牛冉（天津鋼鐵集團(tuán)有限公司動(dòng)力廠，天津300301）

燃?xì)忮仩t熱力系統(tǒng)分析與改造

牛冉（天津鋼鐵集團(tuán)有限公司動(dòng)力廠，天津300301）

[摘要]針對(duì)燃?xì)忮仩t能效低下的問題，對(duì)熱力管網(wǎng)進(jìn)行改造，并調(diào)整用能結(jié)構(gòu)。在主蒸汽母管末端接入一組使用蒸汽設(shè)備，利用富裕高爐煤氣生產(chǎn)蒸汽發(fā)電，實(shí)現(xiàn)了熱電聯(lián)產(chǎn)的生產(chǎn)模式，達(dá)到了減少能源排放的節(jié)能效果，取得了較高的經(jīng)濟(jì)效益。

[關(guān)鍵詞]燃?xì)忮仩t；熱電風(fēng)聯(lián)供；蒸汽；發(fā)電；改造

1　引言

天鋼集團(tuán)鍋爐存在能效低下，管網(wǎng)結(jié)構(gòu)不合理的問題，單一產(chǎn)能不能滿足用能需求，急需多樣化產(chǎn)能結(jié)構(gòu)出現(xiàn)，因出產(chǎn)高煤過盛，始建富裕煤氣發(fā)電項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、發(fā)電同步進(jìn)行，能源分級(jí)利用[1]。

2　熱力管網(wǎng)改造

2.1鍋爐蒸汽調(diào)撥模式

如圖1所示，在原管網(wǎng)主蒸汽母管末端接入富裕煤氣發(fā)電項(xiàng)目，確保正常生產(chǎn)前提下利用鍋爐劃撥蒸汽發(fā)電，實(shí)現(xiàn)能源高效利用，用能級(jí)別低于汽輪鼓風(fēng)機(jī)組。鍋爐在確保汽輪鼓風(fēng)機(jī)組安全運(yùn)行下，將蒸汽劃撥發(fā)電機(jī)組，當(dāng)汽輪鼓風(fēng)機(jī)組用汽過大或鍋爐故障導(dǎo)致缺汽時(shí)，鍋爐將少撥或切斷供發(fā)電機(jī)組蒸汽，確保無生產(chǎn)事故。此模式可解決各類突發(fā)情形的用汽需求，節(jié)省供汽時(shí)間，同時(shí)利用現(xiàn)有資源風(fēng)電聯(lián)產(chǎn)，創(chuàng)造了更高經(jīng)濟(jì)效益。

2.2鍋爐用能結(jié)構(gòu)調(diào)整分析2.2.1鍋爐燃料結(jié)構(gòu)調(diào)整

過去鍋爐主燃天然氣、高煤，焦煤?；穑馁M(fèi)大且用能結(jié)構(gòu)不合理?，F(xiàn)投入新機(jī)組，修改相關(guān)技術(shù)參數(shù)并取消?；穑潜匾獣r(shí)全燃高煤，高煤壓力降至4 kPa時(shí)投天然氣，降至3 kPa時(shí)切斷高煤改燃天然氣的聯(lián)鎖裝置。焦煤0.98元/m3，天然氣由2.44 元/m3漲至3.1元/m3，高煤0.05元/m3，可見取消?；鹨愿呙簽橹魅剂?，天然氣為輔燃料極其必要。熱值：天然氣8 000~8 500 kcal/Nm3、焦煤4 000 kcal/ Nm3、高煤800~1 000 kcal/Nm3，得知10 m3高煤同2 m3焦煤、1 m3天然氣產(chǎn)熱相近，而成本為：10 m3高煤0.5元、2 m3焦煤1.96元、1 m3天然氣3.1元?，F(xiàn)生產(chǎn)定量蒸汽消耗20 m3高煤成本為1元，統(tǒng)計(jì)以往數(shù)據(jù)生產(chǎn)等量蒸汽成本為4元，改造升級(jí)促使成本節(jié)約龐大。

2.2.2鍋爐用能調(diào)整成本情況

用能結(jié)構(gòu)調(diào)整使焦煤由改前月均68.97萬m3直降為0，節(jié)省成本67.6萬元；天然氣由月均32.67 萬m3降至7.97萬m3，節(jié)省成本55萬元；高煤改造前后月均差額70萬m3，增加成本3.5萬元，計(jì)算得出成本月節(jié)約119.1萬元。

壓縮空氣0.23元/m3、電0.65元/kW·h、除鹽水15元/t，各月噸蒸汽成本：

圖1　熱力管網(wǎng)圖

噸蒸汽成本=（焦煤量伊單價(jià)+天然氣量伊單價(jià)+高煤量伊單價(jià)+電量伊單價(jià)+設(shè)備費(fèi)+材料費(fèi)+除鹽水新水量伊制水單價(jià)+壓縮空氣量伊單價(jià)+人工費(fèi)）衣蒸汽產(chǎn)量

