霧霾問題也隨著工業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展而變得越來越嚴重，不但霧霾天出現(xiàn)的次數(shù)越來越多，霧氣的濃度也比以前增長了很多，給人們出行造成了很大的不便，并且PM2.5等細小顆粒也在嚴重影響著人們的身體健康。冬季供暖燃煤會產(chǎn)生大量的二氧化碳，從而使得北方的環(huán)境變得越來越差，一方面煤的燃燒會引起大量的污染物排放到空氣當中，使得全球變暖問題逐漸加??；另一方面煤炭屬于不可再生資源，我國對煤炭的過度開發(fā)也導致了環(huán)境變得越來越差，使得生態(tài)環(huán)境破壞嚴重，煤炭資源急劇消耗。發(fā)展清潔能源有助于霧霾天氣的治理，改善我國的生態(tài)環(huán)境。為了避免出現(xiàn)更嚴重的大氣污染，我國頒布了各項燃料政策，加大天然氣的推廣力度，使得燃氣鍋爐的普及速度加快。在西氣東輸政策頒布之后，我國建立了全國性的天然氣網(wǎng)絡(luò)，使我國更多的地區(qū)使用上了煤改氣，燃氣鍋爐也逐漸向全國各地區(qū)普及。在考慮到鍋爐房面積有限，鍋爐出力有限的情況下，很多企業(yè)選擇將原先的鍋爐改造成為效率更高的燃氣鍋爐。本文分別探究燃煤鍋爐與燃氣鍋爐的優(yōu)缺點，通過對比結(jié)構(gòu)方面的異同點、在造價方面的異同點、在生態(tài)效益方面的優(yōu)缺點，分析在鍋爐改造項目中選擇將燃煤鍋爐改為燃氣鍋爐的經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益。1燃氣鍋爐與燃煤鍋爐系統(tǒng)差別分析如圖1.1、圖1.2所示，燃氣鍋爐與燃煤鍋爐系統(tǒng)設(shè)備主要差別有以下幾個方面。（1）燃氣鍋爐比燃煤鍋爐增加了天然氣調(diào)壓站、除氧泵等設(shè)備。（2）燃氣鍋爐的構(gòu)造相較于燃煤鍋爐要更加簡便，避免了大量的設(shè)備成本消耗，面積占用的比例更小，節(jié)省了企業(yè)在土地以及設(shè)備上的成本。（3）燃煤鍋爐輔機在運行過程中需要用到自來水，所以在用水上也需要一定的成本，而燃氣鍋爐用水量較少，成本更低。（4）燃煤鍋爐的設(shè)備用電量非常大，相對而言，燃氣鍋爐的配套設(shè)備用電較少。圖1.1WNS系列蒸汽鍋爐熱力系統(tǒng)圖圖1.2燃煤鍋爐系統(tǒng)硬件組成圖2燃氣鍋爐與燃煤鍋爐的優(yōu)劣勢對比2.1燃煤鍋爐劣勢問題突出燃煤鍋爐實踐應用期間，會利用層燃的途徑，通過對爐腔內(nèi)的燃燒傳導，暖氣管制之中能夠獲取的熱量相對較少，常常會出現(xiàn)熱量散失的情況。利用煤炭燃燒獲取熱量，探索煤炭的基本構(gòu)成，燃燒之后必然會存在一定的化學反應。比方說生成二氧化碳、二氧化氮等有害氣體，直接排放到空氣之中，必然會導致地區(qū)的大氣污染，不利于居民的健康生活。燃煤鍋爐采用負壓燃燒處理的途徑，在燃燒階段會使用鼓風機等氣體調(diào)換設(shè)備，燃燒反應耗損大量的氧氣，如果鍋爐煙道在燃燒階段與墻體之間的緊密性不足，就會導致空氣系數(shù)增大。整個燃燒效率都會受到鼓風量、換氣速度的影響，而且管理工作人員不能對鍋爐進行監(jiān)控與調(diào)整，對人力資源的需求量較大，工作質(zhì)量也不能得到保障。綜合分析燃煤鍋爐在資金、效果等方面的情況，改燃氣鍋爐都是一項十分必要性的工作。