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1、第1章 总论1.1 项目名称1.1.1 项目名称XX学校节能改造项目1.1.2 项目承办单位项目承办单位：XX学校1.1.3 项目拟建地点XX学校院内1.1.4 可行性研究报告编制单位编制单位：XXX咨询公司资格证书编号：工咨甲0000000001.2 编制依据和范围1.2.1 依据1、项目承办单位编制本项目实施方案的委托书；2、中华人民共和国节约能源法；3、中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲 要；4、国务院关于加强节能工作的决定（国发200628号）；5、国务院关于印发节能减排综合性工作方案的通知（国发200715号）6、“十一五”十大重点节能工程实施意见；7、国家发展改革委
2、关于印发的通知（发改环资20042505号）；8、XX省节约能源条例；9、省政府关于批转省发展改革委等部门XX省重点用能单位节能管理办法的通知（X政200653号）；10、XX省发展改革委关于报送2010年XX省节能技术改造专项资金奖励项目实施方案的通知；11、项目承办单位提供的有关本项目的基础数据、技术资料等。1.2.2 编制工作的范围根据XXX省发改委对建设项目实施方案的工作范围和深度规定，本方案对项目的建设条件进行了实地查勘，对项目建设的背景、改造规模、建设条件与厂址概况、改造技术方案、环境保护、消防、劳动保护与安全卫生、项目组织与劳动定员、项目管理与实施进度、招投标方案、投资估算与资金
3、筹措、效益评价等方面进行了综合研究与分析，重点研究和论述项目建设的必要性、改造方案的可行性，提出了节能改造的内容、方案、投资、资金筹措和效益评价，为项目的决策和建设提供可靠依据。1.3 改造方案与研究结论1.3.1 项目建设必要性能源是人类生存和发展的重要物质基础，随着经济发展和经济规模的进一步扩大，能源需求还会持续较快增加。能源是当前和今后相当长一个时期内，制约经济社会发展的突出瓶颈，为缓解能源瓶颈制约，就要千方百计增加供给，但能源资源是有限的，增加供给会受到各种条件的制约，根本出路是坚持开发与节约并举、节能优先的方针，大力推进节能降耗，提高能源利用效率。节能降耗是缓解能源约束，减轻环境压力
4、，保障经济安全，实现全面建设小康社会目标和可持续发展的必然选择，体现了科学发展观的本质要求，是一项长期的战略任务，必须摆在更加突出的战略位置。如果我们不采取过硬的措施，从根本上解决节能降耗存在的突出问题，不仅关系到节能降耗目标能否实现，关系到经济平稳较快发展的良好势头能否继续保持，而且也会对整个“十一五”时期XX省的经济发展和节能工作产生不利影响。节能降耗既是全社会节能的关键所在，也是提高自身竞争能力的客观需要，是提高经济效益的主要途径之一，是提高市场竞争力的重要手段。节能降耗的主要途径是依靠科学进步，XX学校由于建校初期在南校区北苑使用两台共6吨燃煤锅炉，用于南区北苑供热、学生洗浴、开水供应
5、，由于使用寿命均超过10年，且属于小吨位锅炉燃烧效率低，运行噪音大，粉尘排放量高；西校区现有燃油锅炉两台共4吨，北校区有燃油锅炉一台共2吨，主要功能是满足学生及教职工洗浴和向学生提供开水。由于锅炉使用年限较长，燃烧效率下降，近两年来，油料价格上涨，锅炉运行成本增加，且油料储存安全隐患较大。本项目通过对现有燃煤、燃油锅炉进行节能改造，可以大大降低降低煤、电等能源的消耗，产生良好的社会、环境和经济效益。因此，XX学校加快进行本项目的建设是十分必要的。1.3.2 改造内容与方案本项目主要改造内容包括：1、锅炉改造部分（1）西校区现有2台2吨燃油锅炉，北校区1台2吨燃油锅炉改造成燃气锅炉；（2）淘汰南
6、校区北苑现有燃煤锅炉两台共6吨，新建一台4吨燃气锅炉；2、南区北苑热力交换站改造南区北苑锅炉改造后，该区域冬季采暖由南区南苑锅炉负担，从锅炉房到北苑敷设热力管道941米，建立热交换站一座。3、南区南苑三台锅炉安装在线远程监控系统。1.3.3 改造效果通过对锅炉部分和照明系统进行改造升级，年可节能合计折标煤1501吨。另外项目的实施可大大减少电力消耗，相当于每年可减排粉尘吨、SO2 减排吨、CO2减排吨。因此，本项目不仅利于节能和资源综合利用，同时利于环境保护和降低生产成本，所以实施该项目有着很好的经济效益和社会效益。1.3.4 项目管理与实施本项目承办单位为XX学校。为做好建设项目的各项工作，