成本：11月85.28元/t、12月80.87元/t、1月77.18元/t，天然氣漲價(jià)至3.1元/m3后：6月75.25 元/t、7月73.54元/t、8月74.92元/t?？梢娪媚苷{(diào)整獲得了巨大利益，管網(wǎng)改造發(fā)電產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益也十分可觀。

3　改造完成前后經(jīng)濟(jì)對(duì)比分析

3.1管網(wǎng)改造后能源調(diào)配

燃料結(jié)構(gòu)調(diào)整全燃高煤后，蒸汽除供汽輪鼓風(fēng)機(jī)組與發(fā)電外，少量蒸汽供給外網(wǎng)用戶，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電熱聯(lián)產(chǎn)[2]。外網(wǎng)用能級(jí)別同樣低于汽輪鼓風(fēng)機(jī)組。

6月至8月，鍋爐點(diǎn)二備一模式運(yùn)行，蒸汽主用于汽輪鼓風(fēng)機(jī)組生產(chǎn)，其次供給外網(wǎng)。期間啟停爐爐水、蒸汽、燃料浪費(fèi)，既不利于能源環(huán)保，又使成本增加，影響生產(chǎn)力。設(shè)備冷熱交替伴生諸多問題[3]，如各部件損壞頻率增高進(jìn)而維護(hù)費(fèi)大增，同時(shí)停爐備用也是損失。隨著發(fā)電投入迫使鍋爐蒸汽需求量提升，促使鍋爐全部點(diǎn)燃轉(zhuǎn)型熱備，降低了各設(shè)備久置腐蝕或忽冷忽熱，損壞頻率[4]，避免因排障使鼓風(fēng)機(jī)低負(fù)荷運(yùn)行可能性。鍋爐故障不影響管網(wǎng)劃撥蒸汽供給汽輪機(jī)，鍋爐維修也不影響汽輪機(jī)組運(yùn)行，降低或暫停外網(wǎng)與發(fā)電即可;汽輪機(jī)組若停機(jī)或休風(fēng)，鍋爐不必停爐，將過盛蒸汽劃撥發(fā)電即可，帶動(dòng)了用汽效率提升，促使整體效益提高。

9月發(fā)電用氣量55 337 t、蒸汽88元/t，同比蒸汽增效4 869 656元，約發(fā)電8 300 550 kW·h，電0.65元/kW·h，月創(chuàng)效5 395 358元，可見改造的必要性。

3.2改造完成蒸汽成本情況

改造前后參數(shù)對(duì)照表見表1。

9月發(fā)電機(jī)組正常運(yùn)營，噸蒸汽成本73.55元，同6至8月平均74.57元相近，同比下降1.4%，圖2為各月蒸汽產(chǎn)量及成本，產(chǎn)量大致在17萬t至19.5萬t，成本74元/t左右，各月差距不大。富裕煤氣發(fā)電項(xiàng)目投入未使蒸汽總量與噸成本發(fā)生較大變化，卻提高用能效率帶動(dòng)整體效益驟升，促進(jìn)了企業(yè)節(jié)能創(chuàng)效。

表1　改造前后參數(shù)對(duì)照表

圖2　蒸汽產(chǎn)量與成本曲線圖

4　結(jié)論

鍋爐燃料結(jié)構(gòu)調(diào)整與熱力管網(wǎng)改造建立發(fā)電項(xiàng)目是發(fā)展的必然；不斷挖潛對(duì)標(biāo)利用各種潛熱，提升技術(shù)保證零排放，實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)、生態(tài)生產(chǎn)是發(fā)展的趨勢(shì)。目前鍋爐仍有很大節(jié)能空間，排煙溫度160益攜帶大量汽化潛熱直接排放大氣，造成能源浪費(fèi)與熱污染，可改造為冷凝式燃?xì)忮仩t，回收煙氣中的汽化潛熱，降低排煙溫度的同時(shí)，進(jìn)一步提升鍋爐熱效率，使之成為下一個(gè)效益增長點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1]吳學(xué)安.北京供熱能源結(jié)構(gòu)分析[J].北京節(jié)能，1992（2）:3-6.

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[3]陳學(xué)俊，陳聽寬.鍋爐原理[M].2版.西安：西安交通大學(xué)出版社，

1990.

[4]楊世銘，陶文銓.傳熱學(xué)[M].3版.北京：高等教育出版社，1998.

Analysisand Revam p on Therm alSystem ofGas-fired Boiler

NIU Ran
(PowerPlant,Tianjin Iron and SteelCo.,Ltd.,Tianjin 300301,China)

AbstractIn orderto solve liftthe efficiency ofgas-fired boiler,the heat-supply pipe network wasmodified and energy consuming structure adjusted.A group ofsteam consuming equipmentforgenerating electricity wasconnected atthe end ofsteam manifold to utilize redundantBF gas.Thus,the mode ofheatand power combined production wasrealized and the energy saving effectachieved by reducing energy resourceswaste. Good economicbenefitwasachieved.

Key wordsgas-fired boiler;thermalelectricityand aircombined supply;steam;powergeneration;revamp

作者簡介：牛冉（1987—），男，本科，主要從事能源動(dòng)力方面的研究工作。

收稿日期：2014-08-14修回日期：2014-09-02