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不同燃料运行成本对比

作者:永兴锅炉集团 | 来源: 河南永兴锅炉集团有限公司 | 时间:2019-06-19 16:29:59

不同燃料的锅炉运行成本比较

一、燃料种类对比

当前锅炉使用的燃料主要有煤、生物质、轻(重)油、液化石油气、天然气和电能及二甲醚。

1、煤作为固体燃料,平均热值在6000Kal/kg以下,煤作为锅炉燃料,运输量大、储存环境条件恶劣,沸腾燃烧后造成粉尘飞扬,排放氮氧化物(以下简称NOX)、硫化物(以下简称SOX)等气体,污染环境,此外燃煤锅炉占地大,安装复杂,锅炉升温、升压速度慢,燃料供应、除尘、除灰、除硫的辅助设施多,还需大面积的储煤、储灰场地。运行维护费用较高。虽然目前煤碳与其他燃料相比具有绝对的价格优势,但是,随着煤炭价格的不断攀升,其实际价格逐渐向其他燃料价格逼近;燃料、人工和粉尘、脱硫等后续治理费用叠加,总费用逐渐接近其他燃料的消耗费用,且其运行成本过高,环境效益差。

2、生物质能是世界上第四大能源,仅次于煤炭、石油和天然气。根据估算,陆地年产量1200亿吨生物质,海洋年产500亿吨生物质。生物质能源的年产量远远超过全世界总能源需求量。随着农林业的发展,生物质资源还将越来越多,生物质燃料从根本上降低燃烧成本。生物质成型燃料水分:<15%,密度:800~1100kg/m³;块状尺寸为32×30×(30~80)mm,或棒状尺寸为φ30×(30~80)mm,燃烧成型生物质燃料,也可纯燃煤或与成型生物质燃料从而提供热能,或进行发电。

3、轻(重)油是液体燃料,平均热值为10000Kal/kg以上。作为锅炉燃料,轻(重)油在进入炉膛时必须要先行雾化,才能与空气有效均匀混合而燃烧,燃烧后含不完全燃烧的油粒,聚集于尾部受热面和尾部烟道内,可能造成尾部受热面、尾部烟道的二次燃烧或爆燃而损坏尾部受热面或烟道;油燃烧后排放的烟气含大量的NOX、SOX气体,除去烟气中这些气体,要投入相应的脱硫设施,运行费用较高。此外使用燃油作为锅炉燃料,企业需要配置一定量的储油设施。       

4、电热作为获取热水和蒸汽的热源,是通过电热元件通电后直接对水加热,一般称为(大型、中型)电热水器或电蒸汽发生器。电热炉没有燃料燃烧后的物质排放,不产生污染物危害,也没有噪声污染,劳动卫生条件优越。但是锅炉使用电热必须要建蓄能装置,一次性投资较大。现有电热锅炉的容量都比较小,多用于0.7MW以下的热水锅炉。

5、液化石油气

液化石油气主要成分为丙烷、丁烷(以下简称LPG),其热值为11000大卡/kg,其性质指标如下:

名称:      液化石油气

主要成分:  丙烷、丁烷

分子式:    C3H8、C4H10

热值:      11000Kal/kg

自燃点:    446~480℃

着火温度:   450℃

爆炸极限:  1.5~ 9.5%

液化石油气作为锅炉燃料,洁净、方便,燃烧后的产物主要是二氧化碳和水,是理想的清洁燃料之一。但是液化石油气燃点低,爆炸极限下限低,范围宽,溢出后迅速气化,气体扩散后比空气重1.5-2.8倍,常聚集于地表,不易逸散,极易着火燃烧爆炸,造成严重的危害。同时由于本地和邻近省份均无液化石油气资源,均需到国内炼油厂或沿海进口港口购买,价格昂贵,运输成本高;若作为锅炉燃料,需要备一定量的气化设备,合适的存放区域,必备的消防条件等,一次性投资较大。

6、天然气

天然气主要成分是甲烷(CH4),无色、无毒、无腐蚀性,热值高,燃烧效益高,燃烧后所排放的废气和污染物少。天然气主要成分甲烷,燃烧产物主要是二氧化碳和水,被人们称为“绿色燃料”。

天然气作为锅炉燃料,洁净、方便。燃烧后的产物主要是CO2和水,产生的污染危害极小,是理想的清洁燃料之一,由于其密度较轻,溢出后会迅速扩散,气体扩散后因比空气轻,不会聚集于地表,很容易逸散。同时由于管道天然气由燃气公司管输到企业,企业本身无需投入大的运输和储存设备,可节约较大的建设和运行费用,天然气锅炉起停方便、迅速,升温升压速度快,负荷调节容易,自动化程度高,劳动强度低,没有飞灰和烟尘的污染,运行辅助费用低。

