锅炉效率检测与节能减排改造探讨*

李文涛 何雪冰

本课题来源于乌鲁木齐市建设科技项目:科技新疆医科大学、南湖小区既有建筑、采暖、供热系统能耗审计、节能关键技术及相关政策研究。课题工作始于2004年,课题组每年都对各热力公司节能改造的情况进行回访。现以某热力公司的节能改造情况进行探讨。

新疆某热力公司(后简称“A公司”)2008年～2009年采暖季单位面积耗煤量折合标煤为34.8 kg/m2。JGJ 26-95民用建筑节能设计标准[1](后简称“节能标准”)中规定该市耗煤量指标为17 kg/m2,可见,该热力公司耗煤量偏大。由于耗煤量与锅炉效率密切相关,因此对A公司热水锅炉的效率进行检测。

1 锅炉效率检测

1.1 检测原理

本次检测采用正平衡法,计算公式如下:

其中,Q1为检测时间内锅炉有效利用热量,MJ;Qr为检测时间内投入燃料所放出的热量,MJ;Gi为检测时间内第i次记录的锅炉循环水流量,m3/h;ρ为检测时供回水平均温度下水的密度,kg/m3;cP为水的热容量,取4.187 k J/(kg◦℃);t1i为检测时间内第i次记录的锅炉供水温度,℃;t2i为检测时间内第i次记录的锅炉回水温度,℃;h为检测记录的间隔时间;Wj为检测时间内第j次记录的上煤量,t;Qdw为煤的低位发热量,MJ/kg。

1.2 检测仪器和方法

上煤量采用称重显示控制器LCXK-Ⅱ进行测量,精度0.25;供、回水温度采用铂电阻进行测量,总不确定度小于2%;流量采用涡街流量计测量,精度Ⅰ级,检测仪器均满足标准要求。

A公司在2008年夏季安装了分层给煤器但没有安装其他节能设备。改造前后均对该锅炉的效率进行了检测。改造前检测时间为2007年3月21日19:00～3月23日18:00,持续47 h[2]。改造后检测时间为2009年1月15日00:00～1月17日23:00,持续72 h,每小时记录一次数据。

1.3 检测结果

A公司改造前后锅炉效率检测结果整理如表1所示,表1中供、回水温度、循环水流量为每日的平均值。为便于叙述,将改造前锅炉编号为A-1,改造后为A-2。

表1 A公司锅炉效率检测结果

从表1可以看出,加装分层给煤器后锅炉效率由58.3%提高到64.1%,但仍未达到节能标准中要求的值68%[1],因此,需要进一步对锅炉进行节能改造。

为了得到加装各种节能设备对提高锅炉效率的贡献率,笔者还选择了另外一家典型热力公司(简称“B公司”),并对其 4台锅炉的效率也进行了检测,检测方法与A公司相同,锅炉编号分别为B-1,B-2,B-3和 B-4。

加装节能设备前后锅炉效率的对比如表2所示。

由表2可知,加装分层给煤器、空气预热器和省煤器后锅炉效率分别提高了5.8%,4.2%和5.5%。

2 A公司锅炉节能改造方案分析

2.1 经济收益分析

假设A公司在加装空气预热器和省煤器后锅炉效率提高百分比能达到表2中所示的值,将锅炉的各种节能改造方案进行对比可以得出各自的节煤量,如表3所示。

表2 加装节能设备后锅炉效率的提高率

表3 各节能改造方案经济比较

表4 各改造方案污染物减排量计算表

从表3可以看出方案1的投资回收期最短,方案2和方案4的投资回收期较长,但都不超过两年。综合来看,方案4最佳,因为在投资回收期结束后每个采暖季可节省124.7万元,经济效益最显著,但其初投资也相对较高。如果资金相对紧张可选用方案3,其投资回收期相对较短,且初投资相对较少,可待以后资金充足再做进一步改造。

2.2 环境收益分析

提高锅炉效率的节煤量所产生的污染物减排量计算如表4所示。从表4可以看出方案3和方案4减排效果较好,尤其是CO2的减排量较大,对减少温室气体排放有积极作用。

3 结语

加装节能设备对提高锅炉效率有积极作用,设备投资回收期均不超过两年。建议A公司在经济条件许可的情况下加装空气预热器和省煤器,如果资金较为紧张则先加装省煤器。

无论是从经济上还是从环境上,对锅炉进行节能改造都有着重要意义。

[1] JGJ 26-95,民用建筑节能设计标准[S].

[2] 蒋建志.新疆医科大学供热系统能耗审计及节能改造[D].重庆:重庆大学硕士学位论文,2008.

[3] 赵丽英.供热系统节能分析[J].山西建筑,2009,35(7):243-244.