7、学校成立项目建设领导小组，负责各项手续的办理、设计、报批与实施等工作。项目建设期1年。1.3.5 投资估算与资金筹措本项目总投资为300万元，项目所需资金由项目承办单位筹措解决。1.3.6 效益评价项目建成投产后，计算期年均节约资源能源收入137万元，利润总额102万元，税后净利润76万元。项目投资融资前税前财务内部收益率%，投资回收期年，分析结果表明，项目经济效益较好，有较强的抗风险能力；财务内部收益率、投资回收期、总投资收益率、资本金（自有资金）净利润率等指标显示出项目的投资回报较好。从财务角度对技术方案进行评价，本项目是可行的。1.4 主要技术经济指标主要技术经济指标表序号名称单位数据备
8、注I技术数据1节约指标节能折标煤tce II经济数据1总投资万元300其中：建设期利息万元02资金筹措万元300其中：自有资金万元300银行借款万元03经营收入万元137年平均4补贴收入万元0年平均5总成本费用万元35年平均6利润总额万元102年平均7增值税万元0年平均8税金及附加万元0年平均9所得税万元25年平均10净利润（税后利润）万元76年平均III财务评价指标1融资前盈利能力分析全部投资内部收益率%所得税前全部投资投资回收期年所得税前全部投资财务净现值万元455所得税前全部投资内部收益率%所得税后全部投资投资回收期年所得税后全部投资财务净现值万元305所得税后2融资后盈利能力分析指标项
9、目资本金内部收益率%所得税后总投资收益率%资本金净利润率%3财务生存能力分析累计盈余资金万元13334盈亏平衡点（BEP）%1.5 结论与建议通过研究分析，XX学校燃煤锅炉节能改造项目实施后，年可节约标煤1501吨，具有较好的经济、环保效益。不仅大大减少能源消耗，而且符合国家产业政策，有助于缓解政府能源供应和建设压力，对减少废气污染保护环境也有巨大的现实意义。我们建议建设单位加快项目的工作进程，尽早开工，保质保量按时完成工程建设，及时投入使用，尽快发挥项目应有的社会及经济效益。第2章 项目实施背景及必要性2.1 项目背景能源是人类生存和发展的重要物质基础，随着经济发展和经济规模的进一步扩大，能
10、源需求还会持续较快增加。能源是当前和今后相当长一个时期内，制约经济社会发展的突出瓶颈，为缓解能源瓶颈制约，就要千方百计增加供给，但能源资源是有限的，增加供给会受到各种条件的制约，根本出路是坚持开发与节约并举、节能优先的方针，大力推进节能降耗，提高能源利用效率。节能降耗是缓解能源约束，减轻环境压力，保障经济安全，实现全面建设小康社会目标和可持续发展的必然选择，体现了科学发展观的本质要求，是一项长期的战略任务，必须摆在更加突出的战略位置。如果我们不采取过硬的措施，从根本上解决节能降耗存在的突出问题，不仅关系到节能降耗目标能否实现，关系到经济平稳较快发展的良好势头能否继续保持，而且也会对整个“十一五
11、”时期XX省的经济发展和节能工作产生不利影响。近年来，XX省十分重视节能降耗工作，按照“开发与节约并重、把节约放在首位”的方针，制定了一系列政策措施，大力推进结构调整，发展循环经济，积极实施节能技术进步，不断提高节约意识，强化节能管理，推进了全省的节能降耗工作。但是也应该看到，XX省是一个资源型省份，多年以来，依托优势资源形成了以高耗能为主的重化工业，一些高耗能企业技术装备相对落后，管理水平比较低，工业总体能耗水平较高，结构性降耗的压力很大。尤其近几年，XX省高耗能产业发展较快，转变经济增长方式进展较慢，能源消费量不断增加，快速增长的能源供给赶不上更快增长的能源消费，供求矛盾的压力很大，进一步
12、加强节能降耗工作显得尤为重要和紧迫。党中央提出要按照科学发展观的要求，建设节约型社会和环境友好型社会，大力发展循环经济，这些都是根据我国现阶段发展过程中面临的问题作出的战略部署。在全社会开展节能降耗工作，是全面贯彻上述战略部署的关键一环。 新形势、新任务要求我们充分认识加强节能降耗工作的极端重要性和紧迫性，增强忧患意识和危机意识，采取更加强有力的措施，确保实现今年和“十一五”节能降耗目标，促进我省国民经济又快又好地发展。2.2 项目必要性1、本项目建设是积极贯彻国家节能降耗工作目标和任务，落实节约资源基本国策的需要2005年7月6日，国务院发布了国务院关于做好建设节约型社会近期重点工作的通知（
