武昌南机务段锅炉选型经济性分析

田立红

(武汉铁路局计划统计处，湖北 武汉 430071)

武昌南机务段是武汉铁路局既有线机车的中修基地，是铁道部十大客运机务段之一，也是我局SO2排污大户之一。该段有4t燃煤锅炉3台，主要承担段内6个配件煮洗池加热供汽和职工浴室的供汽，3台锅炉年耗煤3 500 t左右，年排放SO240余t，SO2排放量占全局排放量的15%。燃煤锅炉严重污染环境，且耗费大量不可再生能源。本文以武昌南机务段为例，对生物质锅炉、燃气锅炉、燃油锅炉和电锅炉经济性进行分析，比选出适合武昌南机务段的环保锅炉。

1 锅炉简介

1.1 生物质锅炉

所谓生物质，就是指包括植物材料和动物废料等有机物质在内的燃料，比如秸秆、稻壳、生物垃圾经过特殊的加工设备加工后形成的一定形状的含有热量的物质。生物质锅炉以生物质能源为燃料，是通过燃烧生物质燃料获取能量的一种锅炉。

生物质锅炉的优势:锅炉以农林废弃物为原料，燃料的使用可以实现“生态零排放”;先进的生物质燃烧技术能够有效降低氮氧化物等对环境的污染;以农林废弃物制备的燃料属于可再生能源，使用该种能源不计入能耗，可降低用户对不可再生能源的依赖度;可减少农林废弃物在田间地头焚烧所引起的大气污染;燃料燃烧之后的灰烬为草木灰，可以用作肥料。

生物质锅炉的劣势:燃料来源单一，需专门厂家进行生产。

1.2 燃气锅炉

燃气锅炉按照燃料可分为天然气锅炉、城市煤气锅炉、焦炉煤气锅炉、液化石油气锅炉和沼气锅炉等。

燃气锅炉的优势:清洁能源，较为环保;燃气锅炉均安装有智能压力控制，不用担心锅炉爆炸或者二氧化碳中毒等危险;燃气锅炉一般体积比较小，操作简单不需要专人进行操作。

燃气锅炉的劣势:燃气管线的敷设;前期投资较大;有氮氧化物的排放。

1.3 燃油锅炉

燃油锅炉一般以原油、渣油或者重油作为燃料。燃料油经燃烧器喷入炉膛后呈雾化油滴，极易与空气混合而迅猛燃烧，急骤放热。

燃油锅炉的优势:投资成本较低;燃料来源广泛;产品技术成熟;锅炉房环境较好;司炉工劳动强度较小;基本无SO2的排放。

燃油锅炉的劣势:运营成本非常高;有氮氧化物的排放;燃油属于易燃易爆物品。

1.4 电锅炉

电锅炉是以电力为能源，利用电阻发热或者电磁感应发热，通过锅炉的换热部位把热媒水或有机热载体(导热油)加热到一定参数(温度、压力)时，向外输出具有额定工质的一种热能机械设备。

电锅炉的优势:在使用的场合属于非常清洁的能源;使用方便;无排放物。

电锅炉的劣势:变压器及增容费导致前期投入巨大;发电的过程会有大量的排放物;后期运营费用非常高。

各类锅炉优缺点比较见表1。

表1 各类锅炉优缺点比较表

2 锅炉经济性分析

以武南机务段为例进行分析，经调研，当前段内使用3台4 t燃煤锅炉，每年燃煤需求量约3 500 t，锅炉炉膛温度 850℃，按照二类煤(20 083kJ)的热值计算，用户每年生产蒸汽13 480 t。以满足蒸汽产生量为标准，现分别对生物质锅炉、燃气锅炉、燃油锅炉、电锅炉进行经济性指标对比，以期选出合适锅炉。

(1)投资成本比较:见表2。

结合武南机务段实际情况，通过以上对比可知，燃气锅炉以及电锅炉前期投资比较大，生物质锅炉投资成本最低。

(2)运营成本比较见表3。

通过以上对比可知，燃油锅炉和电锅炉运营成本很高，生物质锅炉运营成本最低。

生物质锅炉投资成本和运营成本都是4种锅炉中最低的，选用生物质锅炉具有较好的经济、环境以及社会效益，因此，武昌南机务段锅炉房改造选型建议采用生物质锅炉。

表2 2台4 t锅炉投资成本(万元)

3 投资效益分析

将燃煤锅炉改造为生物质锅炉之后，武南机务段每年减少用煤3 500 t，少排放SO240余t，在节约燃煤资源的同时，有效保护了大气环境，与国家所提倡的建设“资源节约型、环境友好型”社会相适应，进一步促进了企业和社会的可持续发展。

表3 运营成本比较