（1）環(huán)境污染因為供熱系統(tǒng)的脫硫除塵設(shè)備因為面積有限，排煙通道的地點設(shè)置不加，這無疑降低了煙氣脫硫的效率，使得煙氣排放不符合標準，對外部環(huán)境造成極大的污染。（2）維護成本高因為排煙溫度很高，容易造成除塵器的布袋被燒壞，使得燃煤鍋爐的布袋常常需要更換，但除塵布袋的成本較高，這無疑增加了燃煤鍋爐的使用成本。（3）出力低，供熱量不足因為供暖區(qū)的接網(wǎng)面積不斷增加，而鍋爐房的面積有限，并且集中供熱的供熱效率較低，使得供熱系統(tǒng)無法滿足用戶的日常所需，無法滿足用戶的室溫要求，使得用戶投訴率提升。2.2燃氣鍋爐優(yōu)勢特點顯著對燃氣鍋爐在應用階段燃燒之后產(chǎn)物進行成分分析，其中氮、硫、粉塵的含量相對于煤炭燃燒來講極少。且燃氣燃燒效果較好，通過技術(shù)引導其煙氣中的粉塵含量也能得到控制，是滿足我國在設(shè)備燃燒階段需求的有效途徑。從另一個角度來看，鍋爐中的煙氣有害物質(zhì)含量少，那么燃氣在鍋爐內(nèi)部能夠?qū)⒐苁母g性有效性降低，有利于延長鍋爐的使用壽命。另外，鍋爐傳熱性能相對較強，還能將輻射強度控制，將熱效率擴大化，達到目標的燃燒要求。在進行燃氣鍋爐應用期間，燃燒結(jié)束之后不需要用除塵器進行環(huán)境清理，這樣對于企業(yè)單位來講也是縮減開支、控制環(huán)保工作投入成本的有效性途徑。燃氣鍋爐會利用管道將燃氣進行輸送與應用，如果要進行儲藏那么就能夠?qū)Σ乜臻g有效性縮減，管道還能夠?qū)⑷細馀c其他物質(zhì)進行隔離，在實踐應用期間將鍋爐燃燒的工作強度進行控制，是減少能耗的有效性途徑。實踐研究表明業(yè)內(nèi)對燃氣鍋爐應用的研究實踐范圍逐漸擴大化，從居民供熱需求角度來看，通過對運行成本進行控制，將運行階段的負荷適應性逐步增強，當鍋爐內(nèi)部的負荷有所變化，那么就能夠?qū)⒒鹆Υ笮∵M行調(diào)整，所以企業(yè)單位在應用燃氣鍋爐期間，需要突出其優(yōu)勢特點，做好后續(xù)的保養(yǎng)與維護工作，提升經(jīng)濟效益。天然氣屬于清潔能源的一種，但在燃燒的過程中也會產(chǎn)生一些粉塵，并且燃燒時的熱量較高，比燃煤鍋爐的供熱效率更高，為93%。燃燒之后的燃氣幾乎沒有粉塵，環(huán)境污染水比較低，和傳統(tǒng)燃煤型鍋爐對比，不管是在經(jīng)濟成本及環(huán)保水平等方面都具有明顯優(yōu)勢。（1）能夠降低對環(huán)境污染。燃氣中的氮化物及硫化物都比較少，和燃煤鍋爐對比，在生產(chǎn)過程中的顆粒物燃煤鍋爐和燃氣鍋爐的節(jié)能環(huán)保設(shè)計及粉塵都比較少，能夠直接排放。由于燃氣鍋爐房燃氣供應是通過城市壓燃氣管網(wǎng)，利用燃氣調(diào)壓柜連接，之后利用低壓管道和鍋爐房連接，都是使用管線實現(xiàn)輸送，不需要車輛運輸，降低了交通擁堵和粉塵大氣污染等問題。（2）能夠使設(shè)備投資成本得到降低。燃氣鍋爐的爐膛熱負荷更高，因此能夠進一步縮小爐膛體積，并且由于不會出現(xiàn)受熱面污染和結(jié)渣的情況，所以在實際使用過程中能夠通過高煙速實現(xiàn)工作，從而降低對流的受熱面體積。另外，改進流管束布置，使得生產(chǎn)的燃氣鍋爐的成本消耗更低，供熱效果更強。（3）實現(xiàn)靈活調(diào)節(jié)和快速啟動。因為此種優(yōu)勢，從而能夠降低鍋爐能耗，并且燃氣鍋爐廢氣中的雜質(zhì)比較少，從而在使用燃氣鍋爐過程中不會導致管道結(jié)渣情況的出現(xiàn)，增加了鍋爐的使用時間。