【正文】 建設(shè)是實(shí)現(xiàn) XX 學(xué)校 自身可持續(xù)發(fā)展的需要 項(xiàng)目實(shí)施方案 10 單位 節(jié)能降耗既是全社會(huì)節(jié)能的關(guān)鍵所在，也是提高 單位 自身競(jìng)爭(zhēng)能力的客觀需要，是提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的重要手段。 西校區(qū)現(xiàn)有燃油鍋爐兩臺(tái)共 4 噸，北校區(qū)有燃油鍋爐一臺(tái)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(kāi)水。 本項(xiàng)目通過(guò)對(duì)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(huì)、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益。 項(xiàng)目實(shí)施方案 11 第 3章 項(xiàng)目位置及建設(shè)條件 項(xiàng)目地理位置 XX 學(xué)校 北校區(qū) 位于 XXX 路 41 號(hào)，南校區(qū)位 XX 路 1 號(hào)， 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(xiàng)目實(shí)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(xiàng)目區(qū)內(nèi)地勢(shì)平坦。地下水位埋深在 左右，地下水為中性水，對(duì)混凝土無(wú)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(xiàng)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(jí)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(gè)校區(qū)，環(huán)境優(yōu)美，交通便利。圖書(shū)館擁有各類藏書(shū) 萬(wàn)冊(cè)，有 12 個(gè)中外文數(shù)據(jù)庫(kù)，開(kāi)通有國(guó)際聯(lián)機(jī) 檢索，建有電子閱覽室和鏡像站點(diǎn)，形成了基于網(wǎng)絡(luò)、文獻(xiàn)信息資源豐富的圖書(shū)情報(bào)系統(tǒng)。近年來(lái)，學(xué)校先后被授予全國(guó)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(hào)。 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(tái)共 4 噸，北校區(qū)有燃油鍋爐一臺(tái)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(kāi)水。南區(qū)南苑現(xiàn)有 10 噸燃煤鍋爐 3 臺(tái)， 6 噸燃煤鍋爐 1 臺(tái)。 目前能量利用存在的問(wèn)題 XX 學(xué)校 現(xiàn)有 鍋爐， 南區(qū)鍋爐型號(hào) Ⅱ 3 臺(tái)、 Ⅱ 1 臺(tái)、北區(qū)鍋爐 、北區(qū)茶爐 、西區(qū)鍋爐 臺(tái)、西區(qū)茶爐 。 項(xiàng)目實(shí)施方案 15 第 5章 項(xiàng)目技術(shù)方案 項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容及規(guī)模 本項(xiàng)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(tái) 2 噸燃油鍋爐，北校區(qū) 1 臺(tái) 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(tái)共 6 噸， 新建一臺(tái) 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(diǎn) 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(duì)燃燒的強(qiáng)度、火焰長(zhǎng)度和火焰溫度都有很大的影響。其優(yōu)點(diǎn)是燃燒穩(wěn)定 ,燃具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ,但火焰較長(zhǎng) ,易發(fā)生不完全燃燒使受熱面積碳。其優(yōu)點(diǎn)是燃燒火焰清晰、燃燒強(qiáng)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(guò)剩系數(shù)等于燃料完全燃燒時(shí)的空氣過(guò)剩系數(shù) ,在燃燒過(guò)程中不需 要從周?chē)諝庵腥〉醚鯕狻? 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(jī)馬達(dá)、風(fēng)機(jī)葉輪、風(fēng)槍火管、風(fēng)門(mén)控制器、風(fēng)門(mén)檔板、凸輪調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、擴(kuò)散盤(pán)。 監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能在于保證燃燒器安全、穩(wěn)定的運(yùn)行 ,其主要部件有火焰監(jiān)測(cè)器、壓力監(jiān)測(cè)器、溫度監(jiān)測(cè)器等。燃?xì)馊紵髦饕羞^(guò)濾器、調(diào)壓器、電磁閥組、點(diǎn)火電磁閥組然、燃料蝶閥。 燃?xì)馊紵鞯念愋陀?:鼓風(fēng)機(jī)電一體燃燒器、分體式燃?xì)馊紵?、無(wú)鼓風(fēng)燃?xì)馊紵?、長(zhǎng)火焰燃?xì)馊紵鳌?,擴(kuò)散式燃燒器等。