大型集中供暖+生产110t/h蒸汽锅炉燃气燃煤燃油电加热锅炉方案对比
1、工程概况
为满足河南某产业集聚区企业生产用汽和城区采暖的需要，本文仅以一台110t/h蒸汽锅炉，燃气、燃煤、燃油、电加热四种方式为例进行方案比较，锅炉的参数暂定为1.3MPa，350℃。
2、锅炉型式比较
2.1 锅炉型式
针对本工程用汽要求，目前可以利用的锅炉型式有燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、电锅炉，下文主要对这四种锅炉类型方案进行技术和经济比较。
2.2 锅炉方案
2.2.1 方案一：燃煤锅炉
本工程燃煤锅炉选用的110t/h链条炉，系统较复杂，辅助设备较多，锅炉房运行、维护工作量较大，为满足环保要求，还需要建设脱硝、除尘和脱硫等配套设施，锅炉房的建设规模较大，主要设备如下：
(1)锅炉本体;
(2)斗提上煤机;
(3)送风机;
(4)引风机;
(5)SNCR;
(6)布袋除尘器;
(7)脱硫塔;
(8)除渣机;
(9)给水泵;
(10)给水箱;
(11)除氧器;
(12)排污扩容器;
(13) 烟囱;
2.2.1.1系统流程
燃煤锅炉方案系统流程为：斗提上煤机将煤翻倒在煤斗中，送至锅炉的炉排，送风机给锅炉提供燃烧所需的空气，燃烧所产生的烟气通过经过SNCR装置脱硝、布袋除尘器除尘、脱硫塔脱硫后、经烟囱排放。锅炉燃烧产生的炉渣通过除渣机清除。给水箱中的给水，加药除氧后，经给水泵升压，进入锅炉，通过蒸发受热面吸收燃油燃烧释放的能量，形成过热蒸汽，通过热网管线，蒸汽被送往用户。
2.2.1.2工程占地
燃煤锅炉方案，建筑主要为锅炉房，烟气处理区和储煤区。
- 锅炉房：考虑管道布置、设备检修、控制室占地等综合因素，锅炉房占地约25mx22m，面积770m2，高度为10m。脱硝装置15mx10m。
- 烟气处理区：包括送风机、布袋除尘器、脱硫塔、脱硫辅助系统、引风机以及引风机后的45m高的钢烟囱，占地约20mx35m，面积700m2，
- 储煤区：经初步计算储煤区占地约20mx20m，考虑和大机组公用，或者采临时堆放的措施，本次暂不计列该储煤区的占地。
2.2.3 方案二：燃气锅炉
燃气锅炉与燃油锅炉大致相同，只是燃料不同，但涉及到厂址附近天燃气管线接口问题，经调研，天然气公司将天然气管道接至本项目的厂房外，本项目暂不考虑调压站。主要设备如下：
(1) 锅炉本体;
(2) 给水泵;
(3) 送风机;
(4) 给水箱;
(5) 排污扩容器;
(6) 烟囱;
2.2.3.1 系统流程
燃气锅炉方案系统流程为：燃气输送至燃烧器;调风器形成的空气旋转气流，与燃油扰动混合，形成强烈燃烧;燃烧产生的烟气通过15m高的钢制烟囱就地排放;给水箱中的给水，加药除氧后，经给水泵升压，进入锅炉，通过蒸发受热面吸收燃油燃烧释放的能量，形成过热蒸汽，通过热网管线，蒸汽被送往用户。
2.2.3.2工程占地
燃气锅炉方案，建筑主要为锅炉房。
锅炉房：考虑管道布置、设备检修、控制室占地等综合因素，锅炉房占地22mx16m，面积352m2，高度为9m。锅炉房外设立钢制烟囱，高度为15m，直径为1m。
2.2.4方案三：电锅炉
电锅炉系统简单，辅助设备较少，经调研厂址附近有10kv线路，可直接给电锅炉供电，主要设备包括如下：
(1) 锅炉本体;
(2) 除氧器;
(3) 排污罐;
(4) 给水泵
(5)补水泵;
(6) 加药罐;
2.2.4.1系统流程