13、国发200521号），要求“落实节能中长期专项规划提出的十大重点节能工程。研究提出十大重点节能工程实施方案，明确主要目标、重点内容、保障措施、实施主体，以及分年度实施计划、国家支持的重点。同时，我国“十一五”经济社会发展规划中明确提出了单位GDP能源消费下降20左右的具体目标，体现了党中央国务院推动我国经济增长方式转变和建设节约型社会的战略选择和决心。这是一个积极的经过认真努力可以达到的目标。按照规划节能降耗目标的要求，“十一五”期间平均每年全国GDP能源消耗量要下降，能源消费弹性系数要从“十五”期间平均高于1，重新下降到以下。要完成以上的发展目标，需要各地方、行业和各企业加强节能管理机构建设
14、，制定节能规划，提出新的节能管理和技术措施。本项目的建设适应了国家提出的节能降耗政策和工作计划，落实节能投入，使产品、工艺等单位能耗指标降低，充分挖掘节能潜力，实现降耗增效。2、本项目建设是促进XX省能耗指标达到要求的需要根据国家统计局、发改委及国务院能源领导小组办公室公布的数据，2005-2006年，XX省万元GDP能耗从吨下降到吨标准煤，降幅仅为；万元GDP电耗由千瓦时降低到千瓦时，减低幅度%。表明了我省万元GDP能耗虽呈逐年下降的趋势，但降幅微弱，与省定“十一五”及2010年节能目标的实现还有较大差距，节能降耗任务艰巨。XX省如果按照“2010年单位GDP能耗比2005年降低20”考虑，
15、到2010年全省万元GDP能耗将降至吨标准煤。以GDP增长速度按10计算，届时XX省将达到14450亿元，能源消费总量将达到16000万吨标准煤，年能源消费增长速度为，能源消费弹性系数为。根据国内能源机构研究，2000年-2020年我国能源消费弹性系数应在之间，才能保证能源翻一番支持经济翻两番。XX省上述能源消费弹性系数基本符合专家预测范围，但是已接近临界点，以能源翻一番支持经济翻两番的压力很大。XX省是一个人口大省，又是资源消耗大省，面临的资源形势十分严峻。一是人均资源占有量低，二是资源型企业比重大，三是资源利用水平与国内外先进水平相比还存在着较大差距，四是再生资源的资源化水平低。高能耗、高
16、物耗、低效益的粗放生产方式制约着XX省经济快速健康发展，成为经济社会可持续发展的重大障碍，成为全面建设小康社会的瓶颈制约。因此，为转变经济增长方式，开展资源节约和综合利用，提高资源和能源的利用效率和效益，进行本项目的建设是十分必要的。3、本项目建设是实现XX学校自身可持续发展的需要单位节能降耗既是全社会节能的关键所在，也是提高单位自身竞争能力的客观需要，是提高市场竞争力的重要手段。节能降耗的主要途径是依靠科学进步，XX学校由于建校初期在南校区北苑使用两台共6吨燃煤锅炉，用于南区北苑供热、学生洗浴、开水供应，由于使用寿命均超过10年，且属于小吨位锅炉燃烧效率低，在实际运行中，热效率低，能源浪费大
17、，浓度高，烟气含硫量高，对大气污染严重。西校区现有燃油锅炉两台共4吨，北校区有燃油锅炉一台共2吨，主要功能是满足学生及教职工洗浴和向学生提供开水。由于锅炉使用年限较长，燃烧效率下降，近两年来，油料价格上涨，锅炉运行成本增加，且油料储存安全隐患较大。本项目通过对现有燃煤、燃油锅炉进行节能改造，可以大大降低降低煤、电等能源的消耗，产生良好的社会、环境和经济效益。因此，XX学校加快进行本项目的建设是十分必要的。第3章 项目位置及建设条件3.1 项目地理位置XX学校北校区位于XXX路41号，南校区位XX路1号，地理位置优越。本项目在XX学校南北内实施，不需新增土地和建筑。3.2 气象条件XX地区属暖温
18、带大陆性气候，四季分明。年平均气温： 年最高气温： 43年最低气温： 年平均降雨量： 毫米年平均日照： 2400小时平均无霜期： 220天最大积雪深度： 230mm最大冻土深度： 270mm年平均风速： s夏季空调室外计算干球温度： ；夏季空调日平均温度： 冬季空调室外计算干球温度： 7XX市连续阴雨天数： 3-4天主导风向：冬季为东北风和西北风，夏季为南风。3.3 地形、地貌条件XX学校所在地XX市属平原洼地，为冲积平原，局部有盐碱和风成粉细沙丘堆积。地势西高东低，西南高东北低，海拔自109米降至米，地面比降为1/2500。本项目区内地势平坦。3.4 地质、地震条件本项目厂址所在地地层主要由
