【正文】 運行中，熱效率低，能源浪費大，濃度高，煙氣含硫量高，對大氣污染嚴(yán)重。 西校區(qū)現(xiàn)有燃油鍋爐兩臺共 4 噸，北校區(qū)有燃油鍋爐一臺共 2 噸，主要功能是滿足學(xué)生及教職工洗浴和向?qū)W生提供開水。由于鍋爐使用年限較長，燃燒效率下降，近兩年來，油料價格上漲，鍋爐運行成本增加，且油料儲存安全隱患較大。 本項目通過對現(xiàn)有燃煤、燃油鍋爐進行節(jié)能改造，可以大大降低降低煤、電等能源的消耗，產(chǎn)生良好的社會、環(huán)境和經(jīng)濟效益。因此， XX 學(xué)校 加快進行本項目的建設(shè)是十分必要的。 項目實施方案 11 第 3章 項目位置及建設(shè)條件 項目地理位置 XX 學(xué)校 北校區(qū) 位于 XXX 路 41 號，南校區(qū)位 XX 路 1 號， 地理位置優(yōu)越。本項目在 XX 學(xué)校 南北 內(nèi)實施，不需新增土地和建筑。 氣象條件 XX 地區(qū)屬暖溫帶大陸性氣候，四季分明。 年平均氣溫： ℃ 年最高氣溫： 43℃ 年最低氣溫： ℃ 年平均降雨量： 毫米 年平均日照： 2400 小時 平均無霜期： 220 天 最大積雪深度： 230mm 最大凍土深度： 270mm 年平均風(fēng)速： 夏季空調(diào)室外計算干球溫度： ℃； 夏季空調(diào)日平均溫度： ℃ 冬季空調(diào)室外計算干球溫度： － 7℃ XX 市 連續(xù)陰雨 天數(shù)： 34 天 主導(dǎo)風(fēng)向：冬季為東北風(fēng)和西北風(fēng)，夏季為南風(fēng)。 項目實施方案 12 地形、地貌條件 XX學(xué)校 所在 地 XX市 屬平原洼地，為沖積平原， 局部有鹽堿和風(fēng)成粉細沙丘堆積。地勢西高東低，西南高東北低，海拔自 109 米降至 米，地面比降為 1/2500。本項目區(qū)內(nèi)地勢平坦。 地質(zhì)、地震條件 本項目廠址所在地地層主要由粉土和粉質(zhì)粘土組成，地層分布穩(wěn)定，地基土較均勻，場地內(nèi)不存在可液化地（土）層，屬中軟場地土，建筑場地類別為 Ⅱ 類。地下水位埋深在 左右，地下水為中性水，對混凝土無侵蝕性。 根據(jù)《建筑抗震設(shè)施規(guī)范》（ GB500112020）劃分， XX 市地震應(yīng)力峰值加速度分區(qū)為 ，對應(yīng)的地震基本裂度為 7 度。 公用工程條件 XX 學(xué)校 內(nèi)現(xiàn)有供排 水、供電設(shè)施齊全，可以滿足項目的建設(shè)需要。 項目實施方案 13 第 4章 用能現(xiàn)狀 現(xiàn)狀概述 XX 學(xué)校 始建于 1955 年，位于 XX 省 XX 市，是面向全國招生的省部共建、以省管為主的高等院校。 XX 學(xué)校 校園風(fēng)景學(xué)校現(xiàn)有教職工 1438 人，其中專任教師 992 人，具有高級職稱的教師 400 余人，具有博士學(xué)位的教師 181 人；各類在校生 15800 余人，校園占地總面積 1460 畝，分南區(qū)、北區(qū)和西區(qū)三個校區(qū)，環(huán)境優(yōu)美，交通便利。建筑面積 53萬平方米，教 學(xué)科研儀器設(shè)備總值 億元。圖書館擁有各類藏書 萬冊，有 12 個中外文數(shù)據(jù)庫，開通有國際聯(lián)機 檢索，建有電子閱覽室和鏡像站點，形成了基于網(wǎng)絡(luò)、文獻信息資源豐富的圖書情報系統(tǒng)。學(xué)校計算機網(wǎng)絡(luò)發(fā)達，被 XX 省教育廳授予 “XX 省高等學(xué)校數(shù)字化校園示范工程單位 ”稱號。近年來，學(xué)校先后被授予全國學(xué)校及周邊治安綜合治理先進集體、 XX 省文明單位、 XX 省思想政治工作先進單位等稱號。