燃烧醇基燃料锅炉试点应用可行性分析

1、4吨燃烧醴基燃料蒸汽锅炉、300万大卡燃烧醴基燃料常压锅炉可行性分析XXXXXXXXXX有限公司2014年9月24日序言1一、概况2二、锅炉热力计算 2三、综合效益计算 3四、环保性能比较5五、燃料经济性比较 8六、设备构造对上匕分析 8七、锅炉改造的技术条件 9八、醇基燃料的技术条件 10九、结论11治理雾霾、确保本地区空气质量已不是一个简单的环保问题，已被新 一届中央政府提升到国家战略层面，成为了关乎民生的政治问题。长治地区地处晋东南，晋冀豫三省交界，环境治理的成功与否，直接关乎长治的空气质量，关乎到长治人民生活环境。长治目前甲醇产量达180万吨 年，大力发展醇基燃料是实施可持续发展和推进

2、产业结构调整的一项 重要内容。采用醇基燃料技术的锅炉，一吨甲醇可顶替3.5吨燃煤使用，直接颗粒 物排放可减少99%,综合热效率提高1倍以上，二氧化碳减排50%以上，二 氧化硫和硫化氢等有害气体几乎零排放。建立试点单位，面向长治地区全面推广具有很好的环境效益和社会效 益。i、概况太原一民营企业为响应政府减少排放的环保号召现装备有1台4吨燃烧醇基燃料蒸汽锅炉和1台300万大卡的燃烧醇基燃料常压锅炉， 进行清洁能 源替代的可行性试验。二、锅炉热力计算计算依据燃煤热值按4500千卡/公斤、醇基燃料热值按6500千卡/公斤、柴油热值按10200 千卡/公斤，燃煤价格按750元/吨、醇基燃料按3000元/

3、吨、柴油价格按7500元/吨， 煤锅炉的效率按45%、油气锅炉的效率按95%计算： 4吨燃油蒸汽锅炉4吨燃油蒸汽锅炉的热功率为248万大卡/小时，*使用燃煤蒸汽锅炉，使用成本为：248 X 104-4500 -45%=1225 公斤/ 小时 X 0.75=919 元/小时*换装燃醇蒸汽锅炉使用醇基燃料使用成本为：248 X 104-6500 - 95%=401 公斤 / 小时 X 3 =1203 元/ 小时*换装燃油气蒸汽锅炉使用柴油作为燃料的使用成本为：248 X 104- 10200 - 95%=256 公斤 / 小时 X 7.5=1920 元/小时 300万大卡常压锅炉*使用燃煤常压锅炉

4、，使用成本为：300 X 104-4500 - 45%=1482 公斤/小时 X 0.75=1112 元/小时*换装燃醇常压锅炉使用醇基燃料使用成本为：300 X 104-6500 - 95%=486 公斤 / 小时 X 3 =1458 元/ 小时*换装燃油气常压锅炉使用柴油作为燃料的使用成本为：300 X 104- 10200 - 95%=310 公斤 / 小时 X 7.5=2325 元/小时三、综合效益计算1、设备成本4吨蒸汽锅炉4吨燃醇基燃料蒸汽锅炉，每小时使用成本为：248 X 104-6500 - 95% X 3=1200 元/ 小时每天按8小时计算，则每天为9600元。若更换4吨燃

5、醇蒸汽锅炉约需53万元，燃油气蒸汽锅炉使用柴油作为燃料的使用成 本每小时使用成本为1920元，每天按8小时计算，则每天为15360元，每天节省燃料 费5760元，约92天即可收回设备投入。300万大卡常压锅炉300万大卡燃醇基燃料常压锅炉每小时使用成本为：300 X 104-6500 - 95% X 3=1458 元/小时；每天按8小时计算，则每天为11664元。更换300万大卡的燃醇常压锅炉约需48万元，同样计算方法，每天燃料费用11664 元，相对丁燃油气使用柴油作为燃料常压锅炉每天 18600元节约6936元/8小时，69天 可节约收回设备投资。设备配置投资预算表（万元）（预估设备价格，