7、二甲醚

二甲醚在常温常压下是呈气态,DME的沸点为-24.9°C,通过压缩可成为液体。二甲醚的低热值64686KJ/m3,爆炸下限为3.4%,作为锅炉燃料,需要配备一定的储存气化设备、合适的存放区域,满足相应的消防条件等,一次性投资较大。

二、燃料的单位价格比较

1)基础数据

序号

燃料类型

燃料热值

单价

备注

1

重油

10000Kcal/Kg

3600元/吨

 

2

天然气

8500Kcal/Nm3

3.5元/Nm3

 

3

861Kcal/度

1元/度

 

4

0#柴油

10300Kcal/Kg

6000元/吨

 

5

5500Kcal/Kg

600元/吨

 

6

生物质

3900Kcal/kg

800元/吨

 

7

液化石油气

11000Kal/Kg

6500元/吨

 

8

二甲醚

6881Kal/Kg

3500元/吨

2)热能利用价格比(以一台一吨锅炉满负荷运行一小时进行比较)

项目

蒸汽炉型

燃料名称

热效率

(%)

燃尽率

(%)

单价

耗量/

蒸汽

成本/

重油锅炉

重油

84

98

3600/

71Kg

270

燃气锅炉

天然气

92

99

3.5/m3

75.6m3

270

柴油锅炉

柴油

90

99

6000/

70Kg

420

燃煤锅炉

75

70

600/

146Kg

87.2

生物质锅炉

生物质

75

72

800/

205

164

燃气锅炉

液化石油气

92

99

6500/

60Kg

390

电锅炉

98

100

1/

700

700

燃气锅炉

二甲醚

92

99

3500/

100Kg

350

三、燃料运行量对比

 表1  10吨锅炉燃料运行费及辅助设施、人工费用对照表

(在锅炉运行参数达到锅炉设计的参数值的同等条件下)

项目名称

柴油锅炉

天然气锅炉

重油锅炉

燃煤锅炉

生物质锅炉

二甲醚锅炉

液化气锅炉

燃料单价

5200

/

3.5/m3

3600/

400/

800

/

3500

/

6500

/

耗量/吨蒸汽

71Kg

75.6m3

75Kg

200Kg

300Kg

100Kg

60Kg

10T/H蒸汽的燃料耗量

710Kg

756m3

750Kg

2000Kg

(2T)

3000Kg

1000Kg

 

600Kg

20小时/300/年计算

710×20×300=4260

756×20×300=4536000 m3

750×20×300=4500

12000

18000

6000

 

3600

年燃烧耗费

5200/吨×4260=2215.2万元

3.5/ m3×4536000m3=1587.6万元

3600/吨×4500=1620万元

480万元

800/吨×18000吨=1440万元

3500/吨×6000吨=2100万元

6500/吨×3600吨=2340万元

热效率%

85

92

84

75

75

92

92

燃尽率%

99

99

98

70

70

99

99

轮班数

3

3

3

3

3

3

3

当班操作工

3

2

3

3

3

3

3

辅助工人数

2

0

2

4

2

2

2

耗工总数

15

6

15

21

15

15

15

日工时总数

120

48

120

168

120

120

120

小时工资成本(元)

13.5

5.4

13.5

18.9

13.5

13.5

13.5

    注1、其他辅助费用(以24小时,360天计算),储存、运输、除S、人工(1吨/h蒸汽,其他辅助费用每增加1元,>8.64万元/年)实际核算1吨/h蒸汽其他辅助费用>130元,年耗资>1123.2万元/年。

注2、辅助工人数,煤炉:每班煤场粉碎3人,出灰、渣1人;生物质炉:每班生物质粉碎3人,出灰、渣1人;油及液化石油气、二甲醚炉:每班储油、液化石油气辅助工2人;煤炉、油及液化石油气、二甲醚炉其它费用:燃料运费,灰、渣运费,除尘、除硫水电费。

注3、按最低工资标准650元/人.月计算, 小时工资为2.7元/人.小时。

由上表比较可以看出,燃煤锅炉、生物质锅炉、燃油锅炉在运行增加了清灰除油的人工费用及烟道的维护费用,同时还需增加除NOX和SOX等有害其他的环保设备,燃气锅炉则可节约此类运行费用。而在三类燃气锅炉中天然气锅炉在运行费用、日工时总数及小时人工成本比其它两种燃料锅炉运行成本都要低,是最经济合理的。