此外因為燃料的改變，污染物的排放量也被大大降低，維修成本更加便宜，幫助企業(yè)減少了設(shè)備上的成本投入。3燃氣鍋爐與燃煤鍋爐成本與經(jīng)濟對比分析對于燃氣鍋爐與燃煤鍋爐之間的經(jīng)濟對比，主要從運行成本以及一次投資費用這兩方面進行考慮。一次投資費用包括的是鍋爐設(shè)備建造所需的所有成本以及人力成本。運行成本則包括鍋爐燃燒過程中所消耗的一系列成本，還包括人力成本以及維修成本。企業(yè)每年的收益在5,260.7萬元左右，三臺燃氣鍋爐機的一次投資費用為893.93萬元，而三臺同樣功率的煤氣鍋爐機的一次投資費用為858.2萬元。對比兩者的一次投資費用，燃氣鍋爐機的一次投資費用要更高。且兩者的投資回收期都少于一年。燃氣鍋爐運行費用為1239.97萬元/a，平均單臺619.99萬元/a；燃煤鍋爐運行費用為2785.75萬元/a，平均單臺鍋爐928.58萬元/a，隨著使用年限推移運行費用會出逐年遞增。3.1經(jīng)濟效益增加3臺20t/h燃氣鍋爐后，原4臺35T燃煤蒸汽鍋爐比改造前節(jié)省耗煤量為6019.2t，節(jié)省燃煤費用為361.2萬元。4臺35T燃煤蒸汽鍋爐年供熱熱值為205488T，單臺燃煤鍋爐年平均供熱值51372T；2臺20T燃氣蒸汽鍋爐年供熱熱值為2220T，單臺燃氣鍋爐年平均供熱值1110T。3臺20T燃煤蒸汽鍋爐年供熱熱值為79259T；20T燃煤蒸汽鍋爐單臺年供熱熱值為26419.89T。燃氣蒸汽鍋爐運行費用的計算公式如下：燃氣蒸汽鍋爐年運行費用=鍋爐小時燃氣耗量值×鍋爐噸位×用氣小時數(shù)×用氣天數(shù)×0.55×燃氣售價燃氣蒸汽鍋爐3臺，其中兩用一備，全年用氣時間150d。天然氣售價3.6元/Nm3，鍋爐小時燃氣耗量值約1500m3/臺。改造后實際燃氣耗量：該供熱區(qū)域一個采暖期的燃氣實際耗量為3359439Nm3，燃氣單價為3.6元/Nm3，改造后燃料費約為1209.4萬元。代入公式得：2×1500×20×用氣小時數(shù)×150×3.6=1209.4萬元經(jīng)計算可得：日平均用氣小時數(shù)約0.37h，折合22.4分鐘。燃氣蒸汽鍋爐出力可達到20T/h。4臺35T燃煤蒸汽鍋爐平均出力14.27T/h。3臺20T燃煤蒸汽鍋爐平均出力17.2T/h。經(jīng)計算對比，燃氣鍋爐在實際每天運行約0.37h的年供熱成本是滿負荷運行狀態(tài)下的供熱成本的2倍。燃氣鍋爐供熱成本高于燃煤鍋爐的供熱成本。3.2環(huán)境效益參照GB13271-2014《鍋爐大氣污染物排放標準》中，大氣污染物基準含氧量排放濃度折算方法，計算方法如式（3.1）。(3.1)式中，ρ為大氣污染物基準氧含量排放濃度，mg/m3；ρ'為實測的大氣污染物排放濃度，mg/m3；為實測含氧量，%；為基準氧含量，%（燃氣鍋爐為3.5%）。折算后NOX實際排放濃度值為51.5mg/m3，遠低于新建鍋爐氮氧化物排放限值為200mg/m3的環(huán)保標準。由于燃氣蒸汽鍋爐所用燃氣的硫含量及顆粒物含量幾乎為零，故不存在SO2及顆粒物污染排放。改造前該集中供熱系統(tǒng)顆粒物排放濃度為29mg/m3，SO2排放濃度為122mg/m3，NOX排放濃度為198mg/m3。燃氣鍋爐比燃煤鍋爐產(chǎn)生的噪聲低。天然氣為清潔能源，燃氣鍋爐不會像燃煤鍋爐生產(chǎn)運行時產(chǎn)生大量煙塵、二氧化硫及氮氧化物等大氣污染主要氣體，燃煤鍋爐改為燃氣鍋爐對環(huán)境有很大改善。