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不同燃料運行成本對比

作者:永興鍋爐集團 | 來源: 河南永興鍋爐集團有限公司 | 時間:2019/6/19 16:29:59

不同燃料的鍋爐運行成本比較

一、燃料種類對比

當前鍋爐使用的燃料主要有煤、生物質、輕(重)油、液化石油氣、天然氣和電能及二甲醚。

1、煤作為固體燃料,平均熱值在6000Kal/kg以下,煤作為鍋爐燃料,運輸量大、儲存環境條件惡劣,沸騰燃燒后造成粉塵飛揚,排放氮氧化物(以下簡稱NOX)、硫化物(以下簡稱SOX)等氣體,污染環境,此外燃煤鍋爐占地大,安裝復雜,鍋爐升溫、升壓速度慢,燃料供應、除塵、除灰、除硫的輔助設施多,還需大面積的儲煤、儲灰場地。運行維護費用較高。雖然目前煤碳與其他燃料相比具有絕對的價格優勢,但是,隨著煤炭價格的不斷攀升,其實際價格逐漸向其他燃料價格逼近;燃料、人工和粉塵、脫硫等后續治理費用疊加,總費用逐漸接近其他燃料的消耗費用,且其運行成本過高,環境效益差。

2、生物質能是世界上第四大能源,僅次于煤炭、石油和天然氣。根據估算,陸地年產量1200億噸生物質,海洋年產500億噸生物質。生物質能源的年產量遠遠超過全世界總能源需求量。隨著農林業的發展,生物質資源還將越來越多,生物質燃料從根本上降低燃燒成本。生物質成型燃料水分:<15%,密度:800~1100kg/m³;塊狀尺寸為32×30×(30~80)mm,或棒狀尺寸為φ30×(30~80)mm,燃燒成型生物質燃料,也可純燃煤或與成型生物質燃料從而提供熱能,或進行發電。

3、輕(重)油是液體燃料,平均熱值為10000Kal/kg以上。作為鍋爐燃料,輕(重)油在進入爐膛時必須要先行霧化,才能與空氣有效均勻混合而燃燒,燃燒后含不完全燃燒的油粒,聚集于尾部受熱面和尾部煙道內,可能造成尾部受熱面、尾部煙道的二次燃燒或爆燃而損壞尾部受熱面或煙道;油燃燒后排放的煙氣含大量的NOX、SOX氣體,除去煙氣中這些氣體,要投入相應的脫硫設施,運行費用較高。此外使用燃油作為鍋爐燃料,企業需要配置一定量的儲油設施。       

4、電熱作為獲取熱水和蒸汽的熱源,是通過電熱元件通電后直接對水加熱,一般稱為(大型、中型)電熱水器或電蒸汽發生器。電熱爐沒有燃料燃燒后的物質排放,不產生污染物危害,也沒有噪聲污染,勞動衛生條件優越。但是鍋爐使用電熱必須要建蓄能裝置,一次性投資較大,F有電熱鍋爐的容量都比較小,多用于0.7MW以下的熱水鍋爐。

5、液化石油氣

液化石油氣主要成分為丙烷、丁烷(以下簡稱LPG),其熱值為11000大卡/kg,其性質指標如下:

名稱:      液化石油氣

主要成分:  丙烷、丁烷

分子式:    C3H8、C4H10

熱值:      11000Kal/kg

自燃點:    446~480℃

著火溫度:   450℃

爆炸極限:  1.5~ 9.5%

液化石油氣作為鍋爐燃料,潔凈、方便,燃燒后的產物主要是二氧化碳和水,是理想的清潔燃料之一。但是液化石油氣燃點低,爆炸極限下限低,范圍寬,溢出后迅速氣化,氣體擴散后比空氣重1.5-2.8倍,常聚集于地表,不易逸散,極易著火燃燒爆炸,造成嚴重的危害。同時由于本地和鄰近省份均無液化石油氣資源,均需到國內煉油廠或沿海進口港口購買,價格昂貴,運輸成本高;若作為鍋爐燃料,需要備一定量的氣化設備,合適的存放區域,必備的消防條件等,一次性投資較大。

6、天然氣

天然氣主要成分是甲烷(CH4),無色、無毒、無腐蝕性,熱值高,燃燒效益高,燃燒后所排放的廢氣和污染物少。天然氣主要成分甲烷,燃燒產物主要是二氧化碳和水,被人們稱為“綠色燃料”。

天然氣作為鍋爐燃料,潔凈、方便。燃燒后的產物主要是CO2和水,產生的污染危害極小,是理想的清潔燃料之一,由于其密度較輕,溢出后會迅速擴散,氣體擴散后因比空氣輕,不會聚集于地表,很容易逸散。同時由于管道天然氣由燃氣公司管輸到企業,企業本身無需投入大的運輸和儲存設備,可節約較大的建設和運行費用,天然氣鍋爐起停方便、迅速,升溫升壓速度快,負荷調節容易,自動化程度高,勞動強度低,沒有飛灰和煙塵的污染,運行輔助費用低。

