引言

北方某縣現(xiàn)有供熱工程可提供240萬m2的供暖,依據(jù)本縣的建設規(guī)劃,在2020年前該縣集中供熱面積將由原240萬m2增至320萬m2,而現(xiàn)有熱源廠的供熱能力,無法滿足供熱需求。另外,由于熱源廠運行的鍋爐建設時間較早,現(xiàn)有設備均存在技術含量低、鍋爐燃燒效率低、能耗高、經(jīng)濟效益差的問題,已無法達到國家現(xiàn)階段鍋爐排放的環(huán)保要求。因此,擬采用基于流態(tài)重構(gòu)的懸浮流化水煤漿鍋爐對現(xiàn)有熱源廠供熱能力進行改擴建。

1改擴建工程概況

工程新增130t/h水煤漿鍋爐2臺、換熱站首站1座,同時新建與之配套的燃料輸送系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及脫硫系統(tǒng)、脫硝系統(tǒng)、除塵設備、壓縮空氣系統(tǒng)、水處理系統(tǒng)、灰?guī)?、綜合水池及煙囪等:新建2套水煤漿制備系統(tǒng),單條生產(chǎn)線生產(chǎn)能力25萬t:建設配套的汽水換熱站:對原有2×46Mh鍋爐及燃料、煙風系統(tǒng)進行技術改造。工程建成后將形成年產(chǎn)蒸汽25.9萬t、供熱320萬m2的生產(chǎn)能力。

2鍋爐技術概況

基于流態(tài)重構(gòu)的懸浮流化水煤漿鍋爐燃燒系統(tǒng)的工作原理:由專用?；鲗⑺簼{均勻投到燃燒室下部的熱媒體流化床料上,其溫度在830w870℃。水煤漿在缺氧狀態(tài)下通過處于流化狀態(tài)的熱媒體的加熱,迅速完成水分蒸發(fā)、揮發(fā)分析、著火燃燒及固定碳的燃燒,在密相區(qū)的上部通過合理補充有一定富裕量的二次風,使水煤漿燃料在缺氧狀態(tài)下燃燒形成的可燃氣體及未燃燒的固定碳沿爐膛高度完全燃燒。在爐膛出口設有絕熱高效旋風分離器及返料器,熱媒體物料攜帶的熱煙氣被高效分離器分離,通過分離器下部的返料器返回爐膛,減少了媒體物料的損失,實現(xiàn)了水煤漿顆粒團的循環(huán)燃燒,既獲得了很高的燃燒效率,又減少了媒體物料的損失,能夠控制床溫實現(xiàn)低溫、低氮燃燒。

3技術方案

3.1設備選型

工程采用基于流態(tài)重構(gòu)的懸浮流化水煤漿鍋爐,選用TLG3-130/9.81-J型。該型號鍋爐吸收"流態(tài)重構(gòu)"技術精髓,是新一代節(jié)能環(huán)保型水煤漿鍋爐,是高溫高壓水煤漿鍋爐產(chǎn)品,在燃用設計燃料時,鍋爐過熱器出口蒸汽能夠在30%~100%負荷范圍內(nèi)保持額定參數(shù)(鍋爐主要設計參數(shù)如表1所示),同時具備一定的超負荷能力。該鍋爐為單鍋筒橫置式,單爐膛、自然循環(huán)、全懸吊結(jié)構(gòu)、全鋼架n型布置。鍋爐設有輕型爐頂,運轉(zhuǎn)層設置在8m標高,主要由爐膛、絕熱旋風分離器、自平衡回料閥和尾部對流煙道組成。爐膛采用膜式水冷壁,鍋爐中部是絕熱旋風分離器,尾部豎井煙道布置兩級四組對流過熱器,過熱器下方布置省煤器及一、二次風的空氣預熱器。

3.2煙風系統(tǒng)

每臺爐設有1臺一次風機、1臺二次風機,設2臺返料風機。采用平衡通風方式,壓力平衡點設在爐膛出口。鍋爐配風采用并聯(lián)系統(tǒng),各個風機均單獨設置。