3.3社會效益加燃煤鍋爐改造成燃氣鍋爐之后，能夠大幅度提升鍋爐的供熱效率，提升供熱質(zhì)量的同時也滿足了節(jié)能的要求。在經(jīng)歷一個采暖期之后的用戶室溫調(diào)查結(jié)果顯示，鍋爐房的供熱范圍使得用戶的室溫范圍從16℃-20℃提升至了20℃-23℃，解決了供暖區(qū)用戶供暖不足的問題。煤改氣后年供熱熱值比較：改造前205488kJ，改造后207708kJ，熱用戶整個采暖期投訴率由改造前的11‰降為5‰。4燃煤鍋爐改燃氣鍋爐改造措施4.1改造原則只有擁有合適的受壓元件的鍋爐機才能滿足改造的條件，這樣才能充分發(fā)揮出燃氣鍋爐的供熱效果，從而確保原本的給水系統(tǒng)都能夠正常工作，確保改造后鍋爐機的供暖性能能夠提升。并且必須確保鍋爐機改造之后，各項參數(shù)不會發(fā)生太大的改變，比如蒸汽壓力、溫度及水溫等。消煙除塵工作要及時有效，并且不僅要滿足工作需求，還要能夠保證滿足環(huán)保需求。最后，就是改造成本問題?；谝淮瓮顿Y長期收益原則，不僅要保證原本設(shè)備，還要降低工程造價，使工程工期縮短，并且保證目前技術(shù)水平，在短時間內(nèi)使企業(yè)具備效益。4.2安全性分析4.2.1燃燒器應用要求燃燒器需要設(shè)置在爐膛的內(nèi)部結(jié)構(gòu)之中，設(shè)計人員需要考慮爐膛的尺寸與形態(tài)特征。而燃氣鍋爐則需要盡可能控制燃燒器的應用程度，所以在系統(tǒng)內(nèi)的燃燒器設(shè)置數(shù)量也較為有限，通常會設(shè)置2個左右。由于燃燒器火焰很容易出現(xiàn)相互感染的情況而導致爆炸，燃燒器需要對其他的設(shè)備進行調(diào)節(jié)管控，由此就會導致整個系統(tǒng)設(shè)置極為復雜，所以需要工作人員做好協(xié)調(diào)把控，提升工作效率合理設(shè)置工作流程。4.2.2通風裝置設(shè)置燃煤鍋爐改燃氣鍋爐首先是在燃料需求方面有著較大的差異性，隨之而來的就是燃燒方式有所變化，鍋爐系統(tǒng)的風壓與風量會因為需求不同而出現(xiàn)較大的差異性。所以在實踐工作階段，探索其裝置設(shè)置的適應性，明確通風裝置的應用要求也是十分必要的。燃氣鍋爐需要配合相應的燃燒器進行工作，燃燒器如果不能給鍋爐提供較強的壓力，那么通過設(shè)置引風裝置，給鍋爐內(nèi)部提供足夠的風力條件，那么其燃氣燃燒的效果就能夠進一步增強。顯然現(xiàn)階段的燃煤鍋爐應用階段，在爐膛設(shè)計中考慮無風送風的基礎(chǔ)性要求，引風裝置應用不能將鍋爐系統(tǒng)自動控制效果提升，如果鍋爐系統(tǒng)全自動控制不能達到目標要求，在燃燒結(jié)束之后，鍋爐引風裝置需要及時關(guān)閉，那么才能做好對引風效果的控制，避免停爐之后還有可能會造成的一些其他安全威脅問題。4.2.3防爆問題處理燃氣鍋爐應用階段如果存在安全問題，多半是因為燃氣泄漏所導致的。燃氣泄漏之后與環(huán)境空氣大面積接觸，讓兩者之間的混合反應效果逐漸增強，如果環(huán)境出現(xiàn)明火那么就會迅速導致爆炸問題。燃煤鍋爐改燃氣鍋爐階段注意對防爆問題的管控處理，將防爆電器、防爆預警設(shè)備設(shè)置自愛系統(tǒng)當中，實現(xiàn)對整個燃燒過程的全面性控制，這樣燃氣泄漏預警機制建立起來，整個燃燒反應都能夠確保系統(tǒng)性、安全性，燃氣泄漏有可能導致的安全危害問題也能降到最低。4.2.4煙風系統(tǒng)設(shè)置燃煤鍋爐改燃氣鍋爐之后，考慮到燃燒階段通風方式的差異性，從小型燃氣鍋爐應用層面上看，微正壓運行只能對鍋爐進行單獨送風工作。