此外，學(xué)校還先后被權(quán)威機構(gòu)評為近年來中國發(fā)展最快的大學(xué)之一、 XX 公眾最滿意的十佳本科院校、 XX 最具影響力的十大教育品牌。 能 耗 現(xiàn)狀 2020 年北區(qū)、西區(qū)上半年用油量 97768 升，天然氣 187500 立方米，鍋爐用煤量為 噸，全年用 電量為： 650000kwh。 項目實施方案 14 現(xiàn)有 動力 供應(yīng) 電力供應(yīng)現(xiàn)狀 現(xiàn)有 兩 座變配電站，安裝 630 kVA 一臺、 800kVA 兩 臺、 1000kVA 四臺和 1500kVA 二臺，總?cè)萘?7500kVA。 熱力供應(yīng)現(xiàn)狀 西校區(qū)現(xiàn)有燃油鍋爐兩臺共 4 噸，北校區(qū)有燃油鍋爐一臺共 2 噸，主要功能是滿足學(xué)生及教職工洗浴和向?qū)W生提供開水。南校區(qū)北苑現(xiàn)有燃煤鍋爐兩臺共 6 噸，用于南區(qū)北苑供熱、學(xué)生洗浴、開水供應(yīng)。南區(qū)南苑現(xiàn)有 10 噸燃煤鍋爐 3 臺， 6 噸燃煤鍋爐 1 臺。承擔(dān)南校區(qū)冬季采暖、食堂供汽、學(xué)生洗浴和開水供應(yīng) 。 目前能量利用存在的問題 XX 學(xué)校 現(xiàn)有 鍋爐， 南區(qū)鍋爐型號 Ⅱ 3 臺、 Ⅱ 1 臺、北區(qū)鍋爐 、北區(qū)茶爐 、西區(qū)鍋爐 臺、西區(qū)茶爐 。 其中 5臺燃煤蒸汽 由于 使用年限較長 且屬于小噸位鍋爐燃燒效率低， 在實際運行中，熱效率低，能源浪費大，濃度高，煙氣含 硫量高，對大氣污染嚴(yán)重。 項目實施方案 15 第 5章 項目技術(shù)方案 項目建設(shè)內(nèi)容及規(guī)模 本項目主要 改造內(nèi)容 包括： 鍋爐改造部分 （ 1） 西校區(qū)現(xiàn)有 2 臺 2 噸燃油鍋爐，北校區(qū) 1 臺 2 噸 燃油鍋爐改造成燃氣鍋爐 ； （ 2） 淘汰 南校區(qū)北苑現(xiàn)有燃煤鍋爐兩臺共 6 噸， 新建一臺 4 噸燃氣鍋爐； 南區(qū)北苑鍋爐改造后，該區(qū)域冬季采暖由南區(qū)南苑鍋爐負擔(dān)，從鍋爐房到北苑敷設(shè)熱力管道 941 米，建立熱交換站一座。 南區(qū)南苑三臺鍋爐安裝在線遠程監(jiān)控系統(tǒng) 。 燃氣 鍋爐 燃氣鍋爐的燃燒特點 燃氣鍋爐使用發(fā)熱量高的燃氣 ,空氣用量大 ,為使燃氣能充分燃燒 ,需要大量的空氣與之混合 ,燃氣與空氣的混合方式 ,對燃燒的強度、火焰長度和火焰溫度都有很大的影響。根據(jù)混合方式不同 ,燃氣的燃燒方法可分為三種 : 擴散燃燒 此種燃燒方法即不 預(yù)先混合 ,而是在燃氣噴嘴口相互擴散并燃燒。其優(yōu)點是燃燒穩(wěn)定 ,燃具結(jié)構(gòu)簡單 ,但火焰較長 ,易發(fā)生不完全燃燒使受熱面積碳。 預(yù)混部分空氣燃燒 項目實施方案 16 此種燃燒方式即燃燒前預(yù)先將一部分空氣與燃氣混合 (一次空氣過剩系數(shù)在 ~ 之間 ),然后進行燃燒。其優(yōu)點是燃燒火焰清晰、燃燒強化、熱效率高。但是燃燒不穩(wěn)定 ,對一次空氣的控制及燃氣成分要求較高。燃氣燃燒器一般多用此種燃燒方式。 無焰燃燒 此種燃燒方式即燃氣所需空氣在燃燒之前已與燃氣充分均勻混合。一次空氣過剩系數(shù)等于燃料完全燃燒時的空氣過剩系數(shù) ,在燃燒過程中不需 要從周圍空氣中取得氧氣。當(dāng)燃氣與空氣混合物到達燃燒區(qū)后能在瞬間燃燒完畢。 燃燒器 燃燒器是使燃氣和空氣以一定方式噴出混合 (或混合噴出 )燃燒的裝置統(tǒng)稱 ,是鍋爐的關(guān)鍵部件。 