清洁能源替换技术材料.docx
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清洁能源替换技术材料
清洁能源置换措施
为落实《全市城市建成区燃煤锅炉整治专项行动实施方案》和《关于对全市燃煤小锅炉进行综合整治的通告》要求，周村区积极行动，组织开展城市燃煤小锅炉整治专项行动。
确保2015年8月底前完成城市建成区内20t/h以下直燃煤锅炉清洁能源置换工作；2015年9月底前完成建成区外10t/h及以下的直燃煤锅炉清洁能源置换工作。
为了更好配合此次燃煤小锅炉取缔和清洁能源置换工作，为企业提供更多清洁能源替换思路和办法，现将几种清洁能源替换措施技术作以下介绍：
（一）集中供热
加快供热管网建设，合理规划供气供热管网，提高建成区特别是工业园区和产业聚集区的集中供热普及率。
按照“一区一热源”的要求,工业园区分散供热锅炉必须改为集中供热。
（二）高效煤粉锅炉（推介单位：
淄博矿业集团有限责任公司）
根据《工业领域煤炭清洁高效利用行动计划》（工信部联节[2015]45号）要求的高效煤粉锅炉（燃尽率98%以上，热效率88%以上，与传统锅炉相比节能35%以上；外排烟气含尘低于25mg/Nm3、SO2低于100mg/Nm3、NOX低于150mg/Nm3），纳入清洁能源置换范围，项目在2015年不受区域燃煤消耗“减量替代”指标约束，不占用区域燃煤削减指标，能评、环评等参照天然气锅炉执行。
高效煤粉锅炉是以“低氮浓相燃烧技术”为核心，以煤粉集中配送为显著特点的新型高效煤粉锅炉系统。
该锅炉环保节能，烟气排放可稳定达到与天然气锅炉相当的最新环保标准，是传统锅炉的理想替代产品。
采用高效煤粉锅炉后污染物排放指标：
项目
SO2
NOx
烟尘
单位
mg/Nm³
mg/Nm³
mg/Nm³
达到的指标
<100
100~200
<10
新国标
<300
<300
<50
热效率
>90~93%
较传统锅炉具备以下优势：
1.清洁环保。
煤粉集中配送，由煤粉塔储存。
地面无煤场和扬尘污染。
采用低氮燃烧技术，炉膛温度均匀，避免局部高温，降低氮氧化物生成。
烟气采用布袋除尘，烟尘排放浓度低。
采用低硫煤燃烧和灰钙联合脱硫技术，完成满足国家环保排放指标。
2.锅炉系统运行为智能自动化操作，即开即停、全自动监控、运行参数适时调整。
锅炉车间内无尘无灰，可实现真正清洁生产。
3.节能降耗。
经实践证明，高效煤粉锅炉与普通燃煤锅炉相比，具人节煤、节电等显著优势。
一次投资虽然较高，但运行费用低，通过节能可在较短的时间内收回系统设备投资。
锅炉热效率≥90%，较传统锅炉可节煤30%左右，节电15%—20%。
（三）锅炉煤改气（LNG）（推介单位：
中海油气电集团有限责任公司
2015年，山东省将加快推进传统能源的升级利用和替代，实施传统燃煤锅炉清洁高效利用试点，按照清洁能源供热规划，优先推进中心城区老、旧、小燃煤锅炉改用天然气等清洁能源。
LNG已成为日前无法使用管输天然气供气城市的主要气源，也是许多使用管输天然气供气城市的补充气源或调峰气源。
LNG气化站凭借其建设周期短以及能迅速满足用气市场需求的优势，已逐渐在我国众多经济发达、能源紧缺的中小城市建成，成为永久供气设施或管输天然气未到达的主要供气设施。
国内LNG供气技术正处于发展和完善阶段，建设完成后将达到良好的示范效应。
LNG使用高效、经济，燃煤的热效率为50%，LNG的热能利用率可达93%，远远高于燃油和煤。
一些能耗很大的企业往往距城市或天然气管道很远，或者根本得不到管道输送的天然气，建设LNG气化站具有明显优势，如陶瓷厂、玻璃厂、锅炉厂等，使用LNG可以使产品档次提高，成本降低。
1.燃油锅炉与燃气锅炉比较
例：
某重油锅炉的燃烧热效率为82﹪，理论燃料消耗量为1000kg柴油，那么此锅炉的实际燃料消耗量为：
1000kg÷82﹪=12195kg
如此重油锅炉改为同功率燃气锅炉，已知燃气锅炉热效率为92﹪，则天然气实际耗量为：
（8200kcal/kg×1000kg）÷8096kcal/Nm3÷92﹪=1100Nm3
此油改气锅炉天然气实际耗量为1100Nm3
假设：
重油价格4900元/吨。
液化天然气6000元/吨。
液化天然气气化率1470立方/吨
产生同样热值：
需要重油为12195kg
