燃煤鍋爐、燃生物質鍋爐、天然氣鍋爐的分析與比較

1、燃煤鍋爐、燃生物質鍋爐、天然氣鍋爐的分析與比較近年來，由于環(huán)保壓力的不斷加大和能源危機日益嚴重，在政府不斷推出一系列關于促進減排及節(jié)約能源，鼓勵新能源推廣等的法律法規(guī)后，作為耗能和排放大戶的鍋爐，也在各級政府、鍋爐生產和使用單位、能源供應企業(yè)等的共同推動下，已經或正在進行著大規(guī)模的更新或改造。但由于各地政策的不一,各市場主體利益驅動不一以及技術和認識的不足等原因，導致部份鍋爐使用單位對各種改造方案的優(yōu)劣勢認識不充分，改造后實際運行效果與預定效果差距明顯或嚴重不適用，為此，特本著對客戶負責，以大量詳實科學的數(shù)據(jù)為基礎，從客觀公正的角度來綜合比較幾種主要能源（煤、天然氣、生物質）鍋爐方案的差異，以

2、供客戶甄別選擇。一、理論上三種能源在鍋爐使用成本上的差異（以噸蒸汽60萬大卡熱始為例）：燃料低位熱值(.kaMk患kcul/m3鍋爐理論效率燃料林量燃料仰格成本（元）U類崩煤46cMso%163K總10CK)元/噸163生物偵4nCMJEU%IBKKg元用電225天然氣3SOO90%AdyPt7KM：三麗，標在卜匕三門口注：1、II類煙煤低位熱值國家標準范圍：4200-5000Kcal/Kg,取中值4600Kcal/Kg;生物質燃料由于成份、加工等不同，燃料熱值范圍為3300-5000Kcal/Kg，通常為3800-4200Kcal/Kg，取中值4000Kcal/Kg。2、鍋爐理論效率取自國家

3、標準鍋爐節(jié)能技術監(jiān)督管理規(guī)程中的限定值，即最低設計要求值。3、燃料價格暫按長沙市場目前價格核算，各地可按實際自行修正。二、實際運行中三種能源在鍋爐使用成本上的差異（仍以噸蒸汽60萬大卡熱給為例）。由于：（一）燃煤鍋爐1、燃煤鍋爐煤質易波動，煤量計量普遍存在一定的問題；2、鍋爐本體設計、司爐人員操作水平、煤質不穩(wěn)定、積灰等原因導致實際層燃鍋爐（20T以下鏈條鍋爐）平均運行效率均低于70%,部份鍋爐甚至低于60%（摘自哈工大趙欽新教授在工業(yè)鍋爐行業(yè)協(xié)會上的報告）；3、據(jù)測算，燃煤鍋爐電耗、除渣除塵水耗、人工、維保配件等費用折算成本約20元/噸蒸汽。（二）生物質鍋爐1、由于生物質成型燃料國家尚未出臺

4、標準，也無相關部門監(jiān)管。加之其原料成份復雜，加工方法不一，故其熱值波動較大，普遍存在熱值達不到合同約定標準的現(xiàn)象。2、由于國內生物質鍋爐技術的不成熟，中小型工業(yè)鍋爐無論是采用層燃還是懸浮燃燒，都是在原燃煤或燃氣鍋爐基礎上進行的簡單改造，故其燃燒并不完全針對生物質燃料的特性從而導致熱效率較低。3、生物質鍋爐與生俱來的易結渣積灰問題尚無很好的解決辦法，基本依賴人工定期清灰，故導致其實際熱效率大幅度降低，特別是燃煤鍋爐改生物質鍋爐效率更低，據(jù)大量測算數(shù)據(jù)顯示其平均效率低于70%。4、生物質鍋爐耗水電及人工、維保等成本比燃煤鍋爐略高。（三）天然氣鍋爐1、天然氣鍋爐人工及耗水電成本較低。2、天然氣鍋爐尾

5、部煙氣節(jié)能或冷凝技術的推廣，使其熱效率進一步大幅度提升，當天然氣鍋爐排煙溫度降低到80度以下時，其效率可達95%以上。綜上原因，經比較大量客戶的實際運行數(shù)據(jù)，上述三種燃料鍋爐的實際運行成本應修正為（燃料熱值波動因素暫不予考慮）。燃料低位熱值(kcul/ky;kc業(yè)m3鍋爐實際運行效率人工水電維修等（1JT燧料耗量燃料飾格總成本n類煙煤46CKI70%201H6KC；KMM）元/噸206生物Ml400070%221200元/噸278火然氣850095%.做B號:32元幅rjr立方245J三、三種燃料在鍋爐使用上的優(yōu)劣勢對比（一）優(yōu)勢煤：燃料供給有保障，技術成熟，司爐人員熟悉，使用成本低。生物質：

6、符合國家可再生能源政策及減排政策，具有廣闊的推廣前景和顯著的社會意義。天然氣：清潔環(huán)保，鍋爐占地小，故障率低，可顯著改善使用單位現(xiàn)場環(huán)境，在供應充足且價格較低，環(huán)保要求要高地區(qū)成本等各項相對優(yōu)勢明顯。（二）劣勢煤：環(huán)保和減排的壓力，包括PM2.5的開測，將迫使中小型工業(yè)鍋爐快速退出以煤和煤基（含水煤漿等）等化石燃料為主的狀況；城區(qū)和生態(tài)保護區(qū)將逐步禁止煤及主廢”的運輸、排放或主廢”的處理成本大幅度增加；鍋爐房及附屬設施、能源儲存等占用場地大。生物質：1、受供給半徑（超過50Km半徑生物質原料的收集運輸成本將大增）及季節(jié)、一家一戶農戶生產等因素影響，燃料供給有限，價格浮動的可能性也跟著增大，目前