电极锅炉：补水泵将加药罐中加药后的水输送至除氧器;给水在除氧器中加热、除氧后，经给水泵升压，进入锅炉底部贮水区域;炉水通过循环泵从外筒进入内筒，锅炉内筒里的三相电极浸在水中，三相电极通电后直接加热具有一定电导率的炉水，在电流的作用下，炉水被迅速加热，产生高品质的蒸汽，见图2.2.4。
图2.2.4电极锅炉原理图
2.2.4.2工程占地
考虑管道布置、设备检修、控制室以及室外变压器占地等综合因素，电锅炉总体占地11mx16m，约176m2。
2.3 经济性比较
2.3.1 初投资
| 序号 | 投资项 | 方案一 燃煤炉 | 方案二 燃气炉 | 方案三 电炉 |
| 1 | 锅炉岛设备投资 | 800万元 （包含全套设备） | 450万元 （参考华能集团同类型燃机电厂燃气锅炉报价） | |
| 2 | 锅炉房土建投资 | 约370万元 | 约125万元 | |
| 3 | 外部系统投资（10千伏配电或者燃料系统） | 包含在设备总价里 | 约100万元 （开户费） | |
| 4 | 安装费用 | 160万元 | 80万元 | |
| 5 | 环保（在线监测） | 50万元 | 50万元 | |
| 6 | 电力接入系统 | 15万元 （一台630kvA变压器） | 14万元 （一台400kvA变压器） | |
| 7 | 总计 | 1395万元 | 819万元 |
2.3.2运行费用
| 序号 | 项目 | 方案一 燃煤炉 | 方案二 燃气炉 | 方案三 电锅炉 |
| 1 | 燃料消耗量 | 2t/h | 2000Nm³/h | 16000 kw/h |
| 燃料消耗费 | 2*700＝ 1400元/h | 2000*2.66 ＝5320元/h | 16000*0.6428 ＝10285元/h | |
| 2 | 辅机耗电量 | 500kw/h | 200kw/h | 50kw/h |
| 辅机耗电费 | 12600/30/22+ 500*0.6428 ＝340.5元/h | 8000/30/22+ 200*0.6428 ＝140.7元/h | 8000/30/22+ 50*0.6428 ＝44.3元/h | |
| 3 | 运行人员费用 | 80元/h （每班4人） | 40元/h （每班2人） | 20元/h （每班1人） |
| 4 | 小时运行费用 | 1820.5元 | 5500.7元 | 10349.3元 |
| 日运行费用 | 4.005万元 | 12.102万元 | 22.769万元 | |
| 年运行费用 | 1456.4万元 | 4400.6万元 | 8279.44万元 |
注：1.电度电价按0.6428元/kw计算;630kvA变压器基本电价630x20=12600元/月;400kvA变压器基本电价400x20=8000元/月;
2.标煤煤价按700元/t计算;
3.油价按7000元/t计算;
4.天然气按2.66元/Nm3计算;
5.日利用小时数按22h计算;
6.年利用小时数按8000h计算。
2.4 小结
通过对燃煤、燃油、燃气和电锅炉在系统、初投资和运行费用上的比较可以看出，燃煤锅炉虽然运行费用最低，但锅炉结构最复杂，辅助设备最多，锅炉房运行、维护工作量较大，为满足环保要求，还需要建设脱硝、除尘和脱硫等配套设施，锅炉房的建设规模较大，燃煤锅炉的初投资最高;燃油锅炉在不计列含油区投资的情况下初投资最省，但其运行费用最高;燃气锅炉的初投资费用稍高于燃油锅炉，但其运行费用仅是燃油锅炉的一半;电锅炉的初投资仅次于燃煤锅炉。从年运行费用上统计，燃油锅炉是燃煤锅炉的6.25倍、电锅炉是燃煤锅炉的5.7倍、燃气锅炉是燃煤锅炉的3.02倍。