燃燒器作為一種自動化程度較高的機電一體化設(shè)備 ,從其實現(xiàn)的功能可分為五大系統(tǒng) :送風(fēng)系統(tǒng)、點火系統(tǒng)、監(jiān)測系統(tǒng)、燃料系統(tǒng)、電控系統(tǒng)。 送風(fēng)系統(tǒng) 送風(fēng)系統(tǒng)的功能在于向燃燒室里送入一定風(fēng)速和風(fēng)量的空氣 ,其主要部件有 :殼體、風(fēng)機馬達、風(fēng)機葉輪、風(fēng)槍火管、風(fēng)門控制器、風(fēng)門檔板、凸輪調(diào)節(jié)機構(gòu)、擴散盤。 點火系統(tǒng) 點火系統(tǒng)的功能在于點燃空氣與燃料的 混合物 ,其主要部件有 :點火變壓器、點火電極、電火高壓電纜。 監(jiān)測系統(tǒng) 監(jiān)測系統(tǒng)的功能在于保證燃燒器安全、穩(wěn)定的運行 ,其主要部件有火焰監(jiān)測器、壓力監(jiān)測器、溫度監(jiān)測器等。 項目實施方案 17 燃料系統(tǒng) 燃料系統(tǒng)的功能在于保證燃燒器燃燒所需的燃料。燃氣燃燒器主要有過濾器、調(diào)壓器、電磁閥組、點火電磁閥組然、燃料蝶閥。 電控系統(tǒng) 電控系統(tǒng)是以上各系統(tǒng)的指揮中心和聯(lián)絡(luò)中心 ,主要控制元件為程控器 ,針對不同的燃燒器配有不同的程控器 ,常見的程控器有 :LFL 系列、LAL系列、 LOA系列、 LGB系列 ,其主要區(qū)別為各個程序步驟的時間不同。 燃氣燃燒器的類型有 :鼓風(fēng)機電一體燃燒器、分體式燃氣燃燒器、無鼓風(fēng)燃氣燃燒器、長火焰燃氣燃燒器、 ,擴散式燃燒器等。目前市場上各種品牌的燃燒器很多 ,如英國“力威”、德國“威索”、意大利“百得”等 ,從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和性能上各具特點、各有不同。在選用燃燒器時 ,必須使其適應(yīng)于具體使用條件 ,如燃氣的品種、壓力、溫度、空氣壓力、濕度和爐內(nèi)壓力等。燃燒器結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度、對制造安裝精度的要求、外形尺寸的大小、對燃燒道和爐膛的要求及能量的消耗等 ,也要綜合考慮。 燃氣鍋爐結(jié)構(gòu)特點 燃氣鍋爐使用燃燒器將燃料噴入鍋爐爐膛 ,采用火室燃燒 ,由于燃氣鍋爐燃燒后不產(chǎn)生燃料灰渣 ,故燃氣鍋爐無須排渣設(shè)施 ,而且也不需要引風(fēng)機、除塵器等輔機設(shè)施。因為噴入爐內(nèi)的燃氣如果熄滅就容易發(fā)生爆炸 ,因此燃氣鍋爐需采用自動化的燃燒控制系統(tǒng)。燃氣鍋爐結(jié)構(gòu)緊湊 ,小型的鍋爐本體及其通風(fēng)、給水、控制與輔助設(shè)備均設(shè)置在一個底盤上 ,大中型的也可組裝出廠。 燃氣鍋爐類型 臥式內(nèi)燃火管鍋爐鍋 殼縱向軸平等于地面且燃燒室包含在本體里面的火管鍋爐稱臥式內(nèi)項目實施方案 18 燃火管鍋爐。爐膽是該類型鍋爐的燃燒室。燃燒器噴嘴置于爐膽前部 ,燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔庋由斓胶蟛?,離開爐膽后折返空間 (回燃室 ),近返后進 入第二回程 (煙管 ),如折返一次則稱二回程鍋爐 ,如折返二次則稱三回程鍋爐 ,以此類推 ,一般折返次數(shù)不超過四次 ,最常見的是三回程鍋爐。此類型鍋爐根據(jù)爐膽后部煙氣折返空間的結(jié)構(gòu)型式可分為干背式鍋爐和全濕背式鍋爐。 臥式內(nèi)燃火管鍋爐的鍋殼和爐膽都是圓筒形元件 ,為保證安全運行 ,它們都必須有足夠的強度和鋼度。由于圓筒形元件的壁厚與筒體直徑和壓力的乘積成正比 ,所以無論鍋殼或是爐膽 ,直徑的增大和壓力的提高 ,都意味著壁厚的增加。