7、二甲醚

二甲醚在常溫常壓下是呈氣態,DME的沸點為-24.9°C,通過壓縮可成為液體。二甲醚的低熱值64686KJ/m3,爆炸下限為3.4%,作為鍋爐燃料,需要配備一定的儲存氣化設備、合適的存放區域,滿足相應的消防條件等,一次性投資較大。

二、燃料的單位價格比較

1)基礎數據

序號

燃料類型

燃料熱值

單價

備注

1

重油

10000Kcal/Kg

3600元/噸

 

2

天然氣

8500Kcal/Nm3

3.5元/Nm3

 

3

861Kcal/度

1元/度

 

4

0#柴油

10300Kcal/Kg

6000元/噸

 

5

5500Kcal/Kg

600元/噸

 

6

生物質

3900Kcal/kg

800元/噸

 

7

液化石油氣

11000Kal/Kg

6500元/噸

 

8

二甲醚

6881Kal/Kg

3500元/噸

2)熱能利用價格比(以一臺一噸鍋爐滿負荷運行一小時進行比較)

項目

蒸汽爐型

燃料名稱

熱效率

(%)

燃盡率

(%)

單價

耗量/

蒸汽

成本/

重油鍋爐

重油

84

98

3600/

71Kg

270

燃氣鍋爐

天然氣

92

99

3.5/m3

75.6m3

270

柴油鍋爐

柴油

90

99

6000/

70Kg

420

燃煤鍋爐

75

70

600/

146Kg

87.2

生物質鍋爐

生物質

75

72

800/

205

164

燃氣鍋爐

液化石油氣

92

99

6500/

60Kg

390

電鍋爐

98

100

1/

700

700

燃氣鍋爐

二甲醚

92

99

3500/

100Kg

350

三、燃料運行量對比

 表1  10噸鍋爐燃料運行費及輔助設施、人工費用對照表

(在鍋爐運行參數達到鍋爐設計的參數值的同等條件下)

項目名稱

柴油鍋爐

天然氣鍋爐

重油鍋爐

燃煤鍋爐

生物質鍋爐

二甲醚鍋爐

液化氣鍋爐

燃料單價

5200

/

3.5/m3

3600/

400/

800

/

3500

/

6500

/

耗量/噸蒸汽

71Kg

75.6m3

75Kg

200Kg

300Kg

100Kg

60Kg

10T/H蒸汽的燃料耗量

710Kg

756m3

750Kg

2000Kg

(2T)

3000Kg

1000Kg

 

600Kg

20小時/300/年計算

710×20×300=4260

756×20×300=4536000 m3

750×20×300=4500

12000

18000

6000

 

3600

年燃燒耗費

5200/噸×4260=2215.2萬元

3.5/ m3×4536000m3=1587.6萬元

3600/噸×4500=1620萬元

480萬元

800/噸×18000噸=1440萬元

3500/噸×6000噸=2100萬元

6500/噸×3600噸=2340萬元

熱效率%

85

92

84

75

75

92

92

燃盡率%

99

99

98

70

70

99

99

輪班數

3

3

3

3

3

3

3

當班操作工

3

2

3

3

3

3

3

輔助工人數

2

0

2

4

2

2

2

耗工總數

15

6

15

21

15

15

15

日工時總數

120

48

120

168

120

120

120

小時工資成本(元)

13.5

5.4

13.5

18.9

13.5

13.5

13.5

    注1、其他輔助費用(以24小時,360天計算),儲存、運輸、除S、人工(1噸/h蒸汽,其他輔助費用每增加1元,>8.64萬元/年)實際核算1噸/h蒸汽其他輔助費用>130元,年耗資>1123.2萬元/年。

注2、輔助工人數,煤爐:每班煤場粉碎3人,出灰、渣1人;生物質爐:每班生物質粉碎3人,出灰、渣1人;油及液化石油氣、二甲醚爐:每班儲油、液化石油氣輔助工2人;煤爐、油及液化石油氣、二甲醚爐其它費用:燃料運費,灰、渣運費,除塵、除硫水電費。

注3、按最低工資標準650元/人.月計算, 小時工資為2.7元/人.小時。

由上表比較可以看出,燃煤鍋爐、生物質鍋爐、燃油鍋爐在運行增加了清灰除油的人工費用及煙道的維護費用,同時還需增加除NOX和SOX等有害其他的環保設備,燃氣鍋爐則可節約此類運行費用。而在三類燃氣鍋爐中天然氣鍋爐在運行費用、日工時總數及小時人工成本比其它兩種燃料鍋爐運行成本都要低,是最經濟合理的。

 

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