【正文】 建設(shè)是實現(xiàn) XX 學(xué)校 自身可持續(xù)發(fā)展的需要 項目實施方案 10 單位 節(jié)能降耗既是全社會節(jié)能的關(guān)鍵所在，也是提高 單位 自身競爭能力的客觀需要，是提高市場競爭力的重要手段。 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。 本項目通過對現(xiàn)有燃煤、燃油鍋爐進(jìn)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。 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。 氣象條件 XX 地區(qū)屬暖溫帶大陸性氣候，四季分明。 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(xì)沙丘堆積。本項目區(qū)內(nèi)地勢平坦。地下水位埋深在 左右，地下水為中性水，對混凝土無侵蝕性。 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。 XX 學(xué)校 校園風(fēng)景學(xué)?，F(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。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(xiàn)信息資源豐富的圖書情報系統(tǒng)。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(jìn)集體、 XX 省文明單位、 XX 省思想政治工作先進(jìn)單位等稱號。 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。 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。南區(qū)南苑現(xiàn)有 10 噸燃煤鍋爐 3 臺， 6 噸燃煤鍋爐 1 臺。 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 。 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?xì)忮仩t ； （ 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?xì)忮仩t； 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(fù)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。 燃?xì)?鍋爐 燃?xì)忮仩t的燃燒特點 燃?xì)忮仩t使用發(fā)熱量高的燃?xì)?,空氣用量大 ,為使燃?xì)饽艹浞秩紵?,需要大量的空氣與之混合 ,燃?xì)馀c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。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。其優(yōu)點是燃燒火焰清晰、燃燒強化、熱效率高。燃?xì)馊紵饕话愣嘤么朔N燃燒方式。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。 燃燒器 燃燒器是使燃?xì)夂涂諝庖砸欢ǚ绞絿姵龌旌?(或混合噴出 )燃燒的裝置統(tǒng)稱 ,是鍋爐的關(guān)鍵部件。 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(dá)、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。 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。燃?xì)馊紵髦饕羞^濾器、調(diào)壓器、電磁閥組、點火電磁閥組然、燃料蝶閥。 燃?xì)馊紵鞯念愋陀?:鼓風(fēng)機電一體燃燒器、分體式燃?xì)馊紵?、無鼓風(fēng)燃?xì)馊紵鳌㈤L火焰燃?xì)馊紵鳌?,擴散式燃燒器等。在選用燃燒器時 ,必須使其適應(yīng)于具體使用條件 ,如燃?xì)獾钠贩N、壓力、溫度、空氣壓力、濕度和爐內(nèi)壓力等。 燃?xì)忮仩t結(jié)構(gòu)特點 燃?xì)忮仩t使用燃燒器將燃料噴入鍋爐爐膛 ,采用火室燃燒 ,由于燃?xì)忮仩t燃燒后不產(chǎn)生燃料灰渣 ,故燃?xì)忮仩t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。燃?xì)忮仩t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。爐膽是該類型鍋爐的燃燒室。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。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。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。鍋爐的出力 ,單爐膽鍋爐一般不超過 15t/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。水管鍋爐的主要型式有 D型、 A型和 O型。