蒸汽锅炉节能改造分析

摘 要：节约能源是我国政府长期倡导的一项基本国策，对老旧产能进行更新换代，提高其效率，对节能减排具有十分重要的作用。不但能对企业产生巨大的经济效益，而且还具有很大的社会效益，节约能源，减少污染物排放，刻不容缓。

关键词：节能减排；耗汽量；蒸汽锅炉；SNCR；脱硫脱硝；锅炉效率

节约能源是我国政府长期倡导的一项基本国策，自上世纪80年代起，在能源问题上国家曾明确“开发利用和节约并重、节约优先”的方针。进入新世纪以来，政府更是把节能工作提升到事关国民经济可持续发展的战略高度，制定了一系列强制性的节能减排政策、规划和法规，并拿出专项资金，大力扶持和奖励企业开展节能减排工作，为新时期各行各业的节能工作指明了目标。下面就一个改造工程进行分析。

根据项目单位提供的相关资料，企业平均用汽负荷30.5t/h，最大用汽负荷44t/h。企业年耗汽量241560t。由3×20t/h蒸汽锅炉（型号SZL20-1.25-AⅡ）供给，供汽压力0.8～1.0MPa、供汽温度170～179℃，公司通过相关部门对锅炉情况进行检测，得出锅炉平均热效率热效率为58%，吨汽耗煤量为159.4kg标准煤。

本工程对原有三台20吨（型号SZL20-1.25-AⅡ）链条炉进行拆除，并在其位置上新建一座蒸汽锅炉房，其内安装两台45t/h循环流化床蒸汽锅炉（一用一备），锅炉房采用双层布置；配置输煤、除渣、水处理、除尘器等及土建工程附属设施。

本顶目使用高效率循环流化床代替设备陈旧老化的低效率锅炉，因此锅炉房的年耗煤量、烟尘排放量、二氧化硫排放量都将减少。

1 单位能耗计算指标

生产系统用汽量：最大负荷44t/h，平均负荷30.5t/h，年平均运行330天，年均用汽量241560吨。

1kg标准煤低位发热量=29271kj/kg，锅炉正常生产燃用煤低位发热量为16930kj/kg。

本项目采用两台45t/h循环流化床锅炉替换原来3x20t/h蒸汽锅炉。正常生产时，原锅炉由于年久失修，受热面内部结构、设备老化等逐多原因，根据有关部门测定其热效率为58%，年耗煤量达38493吨标准煤。而改造后的循环流化床锅炉出厂效率为89.5%，循环流化床锅炉设计效率为85%，生产同样产量的蒸汽年耗煤量26266吨标准煤，年节约标准煤38493-26266=12227吨。

锅炉连续排污通过连排扩容器回收余汽加热除氧器、余水冬季加热采暖系统。连排率为蒸发量的2%，年排污量为4830吨。汽包额定压力下的饱和蒸汽热焓为2790kj/kg、饱和水热焓为1100kj/kg，回收余汽平均热焓为1945kj/kg，回收利用余热4081GJ，折标准煤139吨。

回收生产车间凝结水，回收率>50%，减少了除盐水的制取量，提高了给水温度，回收凝结水热量，节约能源、降低蒸汽成本。

0.7mpa压力下的饱和水热焓为697kj/kg。

2 项目节能量测算公式、折算系数、计算过程

测算公式：

改造前：

改造后：

式中说明：B-锅炉燃料单位消耗量kg/h；D-锅炉蒸汽产量kg/h；i1-改造后锅炉过热蒸汽焓kj/kg；i2-改造后锅炉给水焓kj/kg；i3-改造后锅炉饱和水焓kj/kg；D1-锅炉排污量kg/h；ηg-锅炉效率%，取85%；Qdw-燃煤低位发热量kj/kg；i"1-改造前锅炉饱和蒸汽焓kj/kg；i"2-改造前锅炉给水焓kj/kg；i"3-改造前锅炉饱和水焓kj/kg。

改造前年用煤量=8.403×24×330=66552t

折合标准煤：38493吨

吨汽耗煤量159.4kg标准煤

改造后年用煤量=5.734×24×330=45413t

折合标准煤：26266吨

吨汽耗煤量108.8kg标准煤

年节原煤=66552-45413=21139吨

年节标准煤=38493-26266=12227吨。

回收凝结水热量此处暂不计。因改造前也有回收，只是没有改造后数量多，故暂不计算。

改造后年总节煤量为12227吨标准煤。

3 本项目锅炉选用循环流化床锅炉，本项目的脱硫措施为氨法脱硫，增加脱硫剂氨水的贮存、运输及混合等工艺过程，以实现高效脱硫氨回收法技术将回收的二氧化硫、氨全部转化为化肥，不产生任何废水、废液和废渣，没有二次污染，是一项真正意义上的将污染物全部资源化，符合循环经济要求的脱硫技术。

设计脱硫效率为80%，得出项目建成后二氧化硫的排放浓度为：改造后烟气中二氧化硫浓度为51.3mg/Nm3，（小时二氧化硫排放量为5.13kg）。该值远远低于国标（GB13271-2001）《锅炉大气污染物排放标准》中Ⅱ时段二氧化硫最高允许排放浓度900mg/Nm3的限值。

改造前烟气中二氧化硫浓度为376.4mg/Nm3，（小时二氧化硫排放量为37.64kg）。该值符合国标（GB13271-2001）《锅炉大气污染物排放标准》中Ⅱ时段二氧化硫最高允许排放浓度900mg/Nm3的限值，但浓度偏高。

改造前后二氧化硫减排量：37.64-5.13=32.51kg/h

年二氧化硫减排量：32.51*24*330/1000=257吨

本项目采用SNCR烟气脱硝技术，45t/h循环流化床锅炉烟气脱硝基础设计参数

（1）改造后氮氧化物排放量：烟气中氮氧化物浓度为162mg/Nm3，（小时氮氧化物排放量为16.2kg）。（2）改造前氮氧化物排放量：烟气中氮氧化物浓度为522mg/Nm3，（小时氮氧化物排放量为52.2kg）。（3）改造前后氮氧化物排放量比较

改造前：年氮氧化物排放量：52.2×24×330/1000=413t

改造后：年氮氧化物排放量：16.2×24×330/1000=128t

改造前后比较：改造后全年节减少产生氮氧化物排放量为：413-128=285吨。

4 改造前后烟尘排放量和排放浓度的计算及比较

改造后：烟气中烟尘浓度为5.44mg/Nm3，（烟尘排放量为0.99kg/h）。该值远低于国标（GB13271-2001）《锅炉大气污染物排放标准》中一类地区Ⅱ时段烟尘最高允许排放浓度200mg/Nm3的限值。

改造前：烟气中烟尘浓度为496mg/Nm3，（烟尘排放量为90.3kg/h）。该值高于国标（GB13271-2001）《锅炉大气污染物排放标准》中二类地区Ⅱ时段烟尘最高允许排放浓度200mg/Nm3的限值。

改造前后比较：

改造前后烟尘减排量：90.3-0.99=89.31kg/h

年烟尘减排量：89.31*24*330/1000=707吨

每燃烧一吨标煤，产生二氧化碳量为2.62吨。

改造后全年节标煤=12227吨，减少产生二氧化碳量为12227×2.62=3.2万吨。

从上述计算可看出，对蒸汽锅炉改造后产生巨大的节能减排效益，具有良好的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]实用锅炉手册[S].

[2]中小型热电联产工程设计手册[S].

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