在選用燃燒器時(shí) ,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(diǎn) 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(wú)須排渣設(shè)施 ,而且也不需要引風(fēng)機(jī)、除塵器等輔機(jī)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(gè)底盤(pán)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(wú)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(duì)于爐膽 ,若 壁厚超過(guò)21~22mm,則將導(dǎo)致熱應(yīng)力過(guò)大 ,危及鍋爐運(yùn)行安全。鍋爐的出力 ,單爐膽鍋爐一般不超過(guò) 15t/h。一般為小容量、低參數(shù)鍋爐 ,熱效率低 ,但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ,水質(zhì)要求低 ,運(yùn)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(duì)流管束 ,根據(jù)需要可布置過(guò)熱器或省煤器 。A 型單鍋筒縱置式 ,爐膛和對(duì)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(guò)濾器。水管鍋爐的熱效率高 ,但對(duì)水質(zhì)和運(yùn)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(diǎn)及改造原則 燃?xì)忮仩t的特點(diǎn) 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(méi)有固體熱輻射，但因?yàn)槿細(xì)馊紵蟮臒煔庵兴魵夂扛?(比燃煤鍋爐燃煙煤時(shí)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(qiáng)，因此燃?xì)忮仩t的煙氣總熱輻射強(qiáng)度比燃煤鍋爐高 ,特別是主燃燒區(qū)熱強(qiáng)度更高。 燃?xì)忮仩t沒(méi)有飛灰磨損條件的限制，因此可以增大煙氣流速，在項(xiàng)目實(shí)施方案 20 不增加鍋爐換熱面的情 況下，提高對(duì)流換熱系數(shù)。 燃?xì)忮仩t較燃煤鍋爐效率高 ,但運(yùn)行費(fèi)用也較高。而且，它們對(duì)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(shí)多 15%～ 60%。鍋爐的鼓風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)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(jì)也有很大不同。燃?xì)忮仩t房?jī)?nèi)煤氣管道全部采用熱軋無(wú)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(shí)，鍋爐的燃燒方式也發(fā)生了改變，同時(shí)對(duì)鍋爐的運(yùn)行工況、鍋爐房綜合管理都帶來(lái)巨大的影響和變化。所以對(duì)鍋爐煤改氣，以下幾個(gè)方面應(yīng)該項(xiàng)目實(shí)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(guó)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(guò)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(qǐng)當(dāng)?shù)劐仩t監(jiān)檢部門(mén)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(guó)家環(huán)保各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的要求，徹底解決消煙除塵的問(wèn)題。 主要技術(shù)方案 鍋爐各受熱面重新進(jìn)行校核計(jì)算 鍋爐受熱面校核計(jì)算是按照鍋爐機(jī)組已有的結(jié)構(gòu)和尺寸去確定各個(gè)受熱面交界處的水溫、氣溫和煙氣的溫度。具體計(jì)算過(guò)程為 :預(yù)先估計(jì)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(duì)爐膛后各受熱面進(jìn)行計(jì)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(qiáng)度為 94 由表 1 可見(jiàn) ,在將燃料由燃煤改為燃?xì)?后 ,除了要對(duì)對(duì)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(duì)流管束橫向管排數(shù)由原來(lái)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(kāi)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(jī) ,在改造時(shí)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(shí)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(yùn)動(dòng)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(jì)中 ,其燃燒器的改造設(shè)計(jì)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(dòng) ,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(guò)下列關(guān)系式確定。