19、粉土和粉质粘土组成，地层分布稳定，地基土较均匀，场地内不存在可液化地（土）层，属中软场地土，建筑场地类别为类。地下水位埋深在左右，地下水为中性水，对混凝土无侵蚀性。根据建筑抗震设施规范（GB50011-2008）划分，XX市地震应力峰值加速度分区为，对应的地震基本裂度为7度。3.5 公用工程条件XX学校内现有供排水、供电设施齐全，可以满足项目的建设需要。第4章 用能现状4.1 现状概述XX学校始建于1955年，位于XX省XX市，是面向全国招生的省部共建、以省管为主的高等院校。XX学校校园风景学校现有教职工1438人，其中专任教师992人，具有高级职称的教师400余人，具有博士学位的教师181人
20、；各类在校生15800余人，校园占地总面积1460亩，分南区、北区和西区三个校区，环境优美，交通便利。建筑面积53万平方米，教学科研仪器设备总值亿元。图书馆拥有各类藏书万册，有12个中外文数据库，开通有国际联机检索，建有电子阅览室和镜像站点，形成了基于网络、文献信息资源丰富的图书情报系统。学校计算机网络发达，被XX省教育厅授予“XX省高等学校数字化校园示范工程单位”称号。近年来，学校先后被授予全国学校及周边治安综合治理先进集体、XX省文明单位、XX省思想政治工作先进单位等称号。此外，学校还先后被权威机构评为近年来中国发展最快的大学之一、XX公众最满意的十佳本科院校、XX最具影响力的十大教育品牌
21、。4.2 能耗现状2009年北区、西区上半年用油量97768升，天然气187500立方米，锅炉用煤量为吨，全年用电量为：650000kwh。4.3 现有动力供应4.3.1 电力供应现状现有两座变配电站，安装630 kVA一台、800kVA两台、1000kVA四台和1500kVA二台，总容量7500kVA。4.3.2 热力供应现状西校区现有燃油锅炉两台共4吨，北校区有燃油锅炉一台共2吨，主要功能是满足学生及教职工洗浴和向学生提供开水。南校区北苑现有燃煤锅炉两台共6吨，用于南区北苑供热、学生洗浴、开水供应。南区南苑现有10吨燃煤锅炉3台，6吨燃煤锅炉1台。承担南校区冬季采暖、食堂供汽、学生洗浴和开
22、水供应。4.4 目前能量利用存在的问题XX学校现有锅炉，南区锅炉型号3台、1台、北区锅炉Q2台、北区茶炉10-Q1台、西区锅炉台、西区茶炉10-Q 1台。其中5台燃煤蒸汽由于使用年限较长且属于小吨位锅炉燃烧效率低，在实际运行中，热效率低，能源浪费大，浓度高，烟气含硫量高，对大气污染严重。第5章 项目技术方案5.1 项目建设内容及规模本项目主要改造内容包括：1、锅炉改造部分（1）西校区现有2台2吨燃油锅炉，北校区1台2吨燃油锅炉改造成燃气锅炉；（2）淘汰南校区北苑现有燃煤锅炉两台共6吨，新建一台4吨燃气锅炉；2、南区北苑锅炉改造后，该区域冬季采暖由南区南苑锅炉负担，从锅炉房到北苑敷设热力管道94
23、1米，建立热交换站一座。3、南区南苑三台锅炉安装在线远程监控系统。5.2 燃气锅炉5.2.1 燃气锅炉的燃烧特点燃气锅炉使用发热量高的燃气,空气用量大,为使燃气能充分燃烧,需要大量的空气与之混合,燃气与空气的混合方式,对燃烧的强度、火焰长度和火焰温度都有很大的影响。根据混合方式不同,燃气的燃烧方法可分为三种:1、扩散燃烧此种燃烧方法即不预先混合,而是在燃气喷嘴口相互扩散并燃烧。其优点是燃烧稳定,燃具结构简单,但火焰较长,易发生不完全燃烧使受热面积碳。2、 预混部分空气燃烧此种燃烧方式即燃烧前预先将一部分空气与燃气混合(一次空气过剩系数在之间),然后进行燃烧。其优点是燃烧火焰清晰、燃烧强化、热效
24、率高。但是燃烧不稳定,对一次空气的控制及燃气成分要求较高。燃气燃烧器一般多用此种燃烧方式。3、 无焰燃烧此种燃烧方式即燃气所需空气在燃烧之前已与燃气充分均匀混合。一次空气过剩系数等于燃料完全燃烧时的空气过剩系数,在燃烧过程中不需要从周围空气中取得氧气。当燃气与空气混合物到达燃烧区后能在瞬间燃烧完毕。5.2.2 燃烧器燃烧器是使燃气和空气以一定方式喷出混合(或混合喷出)燃烧的装置统称,是锅炉的关键部件。燃烧器作为一种自动化程度较高的机电一体化设备,从其实现的功能可分为五大系统:送风系统、点火系统、监测系统、燃料系统、电控系统。1、送风系统送风系统的功能在于向燃烧室里送入一定风速和风量的空气,其主