6、具体价格以厂家报价为准）2、人力成本燃煤锅炉共需配置9名专业人员，按3班轮班工作，9名人员工资为3000元/人月, 每年共计32.4万元。使用醇基燃料配置人员3人，按3班轮班工作，工资仍按3000元/人月计算，年 费用为10.8万元。3、设备使用寿命燃煤在燃烧过程中产生大量 CO、NOx、SO2及颗粒污染物排放，这些物质不仅对 环境造成污染，同时也对锅炉等配套设备造成极大的影响， 锅炉设备的平均使用寿命大约 只有5-8年，设备损耗很大。醇基燃料在燃烧后的产物为 CO 2和水，没有其他的腐蚀性物质和颗粒排放，这不仅为环保做出贡献，且对锅炉及相关设备的损耗很小， 在正常使用情况下，设备的使用寿命

7、可达20年以上，其设备耗损成本比燃煤设备低 2.5倍以上。4、综合使用成本4吨燃煤锅炉、醇基燃料锅炉和油气锅炉使用柴油燃料每年综合使用成本分析单位（万元）设备成本成本项目燃料成本 人工成本环境成本年均费用（年摊销后）燃煤5.626532.4最局294醇基燃料2.3534610.8最低360.15柴油3.6755310.8偏局567.47表格中数据没有计算环境成本因素，每天按 8小时每月按30天使用时间计四、环保性能比较1、燃料煤煤的化学成分主要是碳，其燃烧的化学方程式为:C+ O 2= CO 2由丁煤是届丁自然生成，其化学成分比较复杂，是一种多组分的混合物，煤的组成以 有机质为主体，构成有机高

8、分子的主要成分是碳、氢、氧、氮等元素。煤中存在的元素有数十种之多，但通常所指的煤的元素组成主要是五种元素、即碳、氢、氧、氮和硫。种类繁多的其他元素，在煤中含量很少，一般不作为煤的元素组成，而只当 作煤中伴生元素或微量元素。其燃烧排放物中含有硫化氢、二氧化硫和氮氧化合物等有害 气体，对人体健康和环境会造成影响。每燃烧一吨标准煤，就产生二氧化碳2620公斤，二氧化硫8.5公斤，氮氧化物7.4公斤。因此，燃煤锅炉排放废气成为大气的主要污染源之0每公斤煤燃烧后排放的二氧化碳为 2.62kg ,二氧化硫85g，氮氧化物74g。2、醇基环保燃料醇基环保燃料的主要成分是 CH3OH，其燃烧的化学方程式为：2

9、CH3OH+3O 2=2CO 2+4H2O燃烧的产物只有二氧化碳和水。每公斤燃料燃烧后排放的二氧化碳为 1.38kg3、污染物排放量4吨燃煤蒸汽锅炉二氧化碳排放量：1.225 0 2.62 =25.7 吨/天二氧化硫排放量：1.225 乂8乂 0.085 = 0.84 吨/ 天氮氧化物排放量：1.225 乂 8 乂 0.074 = 0.725 吨/天4吨燃醇蒸汽锅炉二氧化碳排放量：0.4心1.375=4.4 吨/天由此可见，4吨蒸汽锅炉每天减排二氧化碳21.3吨，每年减排7668吨，同时，没有 二氧化硫SO2、硫化氢H2S等污染物排放。300万大卡燃煤常压锅炉二氧化碳排放量：1.482x82.

10、62=31 吨 / 天二氧化硫排放量：1.482*0.085 =1 吨/ 天氮氧化物排放量：1.482 尺8 x 0.074 = 0.877 吨/天300万大卡燃醇常压锅炉二氧化碳排放量：0.4868X1.375 =5.35 吨/ 天由此可见，300万大卡燃醇导热油锅炉每天减排二氧化碳25.65吨，每年减排9234吨，同时，没有二氧化硫 SO2、硫化氢H2S等污染物排放。每公斤柴油燃烧后排放的二氧化碳为：3.18kg, 4吨燃油蒸汽锅炉和300万大卡导 热油锅炉同等条件的年排放量分别为 2345吨和2840吨，较醇基燃料高761吨和914吨。从上述的数据分析可以看出，使用醇基环保燃料不仅能为企

11、业节约大量的成本开支， 同时也为环境的保护和改善做出了巨大贡献。五、燃料经济性比较燃料名称燃料热值综合效率单价热值单价kcal/kg%（元 /kg ）元/10 3kcal煤 炭4500450.750.37醇基燃料65009530.488柴油10200907.50.81从表中数据分析可知，醇基燃料和柴油的理论使用成本分别为燃煤的1.32倍和2.2倍，醇基燃料的优势显而易见，同时，其排放指标也比柴油低。六、设备构造对比分析1、4吨醇基燃料蒸汽锅炉三回程结构：自动燃油燃气蒸汽锅炉，均采用波形炉胆、烟气三回程、全湿背结 构。燃料在炉胆内微正压燃烧，高温烟气沿炉胆向后经回燃室进入第一烟道管束，经压迫式前