3.3熱力系統(tǒng)及輔機設備

主蒸汽系統(tǒng)采用單母管分段制,然后分兩路分別接入汽輪機發(fā)電機組和減溫減壓器,接入換熱站的供汽管道由分汽缸引出。蒸汽利用后均成為冷凝疏水,經(jīng)引流至疏水箱,經(jīng)疏水泵送回至除氧器循環(huán)利用。疏水泵共設有2臺,其中1臺備用,水泵可滿足0.5h內(nèi)將疏水送入除氧器的要求。

主給水系統(tǒng),分別布設有給水泵入口側(cè)的低壓給水管、給水泵出口側(cè)的高壓給水管,共設3臺電動給水泵,其中1臺電動泵備用,為2臺鍋爐共用,另2臺電動泵每臺鍋爐各配置1臺。每臺泵均可滿足鍋爐額定負荷運行的要求。

工程設二級熱力除氧器,以保證給水含氧量≤7μg/L。除氧器排污及溢放水管接入疏水箱。

工程設一臺4.5m3連續(xù)排污擴容器和一臺7.5m3定期排污擴容器。

3.4燃料系統(tǒng)

本工程燃用水煤漿,水煤漿是一種煤基流體潔凈燃料,它是以65%~69%的煤、30%~34%的水,加上少量化學添加劑,經(jīng)過物理加工過程而制成的具有一定細度、能流動的穩(wěn)定漿體。作為一種液體燃料,具有石油一樣的流動性和穩(wěn)定性,可以像油一樣泵送、霧化、儲存和穩(wěn)定著火燃燒,燃燒效率高達99%以上,且負荷調(diào)節(jié)范圍大,并具有節(jié)能、污染物排放低、儲存運輸方便等特點。

3.5熱工控制系統(tǒng)

本工程鍋爐及輔機共用一個集中控制室,集中控制室內(nèi)有DCS機柜、操作員站、UPS電源等。操作員站為鍋爐系統(tǒng)的監(jiān)視、控制中心,以屏幕、鍵盤及鼠標為主要監(jiān)控手段,僅在操作臺上設置緊急事故停爐按鈕、少量儀表盤及后備操作站,保證DCS出現(xiàn)全局故障時鍋爐安全停機。

3.6尾部煙氣處理

本工程鍋爐排煙要求控制NoC排放濃度<50mg/Nm3,煙塵排放濃度<5mg/Nm3,So2排放濃度<35mg/Nm3,各指標都按干基6%氧的基準條件折算。采用"基于流態(tài)重構(gòu)的懸浮流化水煤漿鍋爐＋爐內(nèi)噴鈣脫硫＋爐內(nèi)SNC+脫硝(備用)＋半干法脫硫布袋除塵一體化裝置"的技術路線。

4經(jīng)濟分析

4.1總投資及資金來源

本工程總投資約為3R2億元,資金來源包括自有資金和銀行貸款,其中自有資金約0R6.億元,占總投資的204,剩余資金約2R56億元通過銀行貸款解決。

4.2營業(yè)收入

本工程建成后將形成年產(chǎn)蒸汽25R9萬%、供熱320萬m2的生產(chǎn)能力。根據(jù)現(xiàn)行銷售單價一蒸汽單價約200元/%,供熱單價約5元/(m2·月),結(jié)合當?shù)毓┡跍y算,正常運營年份營業(yè)收入約1.000萬元。

4.3營業(yè)成本

根據(jù)現(xiàn)有集中供熱營業(yè)成本,測算本工程正常運營年份營業(yè)成本約9200萬元,主要包括外購原材料費用、外購燃料及動力費、工資及福利費、修理費、制造費用、管理費用、銷售費用等。

4.4財務指標

根據(jù)《建設項目經(jīng)濟評價方法與參數(shù)》(第三版)中的財務測算方法,本工程所得稅后項目投資財務內(nèi)部收益率約l0R54,所得稅后投資回收期約7R2年(含建設期)。集中供熱行業(yè)所得稅后基準內(nèi)部收益率為84,經(jīng)測算,本工程項目投資財務凈現(xiàn)值約3300萬元,財務指標大于0,表示本工程在財務上是可行的。

5結(jié)語

基于流態(tài)重構(gòu)的懸浮流化水煤漿鍋爐技術已被廣泛運用,技術運用成熟且高效,本工程在技術和財務上都是可行的,對北方集中供暖地區(qū)的熱力設施建設具有一定的借鑒意義。