25、要部件有:壳体、风机马达、风机叶轮、风枪火管、风门控制器、风门档板、凸轮调节机构、扩散盘。2、 点火系统点火系统的功能在于点燃空气与燃料的混合物,其主要部件有:点火变压器、点火电极、电火高压电缆。3、监测系统监测系统的功能在于保证燃烧器安全、稳定的运行,其主要部件有火焰监测器、压力监测器、温度监测器等。4、燃料系统燃料系统的功能在于保证燃烧器燃烧所需的燃料。燃气燃烧器主要有过滤器、调压器、电磁阀组、点火电磁阀组然、燃料蝶阀。5、电控系统电控系统是以上各系统的指挥中心和联络中心,主要控制元件为程控器,针对不同的燃烧器配有不同的程控器,常见的程控器有:LFL系列、LAL系列、LOA系列、LGB系列
26、,其主要区别为各个程序步骤的时间不同。燃气燃烧器的类型有:鼓风机电一体燃烧器、分体式燃气燃烧器、无鼓风燃气燃烧器、长火焰燃气燃烧器、,扩散式燃烧器等。目前市场上各种品牌的燃烧器很多,如英国“力威”、德国“威索”、意大利“百得”等,从产品结构和性能上各具特点、各有不同。在选用燃烧器时,必须使其适应于具体使用条件,如燃气的品种、压力、温度、空气压力、湿度和炉内压力等。燃烧器结构的复杂程度、对制造安装精度的要求、外形尺寸的大小、对燃烧道和炉膛的要求及能量的消耗等,也要综合考虑。5.2.3 燃气锅炉结构特点燃气锅炉使用燃烧器将燃料喷入锅炉炉膛,采用火室燃烧,由于燃气锅炉燃烧后不产生燃料灰渣,故燃气锅炉
27、无须排渣设施,而且也不需要引风机、除尘器等辅机设施。因为喷入炉内的燃气如果熄灭就容易发生爆炸,因此燃气锅炉需采用自动化的燃烧控制系统。燃气锅炉结构紧凑,小型的锅炉本体及其通风、给水、控制与辅助设备均设置在一个底盘上,大中型的也可组装出厂。5.2.4 燃气锅炉类型1、 卧式内燃火管锅炉锅壳纵向轴平等于地面且燃烧室包含在本体里面的火管锅炉称卧式内燃火管锅炉。炉胆是该类型锅炉的燃烧室。燃烧器喷嘴置于炉胆前部,燃烧产生的高温烟气延伸到后部,离开炉胆后折返空间(回燃室),近返后进入第二回程(烟管),如折返一次则称二回程锅炉,如折返二次则称三回程锅炉,以此类推,一般折返次数不超过四次,最常见的是三回程锅炉
28、。此类型锅炉根据炉胆后部烟气折返空间的结构型式可分为干背式锅炉和全湿背式锅炉。卧式内燃火管锅炉的锅壳和炉胆都是圆筒形元件,为保证安全运行,它们都必须有足够的强度和钢度。由于圆筒形元件的壁厚与筒体直径和压力的乘积成正比,所以无论锅壳或是炉胆,直径的增大和压力的提高,都意味着壁厚的增加。通过技术经济比较,若锅壳直径太大,其制造成本会超过同等容量和压力的水管锅炉,是不经济的;对于炉胆,若壁厚超过2122mm,则将导致热应力过大,危及锅炉运行安全。因此,燃气卧式内燃火管锅炉的工作压力一般都不超过;锅炉的出力,单炉胆锅炉一般不超过15t/h;双炉胆锅炉一般不超过30t/h。一般为小容量、低参数锅炉,热效
29、率低,但结构简单,水质要求低,运行维修方便。2、 水管锅炉当锅炉容量30t/h时,水管锅炉的各项指标明显优于火管锅炉,唯一需要注意的是燃气的燃烧特性要求微正压通风,所以对炉墙的强度和密封要求都很高。水管锅炉的主要型式有D型、A型和O型。三种型式的共同特点是:卧式布置,燃烧器水平安装,操作检修方便,宽高度尺寸较小,长度伸缩性较大,适合于锅筒系列化生产。其中D型锅炉是双锅筒纵置式,右(左)侧为水冷壁,左(右)是上锅筒之间的对流管束,根据需要可布置过热器或省煤器;O型也是双锅筒纵置式,上锅筒长,下锅筒短,前部炉膛两侧的水冷壁管在下部弯向对方并与其下集箱相连,燃烧器前部布置;A型单锅筒纵置式,炉膛和对
30、流管束均由上锅筒和两侧下集箱之间的管子构成,前部布置燃烧器,本锅炉尾部可设过滤器。可以制成小容量、低参数锅炉,也可以制成大容量、高参数锅炉。水管锅炉的热效率高,但对水质和运行水平的要求也较高。3、小型立式锅炉锅壳纵向轴线垂直于地面的锅炉为立式锅炉。其燃烧器一般布置在炉顶。中心是一个炉胆,烟气在炉底折返向上流动,冲刷翘片管形成的夹套中被加热,在上部分离出蒸汽;燃烧器也可布置在下部侧面,在炉胆中燃烧后向上冲刷烟管,水在烟管外锅壳里被加热。5.2.5 锅炉选型本项目考虑学校的实际情况，及方便以后的运行维修方便，采用卧式内燃火管锅炉锅。5.3 燃煤锅炉改燃气方案5.3.1 燃气锅炉的特点及改造原则5.