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 。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。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。其燃燒器一般布置在爐頂。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。 燃煤鍋爐 改燃?xì)?方案 燃?xì)忮仩t的特點及改造原則 燃?xì)忮仩t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。它和燃煤鍋爐不同的是，沒有固體熱輻射，但因為燃?xì)馊紵蟮臒煔庵兴魵夂扛?(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?xì)忮仩t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。 燃?xì)忮仩t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)。 燃?xì)忮仩t較燃煤鍋爐效率高 ,但運行費用也較高。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。一般燃煤比燃?xì)鈺r多 15%～ 60%。鍋爐的鼓風(fēng)機和引風(fēng)機也因此富余 15%～ 60%的能力。 由于燃?xì)馀c燃煤存在較大差異，鍋爐房的設(shè)計也有很大不同。燃?xì)忮仩t房內(nèi)煤氣管道全部采用熱軋無縫鋼管，防止煤氣的腐蝕泄漏。 鍋爐改造應(yīng)遵循的基本原則和要求 當(dāng)燃煤鍋爐改造為燃?xì)忮仩t時，鍋爐的燃燒方式也發(fā)生了改變，同時對鍋爐的運行工況、鍋爐房綜合管理都帶來巨大的影響和變化。所以對鍋爐煤改氣，以下幾個方面應(yīng)該項目實施方案 21 引起重視： 一是鍋爐改 造必須遵照《蒸汽鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》和《熱水鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》及國家有關(guān)技術(shù)法規(guī)進(jìn)行。 二是首先應(yīng)認(rèn)真檢查鍋爐承壓受熱面是否存在嚴(yán)重腐蝕、結(jié)渣、過熱等情況 ,受壓元件必須保持基本完好。上述檢查工作應(yīng)請當(dāng)?shù)劐仩t監(jiān)檢部門進(jìn)行。以上各系統(tǒng)應(yīng)保持基本完好。 五是 鍋爐改造后應(yīng)符合國家環(huán)保各項技術(shù)指標(biāo)的要求，徹底解決消煙除塵的問題。 主要技術(shù)方案 鍋爐各受熱面重新進(jìn)行校核計算 鍋爐受熱面校核計算是按照鍋爐機組已有的結(jié)構(gòu)和尺寸去確定各個受熱面交界處的水溫、氣溫和煙氣的溫度。具體計算過程為 :預(yù)先估計鍋爐的排煙溫度和熱空氣溫度 ,以此確定鍋爐的熱損失、鍋爐 效率及燃料消耗量 。隨后采用漸進(jìn)法對爐膛后各受熱面進(jìn)行計算 ,并確定各受熱面后的煙溫。表 1 為SHL202其中爐膛出口煙溫為 970℃ ,爐膛壁面熱強度為 94 由表 1 可見 ,在將燃料由燃煤改為燃?xì)?后 ,除了要對對流管束進(jìn)行調(diào)整外 ,爐膛與其它受熱面結(jié)構(gòu)、面積均不需要調(diào)整。8m2減少為 303m2 才能滿足改造后受熱面的要求 (即將對流管束橫向管排數(shù)由原來的 15 排改為 12 排。引射式燃燒器燃燒所需的空氣由燃?xì)馍淞魑?,鼓風(fēng)式燃燒器需要鼓風(fēng)設(shè)備將空氣送入燃燒系統(tǒng) ,自然引風(fēng)式燃燒器則依靠爐膛中的負(fù)壓將燃燒所需的空氣吸入燃燒系統(tǒng)。②鼓風(fēng)排除了燃燒器回火的可能 ,負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍極高 。④可使火焰高溫區(qū)離開爐墻內(nèi)表面 ,提高燃燒器及噴口處爐墻的壽命 。 由于鍋爐本身就具有送風(fēng)機 ,在改造時可利用原有的鼓風(fēng)設(shè)備將燃燒所需的空氣送入爐膛 ,因而在確定燃?xì)馊紵鞯男褪綍r可優(yōu)先選擇鼓風(fēng)式燃?xì)馊紵?。層燃爐多數(shù)為鏈條爐 ,其特征是燃料在固定或緩慢運動著的爐排上燃燒。鏈條爐與室燃爐燃燒的方式不同 ,在由燃煤改造為燃?xì)獾脑O(shè)計中 ,其燃燒器的改造設(shè)計也不同。為使改造后爐內(nèi)的熱交換狀況與改造前相似以減少鏈條爐內(nèi)換熱設(shè)備的變動 ,應(yīng)盡量將燃?xì)馊紵靼惭b于爐膛側(cè)墻中心下方。燃燒器在鏈條爐的安裝高度可通過下列關(guān)系式確定。定義射流截面最大軸向速度 Wm= 時的射流距離為射程 ,此時的射流寬度 R為燃燒器射流的最大著火周界 ,將 Wm=代入上式 ,可得 R =66R0考慮到爐膛內(nèi)的負(fù)壓會使射流發(fā)生向上的偏斜 ,則燃燒器安裝高度的計算公式為 H =66R0b(式中 b 為射流偏斜距離 ,正常 爐膛負(fù)壓下 b=100~200mm)。 本項目 鍋爐燃燒器噴口半徑 12mm,偏斜距離 b 取為 150mm,則燃燒器的安裝高度為 640mm。