燃?xì)鉄崴仩t房的設(shè)計(jì)及經(jīng)濟(jì)環(huán)保性分析

摘要

結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)燃?xì)鉄崴仩t房的關(guān)鍵設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行探討，分析了項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性及環(huán)保效益。

摘　要：結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)燃?xì)鉄崴仩t房的關(guān)鍵設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行探討，分析了項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性及環(huán)保效益。

關(guān)鍵詞：燃?xì)鉄崴仩t房；　設(shè)計(jì)；經(jīng)濟(jì)性；環(huán)保效益

Design and Analysis of Economic and Environmental Benefits of Gas-fired Hot-water Boiler Room

Abstract：Combined with an actual project，the key design contents of gas．．fired hot-water boiler room are discussed，and the economic and environmental benefits of this project are analyzed．

Keywords：gas-fired hot+water boiler room：design；economy；environmental benefit

1　概述

隨著煤炭消費(fèi)總量的增長(zhǎng)，大氣污染物排放量大幅增長(zhǎng)，環(huán)境壓力日益加大。在今后一段時(shí)期，大部分大中城市經(jīng)濟(jì)總量、能源消耗、人口數(shù)量仍將保持較快增長(zhǎng)，生態(tài)資源、環(huán)境容量與經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的矛盾將加劇，并將長(zhǎng)期存在。

我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)中煤炭仍占主導(dǎo)地位，煤炭燃燒產(chǎn)生的二氧化硫、氮氧化物、煙塵，對(duì)大氣環(huán)境質(zhì)量影響明顯。目前，各地從實(shí)際出發(fā)，大力推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)。主要工作內(nèi)容是實(shí)施污染物總量和煤炭消費(fèi)總量雙控制，注重燃煤鍋爐房取消和改造雙推進(jìn)，大力推進(jìn)煤改氣工程，實(shí)施大型燃?xì)忮仩t房集中供熱。我國(guó)學(xué)者對(duì)煤改氣工程及燃?xì)忮仩t房的設(shè)計(jì)運(yùn)行也進(jìn)行了深入研究^[1-5]。

鄂爾多斯市康巴什新區(qū)第二熱源廠一期工程擬建設(shè)5×70MW燃?xì)鉄崴仩t房1座，設(shè)計(jì)供熱面積為612×10⁴m²。本文結(jié)合該項(xiàng)目，對(duì)燃?xì)忮仩t房的關(guān)鍵設(shè)計(jì)內(nèi)容及經(jīng)濟(jì)環(huán)保性進(jìn)行分析。

2　關(guān)鍵設(shè)計(jì)內(nèi)容

2.1　鍋爐房布置

鍋爐房與變配電站、調(diào)壓站的相對(duì)位置見圖1，鍋爐房平面布置見圖2。

2.2　燃?xì)庀到y(tǒng)

廠區(qū)內(nèi)沿鍋爐房設(shè)置環(huán)形消防車道，鍋爐房與道路距離、鍋爐房與變配電站的間距、鍋爐房與天然氣調(diào)壓站的間距滿足GB 50016—2006《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》、GB 50028—2006《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》等規(guī)定。

天然氣從市政高壓B級(jí)管網(wǎng)接至閥門井(供切斷用)，燃?xì)夤艿烙?a href=http://www.jacksroad.com/e/tags/?tagname=%E9%98%80%E9%97%A8 target=_blank class=infotextkey>閥門井接出后埋地敷設(shè)并穿越廠區(qū)南側(cè)大道至高—中壓調(diào)壓站。天然氣經(jīng)過濾計(jì)量后進(jìn)入調(diào)壓器，由2.5MPa調(diào)至燃?xì)忮仩t燃燒器的設(shè)計(jì)壓力(0.4MPa)，設(shè)計(jì)流量為3.64×10⁴m³／h。調(diào)壓器管路設(shè)計(jì)選用3路(2用1備)，根據(jù)鍋爐的運(yùn)行數(shù)量靈活啟停調(diào)壓器回路。調(diào)壓器后設(shè)置緊急切斷閥，當(dāng)燃?xì)鈮毫Φ陀谠O(shè)定下限或高于沒定上限以及燃燒器火焰異常、爐膛熄火等情況發(fā)生時(shí)，燃燒器停止工作，并自動(dòng)關(guān)閉緊急切斷閥，在排除事故隱患后手動(dòng)復(fù)原。

2.3　土建、電氣、通風(fēng)系統(tǒng)

①土建

GB 50041—2008《鍋爐房設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：鍋爐間與其他房間的隔墻為防火墻，防火墻上開設(shè)的門窗均為甲級(jí)防火門窗，管道穿越防火墻時(shí)必須采用防火封堵材料將墻與管道之間的空隙緊密填實(shí)。鍋爐間與控制室及鍋爐間與辦公室隔墻上的內(nèi)窗均為具有抗爆能力的固定觀察窗。

鍋爐房整體結(jié)構(gòu)為框排架結(jié)構(gòu)，屋面采用輕型鋼結(jié)構(gòu)并設(shè)置保溫層，外墻的建筑材料及形式均滿足GB 50016—2006《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》規(guī)定的耐火等級(jí)要求。

鍋爐間屬于丁類生產(chǎn)廠房，鍋爐間的外墻、樓地面或屋面，應(yīng)有相應(yīng)的防爆措施，并應(yīng)有相當(dāng)于鍋爐間占地面積10％的泄壓面積。