需要液化天然气为1100立方
价格：
重油为（12195÷1000）吨×4900元/吨=5976元
液化天然气为（1100立方÷1470立方/吨）×6000元/吨=4489元
节省：
5976-4489=1487元
如果每天用12吨重油算：
用液化天然气（1100立方÷1470立方/吨）×10=7.48吨，可节省14100元；每月节
14100*30=423000元
2.LNG省内供应及运输方式：
（1）.资源供应一是可以由省内LNG液化厂提供，通过陆路槽车运输方式；二是可以采用直接购买或者利用气电集团资源优势和对方互换资源的方式来实现。
（2）.为确保资源的稳定供应及解决恶劣天气带来的资源供应问题，将在资源需求点周边地区建设大型LNG储配卫星站，以应对因天气、陆路运输等原因造成的供气紧张以及事故应急等问题。
（四）空气能热泵电磁加热蒸汽机组（推介单位：
山东利德思节能环保技术有限公司）
该空气能热泵电磁加热蒸汽机组原理过程是经软水处理的水入储水箱，利用热泵系统将机组内余热回收，再将余热回收的水送入电感热腔进行加热，最后产生饱和蒸汽送入蒸汽管道用户使用。
（适用于2吨以下锅炉）
市面上蒸汽锅炉能耗对照表：
能耗排列
产品类型
热交换方式
能源单价
每吨蒸汽能耗
每吨蒸汽费用
备注
1
空气能电磁加热蒸汽机组
管道蒸发直热式
0.75元/度
400kw
300元/吨
不需要操作工，每年人工费少支出8万元
2
燃气锅炉
储存式
4.7元/m³
80m³
375-400元/吨
增加排污、人工锅炉检测、电费
3
燃油锅炉
储存式
8元/升
65升
500-550元/吨
增加排污、人工锅炉检测、电费
4
电锅炉
储存式
0.75元/度
720kw
540-580元/吨
锅炉检测费
空气能热泵电磁加热蒸汽机组具备一下优点：
1.升温极快。
采用的是直接式蒸汽发生，能在极短时间内快速产生蒸汽，温度达到200℃以上。
2.节省能耗。
每吨蒸汽耗电<400度电（进水温度常温，蒸汽温度125-250℃）。
3.安全系数高。
该机由于在高温高压交换管内高速直接进行蒸发，高温管不存留液体，因此不属于压力容器，确保安全可靠。
4.环保零排放。
全密封运行、无任何排放。
5.噪音低。
由于采用电子电力单元，没有机械运行噪音。
本机组噪音低于65分贝。
6.故障率少。
整机除水泵及热泵机组运行外，其他均为静止元件。
并且没有电加热管，排除加热管老化故障，所以本机基本无故障。
（五）生物质成型燃料锅炉（推介单位：
苏州迪森生物能源有限公司）
该设备以生物质能热能运行装置，生物质气化装置，生态油裂解装置为主，能源原料以农林废弃物为主，将其转化为生物质固态、气态、液态三种可再生清洁能源，形成生物质成型燃料、生物质可燃气、生态油三大技术产品。
（六）醇基燃料锅炉
醇基燃料就是以醇类（如甲醇、乙醇、丁醇等）物质为主体配置的燃料。
它是以液体或者固体形式存在的。
它也是一种生物质能，和核能、太阳能、风力能、水力能一样，是各国政府目前大力推广的环保洁净能源；面对石化能源的枯竭，醇基燃料是最有潜力的新型替代能源，深受各国企业组织的青睐。
醇基燃料有明显的经济可比性——和液化气、柴油、煤油相比，热效率高是它最佳的特点，从08年开始醇基燃料的优势已引起业内的重视。
但它的技术难度大，要合成与汽油、柴油相媲美的燃料需要更高深的技术研究与实践，截止到2012年年底，国内能够对石化油品和醇基环保油品全性能检测和研发。
醇基燃料是绿色环保能源——和煤、煤焦油、重油、柴油、汽油相比，醇基燃料燃烧最完全彻底，热转换效率最高，排放是水与二氧化碳为主，是未来最清洁、最环保、最有发展潜力的燃料。
甲醇、乙醇锅炉是一种新型绿色环保燃料锅炉，属于燃油锅炉的一种，以甲醇等醇基燃料为燃料。
醇基锅炉被国家质量监督总局列入2014年高能低耗特种设备节能技术与产品推广目录。
一般来说醇燃料燃烧较其他燃料更为充分，燃用柴油时二氧化硫浓度为5毫克/立方米，氮氧化物未检测出，一氧化碳实测浓度为2436mg/m³，烟气含氧量为9.9%；燃用醇基液体燃料是二氧化硫和氮氧化物未检出，一氧化碳实测浓度为24mg/m³，烟气含氧量为7.1%。
燃用醇基燃料与燃用柴油相比较，燃料的烟气中一氧化碳实测浓度大大降低。