12、烟箱转折180 0。进入第二管束，经过对流换热后排入大气。利用中心对称的三回程 结构设计思想。设计容量较大的三回程蒸汽锅炉。这种锅炉最大的特点是：所有的受压元 件与锅筒中心对称，锅炉采用全湿背式结构，以极大的内筒和偏心火箱的结构，其有利丁 提供足够的辐射受热面。而对流受热面有第二回程和三回程的管束构成。回燃室前管板与 炉胆对接连接，回燃室后管板与简体后管板采用后拉撑相连。第二回程和第三回程转烟室 构成了前烟箱，此处出烟烟温已低丁 500 C。因此，前烟箱的结构采用轻形结构的耐火保 温材料。这种锅炉的设计主要考虑了锅炉的检修和稳定性的原则。锅炉给水进口处设置的混水装置，给水线冲刷烟管管束，再接触

13、炉胆，提高了给 水接触炉胆的水温。避免了局部产生过冷沸腾的现象。蒸汽锅炉达到最大的汽化空间，加 之使用合理先进的汽水分离装置，主蒸汽品质相当稳定。波形炉胆（根据用户的选择）本系列锅炉采用波形炉胆，既强化了烟气的扰动，乂增大了辐射传热面积；既增加了炉胆的刚度，乂有效的减弱了炉胆的膨胀应力；既增强传 热效果，乂促进了燃料在炉膛内的燃烧。2、醇基燃料常压锅炉醇基燃料常压锅炉是基于强制循环的设计思维而开发的直流式特种锅炉。封闭循环供热，通过膨胀水槽与大气相通，液体输送热能，热损失少，节能效果 显著，环保效果好。本体采用烟气三回程盘管设计，这种直流式结构，决定了传统锅炉所不具有的安 全性。由于采用盘管设

14、计，因此，受热面充足，使其具有较高的热效率。醇基燃料常压锅炉，显著的特点是逆流换热，燃烧排烟温度与热导油出口温差在30 C左右。醇基燃料常压锅炉具有卓越的性能结构、简洁的结构，主要是在较低的压力下运行，获取80-100 C左右的工作温度，具有低压恒温的特点。使用水作为热载体的水、气的热载体锅炉，系统应配备膨胀槽，储水罐、安全组 件、测量仪表和控制装置，循环油泵应一用一备并与燃烧机互为连锁。七、锅炉改造的技术条件1、废弃原有燃煤锅炉，购买新的醇基锅炉；2、原有燃气燃油锅炉加装新的醇基燃料专用燃烧器；3、改装原有燃煤锅炉配电柜；4、原有燃煤锅炉的排烟装置可以不做改动；5、距离新锅炉20米外应配50

15、方醇基燃料储存容器。6、醇基专用燃烧器外形图片八、醇基燃料的技术条件1、醇基燃料的组分构成80%化工甲醇+15%组分油+5%催化燃烧剂2、醇基燃料的成本当甲醇2500元/吨时，醇基燃料3000元/吨可配送到200公里范围内。3、醇基燃料的供给方式以山西鑫环新能源开发有限公司为基地向周围200公里范围配送。九、结论1、本项目社会意义重大二氧化碳的排放减少显著，其它有害气体基本实现零排放，有利于人民身体健康和提 高长治市民的居住环境。2、本项目环境意义重大每燃烧一吨醇基燃料较燃烧一吨煤减排二氧化碳约1.3吨、减少了有害气体150Kg ,在确保环境意义的前提下，提升了其社会意义。3、本项目具有市场推广价值燃烧醇基燃料较直接燃煤表面价格增加了， 但因热效率的显著提高，从而使其最终消 耗成本价格相差不大，从环境友好性社会重要性与单一的有限价格差价来判断， 本项目极 具市场推广价值和潜力。4、本项目对传统能源的结构性调整具有极其重大的战略意义本项目会推动锅炉技术的升级改造和煤化工技术的整体发展。全面实施各个行业化石燃料的替代，在初期市场运作和产业