定義射流截面最大軸向速度 Wm= 時(shí)的射流距離為射程 ,此時(shí)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(huì)使射流發(fā)生向上的偏斜 ,則燃燒器安裝高度的計(jì)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(xiàng)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(shí)際改造中 ,為防止多個(gè)燃燒器同時(shí)運(yùn)行時(shí)某一個(gè)燃燒器因事故熄火引起爆燃或爐膛爆炸 ,燃?xì)馊紵鱾€(gè)數(shù)一般不超過(guò) 4個(gè)。同時(shí)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(yùn)行中由于熄火引起爆炸事故。 當(dāng)鍋爐燃燒不良時(shí) ,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(dòng)點(diǎn)火、熄火保護(hù)、燃燒自動(dòng)調(diào)節(jié)、必要的連鎖保護(hù)方面的自動(dòng)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(diǎn)、燃燒器前等處應(yīng)布置放散點(diǎn)。 主要工程方案 爐體拆除。 項(xiàng)目實(shí)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(yùn)行與管理 )。鼓風(fēng)機(jī)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(cè)器及配電箱、爐墻右側(cè)爐膛上方安裝 2 套防爆門(mén)、管道閥、點(diǎn)火閥門(mén)安裝等。 建筑面積100m2。 購(gòu)置 交換機(jī)組、循環(huán)泵、軟化設(shè)備、閥門(mén)、電控柜等的價(jià)格。承擔(dān)南校區(qū)冬季采暖、食堂供汽、學(xué)生洗浴和開(kāi)水供應(yīng)，為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)，學(xué)校擬對(duì) 3 臺(tái) 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(yùn)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(hào)、參數(shù)設(shè)置及數(shù)據(jù)顯示。設(shè)備通訊時(shí)使用 DPN 專線調(diào)制解調(diào)器。整個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成如圖所示： 現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集 現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)包括模擬量和輸入輸出開(kāi)關(guān)量。現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)中的輸入開(kāi)關(guān)量包括一號(hào)系統(tǒng)循環(huán)泵、二號(hào)系統(tǒng)循環(huán)泵、一號(hào)系統(tǒng)補(bǔ)水泵、二號(hào)系統(tǒng)補(bǔ)水泵、燃燒機(jī)工作狀態(tài)、燃燒 機(jī)報(bào)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?bào)警。系統(tǒng)的報(bào)警條件是循環(huán)泵故障、補(bǔ)水泵故障、燃燒機(jī)故障、燃?xì)庑孤┑?。液晶屏上設(shè)定的參數(shù)可以主動(dòng)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(bǔ)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(lái)時(shí)， PLC 向模擬量采集模塊 RM416 發(fā)讀命令，然后接受 RIM416 傳送來(lái)的數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。在數(shù)據(jù)處理過(guò)程中，因?yàn)槟M量轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)量時(shí)，是按 0~0FFFF（ 0~4095），對(duì)應(yīng) 0~20MA，但實(shí)際要求是4~20MA，所以要進(jìn)行對(duì)應(yīng)值的轉(zhuǎn)變。在通訊過(guò)程中，下降沿到來(lái)項(xiàng)目實(shí)施方案 30 時(shí)，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(lái)時(shí)，要進(jìn)行 PLC 和 RM416 之間的通訊，而另外只要下 降沿到來(lái)，PLC 就會(huì)向觸摸屏發(fā)送數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)采用信息定時(shí)器來(lái)避免通訊的沖突。 節(jié)能效果 項(xiàng)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(jì)算，改造前后用能情況變化不大。 項(xiàng)目實(shí)施方案 31 第 6章 環(huán)境保護(hù) 環(huán)境現(xiàn)狀 本項(xiàng)目建設(shè)地點(diǎn)位于 XX 學(xué)校 院內(nèi)。 運(yùn)營(yíng) 過(guò)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(guò)特定處理系統(tǒng)處理后都能達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。但為最大限度的發(fā)揮本項(xiàng)目在環(huán)保方面的效果，項(xiàng)目實(shí)