31、3.1.1 燃气锅炉的特点1、燃料的改变将引起锅炉燃烧特性和炉内传热特性的变化。燃气锅炉炉内辐射传热主要靠三原子气体(二氧化碳和水蒸气等)的辐射。它和燃煤锅炉不同的是，没有固体热辐射，但因为燃气燃烧后的烟气中水蒸气含量高(比燃煤锅炉燃烟煤时约高1倍)，虽然其二氧化碳含量相应减少，但水蒸气的热辐射能力比二氧化碳强，因此燃气锅炉的烟气总热辐射强度比燃煤锅炉高,特别是主燃烧区热强度更高。这一变化直接影响到炉膛受热面局部负荷增大，所以在进行改造时应进行校核性热力计算，并且在热力分析的基础上，考虑是否对锅炉的水循环和烟风阻力进行校核，使改造后的锅炉能安全可靠地运行。2、燃气锅炉没有飞灰磨损条件的限制，因
32、此可以增大烟气流速，在不增加锅炉换热面的情况下，提高对流换热系数。但是随着烟气流速的增加，烟气流动阻力也要增大，而且阻力的增加比换热系数的增加来得大，所以一般中小型燃气锅炉炉内取正压。3、燃气锅炉较燃煤锅炉效率高,但运行费用也较高。对于气体燃料(天然气、液化石油气、焦炉煤气等)，液体燃料(重油、柴油、煤油等)和固体燃料(烟煤、无烟煤等)，它们燃烧所需的理论空气量大致相同，即每4 186 kJ低热值约需 m3的理论空气量。而且，它们对应于每4 186 kJ低热值所产生的理论烟气量也大致相同，约为 m3。所以当燃煤锅炉改烧燃气时，由于燃烧时过剩空气系数相差很多，而总的理论空气量和理论烟气量又大致相
33、等,因此实际烟气量和空气量相差很大。一般燃煤比燃气时多15%60%。因此，改为燃气锅炉后，如果出力不变，则烟气流速明显降低。锅炉的鼓风机和引风机也因此富余15%60%的能力。另外，一般燃煤锅炉改为燃气锅炉后，由于换热面污染和积灰明显减轻，传热条件改善，过剩空气系数和排烟温度均有降低，不完全燃烧损失也可控制得较小，所以锅炉热效率可提高约5%10%。4、由于燃气与燃煤存在较大差异，锅炉房的设计也有很大不同。燃气锅炉房对防火防爆的要求应更高，其需要根据气源的可靠程度和锅炉负荷的重要程度来确定是否采取备燃方式及相应燃料储备。燃气锅炉房内煤气管道全部采用热轧无缝钢管，防止煤气的腐蚀泄漏。燃气锅炉房应有良
34、好的通风换气条件，防止CO中毒并设计燃气浓度报警装置等。5.3.1.2 锅炉改造应遵循的基本原则和要求当燃煤锅炉改造为燃气锅炉时，锅炉的燃烧方式也发生了改变，同时对锅炉的运行工况、锅炉房综合管理都带来巨大的影响和变化。特别是燃料气体是可燃、可爆的有毒气体，如果处理不当会发生炉膛爆炸、燃气外溢，甚至会引发火灾等。所以对锅炉煤改气，以下几个方面应该引起重视：一是锅炉改造必须遵照蒸汽锅炉安全技术监察规程和热水锅炉安全技术监察规程及国家有关技术法规进行。锅炉改造方案应得到当地锅炉监管部门的认可。二是首先应认真检查锅炉承压受热面是否存在严重腐蚀、结渣、过热等情况,受压元件必须保持基本完好。其次应根据锅炉
35、工作年限确定其改造使用价值。上述检查工作应请当地锅炉监检部门进行。三是应认真检查锅炉炉墙、烟道系统、锅炉给水系统及锅炉送风、引风系统。以上各系统应保持基本完好。四是锅炉改造后应保持锅炉原技术参数不变(如工作压力、温度等)，应保持或提高原锅炉的负荷及锅炉效率。五是锅炉改造后应符合国家环保各项技术指标的要求，彻底解决消烟除尘的问题。六是锅炉改造应做到简单易行，安全可靠，力求花钱少见效快，充分体现“煤炉改气炉”的优越性。5.3.2 主要技术方案5.3.2.1 锅炉各受热面重新进行校核计算锅炉受热面校核计算是按照锅炉机组已有的结构和尺寸去确定各个受热面交界处的水温、气温和烟气的温度。对锅炉机组做校核计
36、算时,不但烟气的中间温度和内部介质温度为未知数,而且排烟温度和热空气温度也是未知数,在计算时需要对以上温度进行假定。具体计算过程为:预先估计锅炉的排烟温度和热空气温度,以此确定锅炉的热损失、锅炉效率及燃料消耗量;再进行炉膛的热力计算,确定炉膛出口烟温及其吸热量;随后采用渐进法对炉膛后各受热面进行计算,并确定各受热面后的烟温。在进行计算时,如果各受热面烟气侧放热量Qd与工质吸热量Qcr之间的计算误差在规定的范围内,则受热面计算通过,该受热面不需调整,否则需要依据计算结果对锅炉受热面进行结构与换热面积的修正。表1为SHL20-25/400-A各受热面的计算结果(计算过程略)。其中炉膛出口烟温为97