如果鍋爐負(fù)荷基本穩(wěn)定 ,則 Qrq 數(shù)值取較大值 ,燃?xì)馊紵鞯臄?shù)量 n較少 。實際改造中 ,為防止多個燃燒器同時運行時某一個燃燒器因事故熄火引起爆燃或爐膛爆炸 ,燃?xì)馊紵鱾€數(shù)一般不超過 4個。同時爐膛中應(yīng)配合安裝熄火防爆裝置 ,比如當(dāng)前技術(shù)較為成熟的 FSSS 系統(tǒng)。 燃?xì)夥辣踩胧? 燃煤鍋爐改造為燃?xì)忮仩t后 ,燃料的變化使改造后的鍋爐存在著燃?xì)?爆炸的隱患。 鍋爐運行中由于熄火引起爆炸事故。 當(dāng)鍋爐燃燒不良時 ,可燃?xì)怏w進(jìn)入鍋爐后部煙道 ,與后部煙道漏入的空氣混合形成的爆炸性氣體 ,在高溫作用下 ,可能引起二次燃燒或爆炸。其次是要保證良好燃燒。從安全方面考慮 ,有必要建立燃?xì)忮仩t燃燒系統(tǒng) ,包括自動點火、熄火保護、燃燒自動調(diào)節(jié)、必要的連鎖保護方面的自動化控制。此外燃?xì)庀到y(tǒng)應(yīng)裝設(shè)放散管 ,在鍋爐房燃?xì)庖肟诳偳袛嚅y入口側(cè)、母管末端、管道和設(shè)備的最高點、燃燒器前等處應(yīng)布置放散點。 主要工程方案 爐體拆除。 項目實施方案 26 設(shè)備拆除。 鍋爐本體。 燃?xì)庠O(shè)備的安裝 ,如圖 1 所示 (參考燃油燃?xì)忮仩t運行與管理 )。鼓風(fēng)機筒子與燃燒器風(fēng)口連接、水封貯氣罐、電磁閥、紫外線火焰監(jiān)測器及配電箱、爐墻右側(cè)爐膛上方安裝 2 套防爆門、管道閥、點火閥門安裝等。 建筑面積100m2。 購置 交換機組、循環(huán)泵、軟化設(shè)備、閥門、電控柜等的價格。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)，為了實現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)，學(xué)校擬對 3 臺 10 噸燃煤鍋爐安裝遠(yuǎn)程在線監(jiān)控系統(tǒng)，有利于監(jiān)控鍋爐運行狀態(tài)，科學(xué)調(diào)整輸煤、輸水量。用于接受本地系統(tǒng)發(fā)送的采 集信號、參數(shù)設(shè)置及數(shù)據(jù)顯示。設(shè)備通訊時使用 DPN 專線調(diào)制解調(diào)器。整個系統(tǒng)構(gòu)成如圖所示： 現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集 現(xiàn)場數(shù)據(jù)包括模擬量和輸入輸出開關(guān)量?，F(xiàn)場數(shù)據(jù)中的輸入開關(guān)量包括一號系統(tǒng)循環(huán)泵、二號系統(tǒng)循環(huán)泵、一號系統(tǒng)補水泵、二號系統(tǒng)補水泵、燃燒機工作狀態(tài)、燃燒 機報警、軟化水箱高水位、軟化水箱低水位、膨脹水箱低水位、膨脹水箱高水位和燃?xì)鈭缶?。系統(tǒng)的報警條件是循環(huán)泵故障、補水泵故障、燃燒機故障、燃?xì)庑孤┑取Ｒ壕辽显O(shè)定的參數(shù)可以主動發(fā)送到 PLC 可編程序控制器中，液晶屏也可以接收由 PLC可編程序控制器傳送的采集數(shù)據(jù)。液晶觸摸屏接收 PLC 可編程序控制器傳送的數(shù)據(jù)包括鍋爐出水溫度、鍋爐排煙溫度、鍋爐出水壓力、鍋爐回水溫度、系統(tǒng)回水溫度、系統(tǒng)回水壓力、系統(tǒng)出水熱量及流量、系統(tǒng)補水流量、燃?xì)饬髁?、室外溫度和泵的工作狀態(tài)等?；舅枷胧?，一秒脈沖的上升沿到來時， PLC 向模擬量采集模塊 RM416 發(fā)讀命令，然后接受 RIM416 傳送來的數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。在數(shù)據(jù)處理過程中，因為模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)量時，是按 0~0FFFF（ 0~4095），對應(yīng) 0~20MA，但實際要求是4~20MA，所以要進(jìn)行對應(yīng)值的轉(zhuǎn)變。在通訊過程中，下降沿到來項目實施方案 30 時，發(fā)送數(shù)據(jù)給觸摸屏，再接受觸摸屏的返回信息。但是，若上升沿到來時，要進(jìn)行 PLC 和 RM416 之間的通訊，而另外只要下 降沿到來，PLC 就會向觸摸屏發(fā)送數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)采用信息定時器來避免通訊的沖突。 節(jié)能效果 項目改造前， 原有的 6 噸燃煤鍋爐年用 8640t，折標(biāo)煤 6171t。 燃油鍋爐改造燃?xì)忮仩t，從能源利用上進(jìn)行計算，改造前后用能情況變化不大。 項目實施方案 31 第 6章 環(huán)境保護 環(huán)境現(xiàn)狀 本項目建設(shè)地點位于 XX 學(xué)校 院內(nèi)。 運營 過程中產(chǎn)生的各種污染源廢水、廢氣、固體廢棄物及噪音經(jīng)過特定處理系統(tǒng)處理后都能達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。但為最大限度的發(fā)揮本項目在環(huán)保方面的效果，項目實