7、國內大多數(shù)生物質燃料廠的規(guī)模有限，年產量都在一至二萬噸一年左右，無法大面積滿足鍋爐用量的需求。故近年來生物質發(fā)電等項目受阻而學者普遍認為生物質燃料適合農村就地氣化或作為城市小型生活用燃煤鍋爐或灶具用燃料。2、生物質燃料對儲存場地要求大，防火等級要求高。由于顆料狀生物質燃料密度普遍為0.7-1.2,按正常使用7-10天的儲量計算，在較大噸位鍋爐使用上其要求的儲存場地和防火要求使大量單位無法接受。3、生物質燃料來源復雜，不僅熱值波動大，而且富含Cl、K等離子或SiO2,上述離子對鍋爐的腐蝕問題和SiO2磨損問題將逐步暴露并產生嚴重后果。4、生物質鍋爐低溫結渣、積灰導致運行效率低下的問題世界范圍內尚

8、無較好辦法解決，中小型工業(yè)鍋爐基本只能靠人工定期清理。5、生物質燃料由于燃點低，停爐后缺氧自行燃燒導致可燃氣體積聚從而引起爐膛爆炸的問題應引起高度重視。6、生物質燃料由于灰分低，揮發(fā)份高，因此缺氧或過氧燃燒情況較普遍，這也是影響其熱效率的重要因素之一。7、鍋爐本體結構、司爐操作、煙氣處理等方面技術仍不成熟。煙氣處理需消耗大量水電資源，處理不當其pm2.5的排放將極大的影響空氣環(huán)境這也是珠三角地區(qū)在大面積推廣生物質燃料幾年后又全部要求改為天然氣鍋爐的原因之一.8、生物質缺氧裂解氣化技術受設備投入巨大和產量限制無法滿足大中型鍋爐的應用，目前尚不能大面積推廣。天然氣：由于天然氣在環(huán)保方面的優(yōu)勢及其在

9、一次能源所占比重的日益擴大，供需矛盾及價值規(guī)律必然會使國家在未來逐步使其與其它一次能源價格掛鉤浮動，其價格長期趨勢必將逐步放開。另外局部地區(qū)天然氣不夠或季節(jié)性不夠也是影響其進一步推廣的原因。四、初投資分析比較（以4t鍋爐為例，單位：萬元）鍋爐類型設密投資基建投貫安裝投擊其他費用總投殿概靠煤鍋爐及酉機r35r徐生設需rM錨爐孱及煤理、除塵場地大，的如萬元X二凄”處理成本及占地機登成本不計9工生捌質褓爐及排機；中】萬除塵設備二Kn蝌加屬總儲存場地.除里場所大.的45萬元10“一度”處埋地本及占地機會成本不計無需氣40鍋井房占地而枳小，衲10萬元6新增朋爐密題氣開戶費，各地標港不一，可與56（不含開

10、戶i-rieciring綜上，經比較各種能源鍋爐方案的實際運行成本及使用優(yōu)劣勢、初投資等因素，再結合我國能源儲存和分布的特點，我們不難看出，短期之內,我國難以改變目前以煤碳為主要燃料（約占70%）的局面，燃煤鍋爐將主要向大型化、節(jié)能高效、高效脫硫除塵以及整體煤氣化方向發(fā)展；而天然氣（含巖層氣）由于其儲量豐富、環(huán)保、經濟的特點將迅速擴大所占比重；作為可再生能源和零碳排放的生物質等新能源，將隨著其核心技術的推廣應用逐步成為現(xiàn)有能源的重要補充并在生活和小型工業(yè)鍋爐應用等方面得到日益的普及。各種氣化爐對原料煤的技術要求煤的氣化與煤本身性質及氣化介質、氣化爐型與過程條件以及最終產品要求都密切相關，因此，

11、選擇氣化用煤應針對氣化工藝特點來進行。但總的來講，煤氣化對煤質的要求還是很寬松的，不同的煤階、不同的粒度、不同的硫含量的煤都可以用作氣化，但由于各種氣化工藝系統(tǒng)特點的不同,對煤質也會有不同的要求。按照煤氣化爐技術工藝的分類，各種氣化方法原料煤的技術要求見表1表5。表1常壓固定床氣化爐原料煤的技術要求技術蓼求“量M整第不肩事煤«鼠就富外黃量招£碗*°®庶"12七.育于此膽度用可館A的怦鼎定量的熨X_表2加壓固定床氣化爐原料煤的技術要求短淺荒別ft'X蔗分SQ生壟陰翩性軟化溫度（s黏結指數(shù)阻LJ技術耍求UAL長箱煤*不融堪用公九靛破國煤和孰

12、竦,爆艇簽期分5751南建_=a650mm_<25.60%.ED.川（褐煤進料時）_孑12WXX周高排渣方式），筋口工“能忽排卷方式）表3流化床氣化爐原料煤的技術要求項n球費類別但度水分。憶）茨分爆龐熔性軟化溫度巧丁）技術要求悔煤、長燃煤，不耕煤、黃煤，按GB5751蹄定煤的類別< 56imn*<8mm*<】Oee< 1o.oo*<l£。口Y（將煤進料時）< 25*00%.<2S*DO%（秘煤進料時）>125OV表4水煤漿氣化爐原料煤的技術要求-_技術.-1_44.er.一it二1.U罐二五酬二,擅Ok一_年老.媒,長崎理.小秫燥、囑蠢蕉*n、K*9戰(zhàn)美.|5751定窿的類羨分（|VE5.00*atK«