37、0,炉膛壁面热强度为948kW/m3,满足炉膛传热要求。由表1可见,在将燃料由燃煤改为燃气后,除了要对对流管束进行调整外,炉膛与其它受热面结构、面积均不需要调整。对流管束的面积需要从原来的3988m2减少为303m2才能满足改造后受热面的要求(即将对流管束横向管排数由原来的15排改为12排。5.3.2.2 燃气燃烧器的型式确定燃气燃烧器按照空气供给方式可以分为三类,即引射式燃烧器、鼓风式燃烧器和自然引风式燃烧器。引射式燃烧器燃烧所需的空气由燃气射流吸入,鼓风式燃烧器需要鼓风设备将空气送入燃烧系统,自然引风式燃烧器则依靠炉膛中的负压将燃烧所需的空气吸入燃烧系统。在这三类燃烧器中,鼓风式燃气燃烧器
38、具有显著的优点:结构简单、制造容易,成本低;鼓风排除了燃烧器回火的可能,负荷调节范围极高;可充分增加燃气与空气的预热温度,使锅炉的燃烧效率得到提高;可使火焰高温区离开炉墙内表面,提高燃烧器及喷口处炉墙的寿命;由于空气与燃气的混合不在燃烧器内部进行,可显著减小燃烧器尺寸并使燃烧器达到极高的热负荷。由于锅炉本身就具有送风机,在改造时可利用原有的鼓风设备将燃烧所需的空气送入炉膛,因而在确定燃气燃烧器的型式时可优先选择鼓风式燃气燃烧器。5.3.2.3 燃气燃烧器位置的确定目前国内中小型锅炉按照燃烧方式分主要有层燃炉与室燃炉两种。层燃炉多数为链条炉,其特征是燃料在固定或缓慢运动着的炉排上燃烧。室燃炉多数
39、为煤粉炉,燃料煤粉通过炉墙或炉墙四角上的煤粉燃烧器进入炉膛实现燃烧,常见的有切圆燃烧与对冲燃烧两种燃烧方式。链条炉与室燃炉燃烧的方式不同,在由燃煤改造为燃气的设计中,其燃烧器的改造设计也不同。当改造的锅炉为链条炉时,其前后炉墙即炉拱的特殊形状为安装燃气燃烧器带来不便,故应将燃气燃烧器安装于链条炉的侧墙。为使改造后炉内的热交换状况与改造前相似以减少链条炉内换热设备的变动,应尽量将燃气燃烧器安装于炉膛侧墙中心下方。但此时要注意避免燃烧器位置过于靠下,以免使火焰直接冲刷链条炉排而将其烧坏。燃烧器在链条炉的安装高度可通过下列关系式确定。对自由紊流射流的燃气空气混合主体段,其射流宽度的特性关系式为从上式
40、可知,射流的宽度由射流半径及射流出口初速与射流截面轴向速度的比值决定。定义射流截面最大轴向速度Wm=时的射流距离为射程,此时的射流宽度R为燃烧器射流的最大着火周界,将Wm=代入上式,可得R =66R0考虑到炉膛内的负压会使射流发生向上的偏斜,则燃烧器安装高度的计算公式为H =66R0-b(式中b为射流偏斜距离,正常炉膛负压下b=100200mm)。对于煤粉炉,为保持与改造前炉膛空气动力场特性相似且减少改造工程量,可利用其原有煤粉燃烧器喷口位置安装新的燃气燃烧器。本项目锅炉燃烧器喷口半径12mm,偏斜距离b取为150mm,则燃烧器的安装高度为640mm。5.3.2.4 燃气燃烧器数量的确定燃煤锅
41、炉改造中燃气燃烧器的数量可由下式确定,即在设计中,单个燃烧器热负荷Qrq的选取要考虑锅炉实际运行时的负荷变化情况。如果锅炉负荷基本稳定,则Qrq数值取较大值,燃气燃烧器的数量n较少;如果锅炉负荷不稳定,变化值较大,则Qrq数值要取较小值,燃气燃烧器的数量n较多。实际改造中,为防止多个燃烧器同时运行时某一个燃烧器因事故熄火引起爆燃或炉膛爆炸,燃气燃烧器个数一般不超过4个。为解决锅炉在低负荷时燃气流量不足出现的熄火、回火等问题,可通过在燃烧器内部加装油枪来适应锅炉低负荷的变化。同时炉膛中应配合安装熄火防爆装置,比如当前技术较为成熟的FSSS系统。本例中,锅炉热负荷容量为5510kW,取锅炉单个燃烧