且探索其通風裝置的設(shè)置，燃氣鍋爐往往也會首選單獨送風的形式?；谶@種實踐應用背景條件，燃氣鍋爐的單獨送風控制器，需要將爐膛的承受能力、荷載能力進行控制，其本身的密封性不足，所以在改造期間很有可能會出現(xiàn)高溫煙氣泄漏的情況，整體工作面臨諸多安全隱患問題。如果燃煤鍋爐改燃氣鍋爐后進行應用，鍋爐內(nèi)部運行故障也很有可能會導致燃氣泄漏的問題，甚至燃氣在高溫條件下與空氣進行接觸，就會導致爆炸情況。爐膛的爐腔在期間，很有可能是因為自身的壓力承受能力不足而導致爆炸現(xiàn)象。在燃氣鍋爐應用期間，將微負壓狀態(tài)進行探索，了解其基本的特征做好鍋爐內(nèi)部結(jié)構(gòu)的設(shè)計，通常情況下改前的燃煤鍋爐爐腔容積較大，應用階段會有部分地區(qū)的燃燒效果不佳，所以基于這種現(xiàn)實情況，將燃燒運行時間、燃燒面積、燃燒強度進行管控，就能將燃煤鍋爐的弊端問題進行處理，增強燃燒效果。4.3燃煤鍋爐的改造措施4.3.1鍋爐本體改造在改造鍋爐本體之前要計算鍋爐自身的校核性，校核鍋爐水循環(huán)和煙氣、風力阻力等，并且，以實際情況使用相應防腐措施。另外，還要徹底清潔鍋爐煙筒、風口、聯(lián)箱和氣管，將設(shè)備內(nèi)部污垢和煤灰層進行清除，使鍋爐工作效率得到提高。最后，將二次輻射裝置安裝到鍋爐內(nèi)部，對鍋爐內(nèi)部輻射換熱面進行改造，從而使鍋爐輻射換熱量進行降低。4.3.2優(yōu)化爐膛拱型火床爐中的爐拱具有引煤燃火的功能，還能夠?qū)t內(nèi)空氣工況進行控制。通過前拱和后拱的相互配合工作，能夠保持良好爐內(nèi)空氣壓力，并且提高燃料著火面，使其能夠充分燃燒，使燃煤適應性得到提高，對爐膛充滿度進行改善。通過加大鍋爐的受熱面來減少灰塵的產(chǎn)生，從而讓灰渣的燃燒更加充分，減少燃燒過程當中的熱損失。在空氣動能不斷加快的過程當中，必須要保證煙囪內(nèi)的可燃氣體可以充分燃燒，確保爐膛的溫度滿足要求，使得爐內(nèi)工作的質(zhì)量能夠達到供熱標準。因此可以知道對爐膛拱形的優(yōu)化，有助于增加燃燒效率，減少環(huán)境污染。4.3.3合理配風主要為了確保鍋爐燃燒的經(jīng)濟性，根據(jù)燃料的要求確定風量，使得燃料能夠在最好的條件下燃燒，加大鍋爐的整體供熱效率。在運轉(zhuǎn)鍋爐的時候，要確保風倉間不會出現(xiàn)串風的現(xiàn)象，對各種應力進行合理分配。同時改造風倉的密封條件，提高燃燒效率。對風倉結(jié)構(gòu)及密封度進行改善，從而實現(xiàn)供風均勻性。此外引風機以及鼓風機的合理使用，都有助于鍋爐燃燒效率的提高。鼓風風量要科學合理，保證燃煤能夠和空氣氧氣充分的燃燒，降低出現(xiàn)飛灰及黑煙的情況。最后，合理布置煙道，從而避免尾部漏風的情況，使煙道密封性得到提高。通過計算鍋爐煙氣阻力，設(shè)計煙道的布置位置，降低阻力，使除塵器工作效果及效率得到提高。5結(jié)語從鍋爐燃燒層面上將環(huán)境保護的要求達成，做好燃煤鍋爐改燃氣鍋爐是十分必要性的?，F(xiàn)階段煤炭燃燒會導致大氣、環(huán)境污染問題，對污染物的處理也會耗費企業(yè)單位的大量資金。通過改造，能夠?qū)⒛茉磻眯Ч鰪姡刂莆廴境潭?，?jīng)過系統(tǒng)性的研究以及關(guān)鍵要素的把控，理論與實踐緊密結(jié)合，確保燃氣鍋爐的應用效果能夠滿足標準要求。促進燃煤燃氣鍋爐的