②電氣

變壓器選用干式變壓器。消防水泵、噴淋穩(wěn)壓泵所屬消防控制柜為雙電源進(jìn)線，末端互投。穿墻電纜、電纜橋架等通道采取防火隔斷措施。

③通風(fēng)系統(tǒng)^[6]

為避免燃?xì)庑孤?dǎo)致的爆炸危險(xiǎn)，鍋爐間內(nèi)設(shè)置事故通風(fēng)系統(tǒng)，并與其他通風(fēng)系統(tǒng)分開獨(dú)立設(shè)置，送風(fēng)量大于排風(fēng)量，使鍋爐房維持正壓。鍋爐間內(nèi)設(shè)可燃?xì)怏w報(bào)警器，分別與防爆軸流風(fēng)機(jī)、緊急切斷閥連鎖。

燃?xì)夤艿琅c燃燒器的連接處以及調(diào)壓站內(nèi)設(shè)置可燃?xì)怏w報(bào)警器，檢測(cè)到泄漏的天然氣后，立刻發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，通知操作人員到現(xiàn)場(chǎng)排除事故隱患，并啟動(dòng)防爆軸流風(fēng)機(jī)，將泄漏的天然氣迅速排至室外。鍋爐間正常換氣次數(shù)不小于6次／h，事故換氣次數(shù)不小于12次／h。

2.4　鍋爐煙風(fēng)系統(tǒng)

鍋爐燃燒系統(tǒng)由送風(fēng)機(jī)、燃?xì)庀到y(tǒng)、燃燒器等組成，正壓燃燒，無須設(shè)置引風(fēng)機(jī)。每臺(tái)鍋爐各配置1臺(tái)送風(fēng)機(jī)，燃燒產(chǎn)生的煙氣依次經(jīng)過爐膛、尾部受熱面排出，然后依次經(jīng)過節(jié)能器(用于預(yù)熱供熱同水)、煙道、煙囪排向大氣。煙囪按單臺(tái)配置，避免多臺(tái)鍋爐共用煙囪相互影響，并防止煙氣竄入停運(yùn)鍋爐發(fā)生危險(xiǎn)。

采用鋼質(zhì)煙道。磚砌煙道易吸附一定量煙氣，而燃?xì)忮仩t的煙氣中往往有可燃?xì)怏w存在，若被磚砌煙道吸附，在一定條件下可能會(huì)造成爆炸，因此采用鋼質(zhì)煙道。

2.5　鍋爐給水除氧裝置

鍋爐給水采用真空電化學(xué)除氧方式，除氧設(shè)備采用真空、電化學(xué)、化學(xué)三位一體除氧技術(shù)，以更好地保障鍋爐安全運(yùn)行。

2.6　監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)

燃?xì)忮仩t采用DCS(Distributed Control System，分散控制系統(tǒng))，實(shí)現(xiàn)對(duì)鍋爐本體及水處理、鍋爐給水等輔助系統(tǒng)的集中監(jiān)控。鍋爐本體的監(jiān)控主要由鍋爐配套的控制器實(shí)現(xiàn)，采取集中控制，能在少量本地操作與巡回檢查配合下在控制室實(shí)現(xiàn)鍋爐的啟動(dòng)、鍋爐的運(yùn)行工況監(jiān)測(cè)、調(diào)整、停爐、緊急事故處理。

3　經(jīng)濟(jì)環(huán)保性分析

天然氣是一種清潔、優(yōu)質(zhì)、使用方便的能源。與燃煤鍋爐房相比，燃?xì)忮仩t房可省去脫硫、除塵、上煤、除渣等設(shè)備，無需煤、渣堆場(chǎng)，節(jié)省用地，運(yùn)行管理較簡(jiǎn)單。該項(xiàng)目供熱面積為612×10⁴m²，鍋爐熱效率取0.95，天然氣的低熱值為35.16MJ／m³，天然氣額定耗量為36400m³／h。天然氣價(jià)格按1.65元／m³計(jì)算，電價(jià)按0.59元／(kW·h)計(jì)算，水價(jià)按5.5元／t計(jì)算，人員工資按4×10⁴元(人·a)計(jì)算，年維修費(fèi)按設(shè)備造價(jià)的1.8％計(jì)算。項(xiàng)目年運(yùn)行費(fèi)用見表1。由表1可知，項(xiàng)目的年運(yùn)行費(fèi)用為18482.03×10⁴元／a。項(xiàng)目造價(jià)為25140.38×10⁴元，使用壽命為20a，年收益率為5％。采用費(fèi)用年值法對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析，費(fèi)用年值F的計(jì)算式為：

式中F——費(fèi)用年值，元／a

c——項(xiàng)目造價(jià)，元

i——年收益率

n——使用壽命，a

S——年運(yùn)行費(fèi)用，元／a

將已知數(shù)據(jù)代入式(1)，可計(jì)算得到項(xiàng)目的費(fèi)用年值為19978.31元／a，折算成單位面積供熱成本為32.64元／(m²·a)。單位質(zhì)量燃煤的二氧化硫、氮氧化物、煙塵排放量分別取16.5、15.6、7.5kg／t，經(jīng)計(jì)算可得，燃?xì)忮仩t房3種污染物年減排量分別為3362.7、3179.3、1528.5t／a。由此可知，燃?xì)忮仩t房的環(huán)境效益優(yōu)勢(shì)明顯，在成本核算滿足預(yù)期要求的前提下，盡量選用環(huán)境效益更好的燃?xì)忮仩t房。