42、器热负荷为2800kW,则2个燃气燃烧器可以满足负荷要求。5.3.2.5 燃气防爆安全措施燃煤锅炉改造为燃气锅炉后,燃料的变化使改造后的锅炉存在着燃气爆炸的隐患。引起燃气锅炉爆炸的原因大致有以下几种:1、锅炉点火前,因某种原因燃气漏入炉膛而又未对炉膛、烟道进行吹扫或吹扫时间不够、风量不足,则点火时会发生爆炸。2、锅炉运行中由于熄火引起爆炸事故。这类事故多发生在燃烧器前燃气压力或风压波动太大引起脱火或回火情况下。3、当锅炉燃烧不良时,可燃气体进入锅炉后部烟道,与后部烟道漏入的空气混合形成的爆炸性气体,在高温作用下,可能引起二次燃烧或爆炸。可见,要防止燃气锅炉的炉膛或烟道发生爆炸,首先应防止在炉内
43、无明火的情况下燃气进入炉膛;其次是要保证良好燃烧。作为预防措施,在点火之前必须仔细吹扫炉膛和烟道,使其内部可能积存的可燃性气体及时排除。从安全方面考虑,有必要建立燃气锅炉燃烧系统,包括自动点火、熄火保护、燃烧自动调节、必要的连锁保护方面的自动化控制。同时为了减轻炉膛和烟道在发生爆炸时的破坏程度,燃气锅炉的炉膛和烟道上应设置防爆装置。此外燃气系统应装设放散管,在锅炉房燃气引入口总切断阀入口侧、母管末端、管道和设备的最高点、燃烧器前等处应布置放散点。在采取以上安全防爆措施后,可以确保锅炉处于安全运行状态之中。5.3.3 主要工程方案1、炉体拆除。燃煤锅炉将炉排及架子、前链轮、后滚筒、煤斗、鼓风箱及
44、筒子拆除。2、设备拆除。将锅炉除尘器,给煤减速机,2台除灰溜子及减速机、电机拆除。3、锅炉本体。炉排整体拆除后,炉体两侧用耐火砖砌筑,将炉内两侧集箱落到地面上,水冷壁管与集箱和下锅筒与集箱连接管加长、炉体下降管加长,改造后增加锅炉受热面积。4、燃气设备的安装,如图1所示(参考燃油燃气锅炉运行与管理)。瓦斯燃烧器。鼓风机筒子与燃烧器风口连接、水封贮气罐、电磁阀、紫外线火焰监测器及配电箱、炉墙右侧炉膛上方安装2套防爆门、管道阀、点火阀门安装等。5.4 热力交换站建设南区北苑锅炉改造后，该区域冬季采暖由南区南苑锅炉负担，须从锅炉房到北苑敷设热力管道941米，建立热交换站一座。建筑面积100m2。1、
45、站房采用地上式的砖混结构。2、购置交换机组、循环泵、软化设备、阀门、电控柜等的价格。5.5 在线远程监控系统南区南苑现有10吨燃煤锅炉3台，6吨燃煤锅炉1台。承担南校区冬季采暖、食堂供汽、学生洗浴和开水供应，为了实现节能减排目标，学校拟对3台10吨燃煤锅炉安装远程在线监控系统，有利于监控锅炉运行状态，科学调整输煤、输水量。远程监控系统主要由工控机、组态软件构成。用于接受本地系统发送的采集信号、参数设置及数据显示。DPN专线通讯波特率9600，支持V24通讯协议。设备通讯时使用DPN专线调制解调器。本地系统由PLC可变程序控制器、模拟量采集模块构成。整个系统构成如图所示：1、现场数据采集现场数据
46、包括模拟量和输入输出开关量。模拟量主要有锅炉出水温度、锅炉排烟温度、锅炉出水压力、系统出水压力、系统出水温度、系统回水温度、系统回水压力、系统出水热量及流量、系统出水流量和蒸汽流量。现场数据中的输入开关量包括一号系统循环泵、二号系统循环泵、一号系统补水泵、二号系统补水泵、燃烧机工作状态、燃烧机报警、软化水箱高水位、软化水箱低水位、膨胀水箱低水位、膨胀水箱高水位和燃气报警。输出开关量包括一号系统循环泵、二号系统循环泵、一号系统补水泵、二号系统补水泵、燃烧机启动和系统报警。系统的报警条件是循环泵故障、补水泵故障、燃烧机故障、燃气泄漏等。液晶触摸屏显示:显示格式为:9600的波特率8位不校验，RS232通讯口。液晶屏上设定的参数可以主动发送到PLC可编程序控制器中，液晶屏也可以接收由PLC可编程序控制器传送的采集数据。液晶触摸屏向PLC可编程序控制器发送的数据主要是引导符ESC（ASCII码）、炉号、年月日时间、锅炉出水温度上下限、锅炉出水压力上下限、锅炉回水压力上下限、定时开关、休息日选择等。液晶触摸屏接收PLC可编程序控制器传送的数据包括锅炉出水温度