通過技術(shù)經(jīng)濟比較 ,若鍋殼直徑太大 ,其制造成本會超過同等容量和壓力的水管鍋爐 ,是不經(jīng)濟的 。對于爐膽 ,若 壁厚超過21~22mm,則將導(dǎo)致熱應(yīng)力過大 ,危及鍋爐運行安全。因此 ,燃氣臥式內(nèi)燃火管鍋爐的工作壓力一般都不超過 。鍋爐的出力 ,單爐膽鍋爐一般不超過 15t/h。雙爐膽鍋爐一般不超過 30t/h。一般為小容量、低參數(shù)鍋爐 ,熱效率低 ,但結(jié)構(gòu)簡單 ,水質(zhì)要求低 ,運行維修方便。 水管鍋爐 當(dāng)鍋爐容量≥ 30t/h 時 ,水管鍋爐的各項指標(biāo)明顯優(yōu)于火管鍋爐 ,唯一需要注意的是燃氣的燃燒特性要求微正壓通風(fēng) ,所以對爐墻的強度和密封要求都很高。水管鍋爐的主要型式有 D型、 A型和 O型。三種型式的共同特點是 :臥式布置 ,燃燒器水 平安裝 ,操作檢修方便 ,寬高度尺寸較小 ,長度伸縮性較大 ,適合于鍋筒系列化生產(chǎn)。其中 D型鍋爐是雙鍋筒縱置式 ,右 (左 )側(cè)為水冷壁 ,左 (右 )是上鍋筒之間的對流管束 ,根據(jù)需要可布置過熱器或省煤器 。O 型也是雙鍋筒縱置式 ,上鍋筒長 ,下鍋筒短 ,前部爐膛兩側(cè)的水冷壁管在下部彎向?qū)Ψ讲⑴c其下集箱相連 ,燃燒器前部布置 。A 型單鍋筒縱置式 ,爐膛和對流管束均由上鍋筒和兩側(cè)下集箱之間的管子構(gòu)成 ,前部布置燃燒器 ,本鍋爐尾部可設(shè)過濾器?？梢灾瞥尚∪萘俊⒌蛥?shù)項目實施方案 19 鍋爐 ,也可以制成大容量、高參數(shù)鍋爐。水管鍋爐的熱效率高 ,但對水質(zhì)和運行水平的要求也較 高。 小型立式鍋爐 鍋殼縱向軸線垂直于地面的鍋爐為立式鍋爐。其燃燒器一般布置在爐頂。中心是一個爐膽 ,煙氣在爐底折返向上流動 ,沖刷翹片管形成的夾套中被加熱 ,在上部分離出蒸汽 。燃燒器也可布置在下部側(cè)面 ,在爐膽中燃燒后向上沖刷煙管 ,水在煙管外鍋殼里被加熱。 鍋爐選型 本項目考慮學(xué)校的實際情況，及方便以后的運行維修方便，采用臥式內(nèi)燃火管鍋爐鍋。 燃煤鍋爐 改燃氣 方案 燃氣鍋爐的特點及改造原則 燃氣鍋爐的特點 燃料的改變將引起鍋爐燃燒特性和爐內(nèi)傳熱特性的變化。燃氣鍋爐爐內(nèi)輻射傳熱主要靠三原子氣體 (二氧化碳和水蒸 氣等 )的輻射。它和燃煤鍋爐不同的是，沒有固體熱輻射，但因為燃氣燃燒后的煙氣中水蒸氣含量高 (比燃煤鍋爐燃煙煤時約高 1 倍 )，雖然其二氧化碳含量相應(yīng)減少，但水蒸氣的熱輻射能力比二氧化碳強，因此燃氣鍋爐的煙氣總熱輻射強度比燃煤鍋爐高 ,特別是主燃燒區(qū)熱強度更高。這一變化直接影響到爐膛受熱面局部負荷增大，所以在進行改造時應(yīng)進行校核性熱力計算，并且在熱力分析的基礎(chǔ)上，考慮是否對鍋爐的水循環(huán)和煙風(fēng)阻力進行校核，使改造后的鍋爐能安全可靠地運行。 燃氣鍋爐沒有飛灰磨損條件的限制，因此可以增大煙氣流速，在項目實施方案 20 不增加鍋爐換熱面的情 況下，提高對流換熱系數(shù)。但是隨著煙氣流速的增加，煙氣流動阻力也要增大，而且阻力的增加比換熱系數(shù)的增加來得大，所以一般中小型燃氣鍋爐爐內(nèi)取正壓。 燃氣鍋爐較燃煤鍋爐效率高 ,但運行費用也較高。對于氣體燃料 (天然氣、液化石油氣、焦?fàn)t煤氣等 )，液體燃料 (重油、柴油、煤油等 )和固體燃料 (煙煤、無煙煤等 )，它們?nèi)紵璧睦碚摽諝饬看笾孪嗤?，即?4 186 kJ 低熱值約需 m3 的理論空氣量。而且，它們對應(yīng)于每 4 186 kJ低熱值所產(chǎn)生的理論煙氣量也大致相同，約為 m3。所以當(dāng)燃煤鍋爐改燒燃氣時，由于燃燒 時過剩空氣系數(shù)相差很多，而總的理論空氣量和理論煙氣量又大致相等 ,因此實