与传统燃煤锅炉相比，新型节能环保型醇基燃料的节能率达到30%以上，排放的烟尘、二氧化硫、氮氧化物等污染物浓度均低于国家标准，而且操作简单，锅炉运行、输煤、燃烧、脱硫除尘、出渣等实现了全自动化控制，煤和渣不落地、也不需要堆放场地。
一、市面各锅炉热力计算
计算依据
1、燃煤热值按4500千卡/公斤，600元/吨；
2、醇基燃料热值按6700千卡/公斤，2.5元/公斤；
3、天然气热值按8000千卡/立方，3.8元/立方；
4、电锅炉热值按860千卡/千瓦，1元/千瓦；
5、生物质锅炉热值3000千卡/公斤，0.8元/公斤；
6、柴油热值9600千卡/公斤，7.5元/公斤；计算：
以0.07兆瓦（10万●大卡）锅炉为例
1、使用燃煤锅炉，燃煤锅炉热效率为45%左右，使用成本为：
10×104÷4500÷45%=49公斤/小时×0.6元/公斤=30元/小时
2、使用醇基燃料锅炉，醇基燃料水火直接换热的高效锅炉热效率为95%，使用成本为：
10×104÷6700÷95%=15.8公斤/小时×2.5元/公斤=39.5元/小时
3、使用天然气锅炉，天然气锅炉热效率为90%，使用成本为：
10×104÷8000÷95%=13.2立方/小时×3.8元/立方=50元/小时
4、使用电锅炉，电锅炉热效率按理论100%，使用成本为：
10×104÷860÷100%=116千瓦/小时×1.0元/千瓦=116元/小时
5、使用生物质锅炉，热效率按照70%计算使用成本：
10×104÷3000÷70%=47.6公斤/小时×0.8元/公斤=38元/小时
6、使用燃烧柴油锅炉，热效率为95%，使用成本为：
10×104÷9600÷95%=10公斤/小时×7.5元/公斤=75元/小时
各种锅炉数据对照表：
锅炉种类
单位价格
热值大卡
每小时消耗量
每小时费用
燃煤
公斤/0.6元
4500
49公斤
30
醇基燃料
公斤/2.5元
6700
15.8公斤
39.5
天然气
立方/3.8元
8000
13.2立方
50
生物质
公斤/0.8元
3000
47.6公斤
116
电
千瓦/1.0元
860
116千瓦
38
柴油
公斤/7.5元
9600
10公斤
75
二、综合效益计算
燃料成本（本数据在同等供热温度条件下）以0.12兆瓦（10万l大卡）锅炉为例，l采暖期5个月计算
1、燃煤锅炉按10小时燃烧则每天为30元/小时×10小时=300元，采暖期费用为300元×30天×5=4.5万元
2、醇基燃料锅炉按每天按10小时燃烧则每天为39.5元/小时×10=395元，采暖期费用为395元×30天×5=5.9万元。
3、天然气锅炉每天按10小时燃烧则每天为50元/元×10=500元，采暖期费用为500元×30天×5=7.5万元。
4、电锅炉每天按照10小时计算则每天成本为116元/小时×10=1160元，采暖期费用为1160元×30天×5=17.4万元
5、生物质锅炉每天按照10小时燃烧则每天为38元/小时×10=380元，采暖期费用为380元×30天×5=5.7万元
6、柴油锅炉每天按照8小时燃烧则每天为75元/小时×8=600元，采暖期费用为600元×30天×5=9万元
2、人力成本
燃煤锅炉和生物质锅炉共需配置3名专业人员，按轮班工作，3名人员工资为2000元/人·月，每年共计7.2万元。
使用醇基燃料、天然气、电、柴油锅炉需配置人员1人工作，工资仍按2000元/人·月计算，年费用为2.4万元。
综上所述6种燃料基本费用对比表如下：
燃料类别
5个月采暖季费用
人工费用
合计
煤炭
4.5万元
7.2万元
11.7万元
醇基燃料
5.9万元
2.4万元
8.3万元
天然气
7.5万元
2.4万元
9.9万元
电锅炉
17.4万元
2.4万元
19.8万元
生物质燃料
5.7万元
2.4万元
8.1万元
柴油
9万元
2.4万元
11.4万元
注：
此次对比并未包含天然气管道接入费用，电锅炉使用增加电负荷接入费用
（七）其它清洁能源置换
对城市建成区内确需保留的20蒸吨/小时及以下的工业燃煤小锅炉进行清洁能源置换时仅限电、天然气、液化石油气、蒸汽、太阳能、移动热源。
对城市建成区外确需保留的10蒸吨/小时及以下的工业燃煤小锅炉，可改用天然气、油、电、生物质、风能、太阳能、地源能等能源。
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