浅析城镇燃煤生活小锅炉改造的利与弊

随着我国工业化、城镇化的深入推进,能源资源消耗持续增加,大气污染污染形势严峻,以可吸入颗粒物(PM10)、细颗粒物(PM2.5)为特征污染物的区域性大气环境问题日益突出,损害人民群众身体健康,影响社会和谐稳定。为保护人民群众根本利益,实现经济持续健康发展和全面建成小康社会,实现中华民族伟大复兴,从中央、省到市、县各级政府都出台了大气污染防治行动计划及具体工作方案。

大气污染防治是一项系统的综合工程,燃煤生活小锅炉改造只是其中一项。本文仅以阜阳经济技术开发区为例,简要分析其改造的利与弊。

1 基本情况

根据阜阳市政府大气污染防治行动计划,城市建成区内的燃煤生活小锅炉必须进行改造。阜阳经济技术开发区建成区8.3 km2,共有燃煤生活小锅炉23家23台。除3家0.3蒸t的承压锅炉外,其余均为常压热水炉,均采取直排的方式进行排放污染物。均用烟煤做燃料,烟煤基本来自山西,采取抛煤方式进行燃烧,经营天数150~300d/年,用煤量250~1000kg/d。

2 改造情况

根据阜阳市政府及阜阳经济技术开发区管委会文件,辖区内各浴池业主积极响应政府号召,23家燃煤生活小锅炉于2014年12月31日前完成了整改,全部更换为生物质成型颗粒燃料锅炉。

3 结果分析

3.1 燃煤锅炉之弊

3.1.1 热效率较低。

传统燃煤锅炉容量较小,热效率低,长期低负荷运作会造成燃料燃烧不充分,热量损失较大,也造成燃料的浪费。锅炉运行自控装置水平低,造成锅炉的运行效率低。传统燃煤锅炉受劣质煤影响,使锅炉的受热面结焦、积灰严重,影响换热效果。

3.1.2 燃料消耗量大。

开发区23台锅炉,不完全统计一年耗煤量就有1 610t(取平均燃煤量350kg/d,户均经营200d/年)。

3.1.3 污染物排放系数高。没有除尘设施和脱硫设施,采取直排的方式,污染物排放系数较高。

3.1.4 污染物排放量大。

23台燃煤生活小锅炉年用煤量约为1 610t,根据工业源产排污系数手册(2010修订)———工业锅炉(热力生产和供应行业)产排污系数表-燃煤工业锅炉,年排放二氧化硫39.412 8t(硫份取均值S=1.53)、烟尘299.698 28t(灰分取均值A=13.45)、氮氧化物21.107 1t。

3.1.5 造成生命和财产的损失。

由于很多司炉工没有上岗证或不能持证上岗,仅凭经验去操作承压锅炉,容易造成锅炉损害甚至爆炸,造成生命和财产的损失。

3.2 生物质锅炉之利

3.2.1 热效率高。

生物质锅炉采用的是往复炉排,相对传统燃煤锅炉炉膛空间较大,同时布置非常合理的二次风,有利于生物质燃料燃烧时瞬间析出的大量挥发分充分燃烧,热效率较高。

3.2.2 污染物排放显著降低。

由于应用了反烧法、悬浮燃烧等多种洁净燃烧技术,燃烧时间长,可迅速形成高温区,稳定地维持层燃及悬浮燃烧状态,烟气在高温炉膛内停留时间长,经多次配氧,燃烧充分,燃料利用率高,使生物质燃料燃烧完全,基本解决了冒黑烟的问题。

据不完全统计,23台生物质燃料锅炉一年消耗生物质成型颗粒3 450t(取户均燃料用量750kg/d,户均经营200d/年)。根据工业源产排污系数手册(2010修订)--工业锅炉(热力生产和供应行业)产排污系数表-生物质工业锅炉,年排放二氧化硫0.410 55t(硫含量取0.07%)、烟尘0.224 25t(灰分含量取2%)、氮氧化物3.519t。

3.2.3 为农作物秸秆的资源化提供了保障。

生物质成型颗粒是利用各种农作物秸秆、树枝、锯末等通过颗粒机等制作的高密度、可燃性的油脂颗粒。将农作物秸秆做成生物质成型颗粒,一方面为农作物秸秆找到了新的出路,为生物质锅炉提供了燃料;另一方面又防止了每年午、秋两季的秸秆焚烧,保护了大气环境。同时,又增加了农民的收入。燃烧过的灰渣也是非常好的肥料。

3.2.4 降低运行成本。

生物质成型颗粒价格700~900元/t,户均使用生物质成型颗粒750kg,折合成本525~675元,且省去了司炉工的工资。使用煤炭时,除了燃料成本,还有司炉工工资及排污费等,相比较煤炭而言,户均运行成本大幅下降。

3.2.5 取得良好的综合效益。

生物质成型燃料,具有燃烧充分、优质环保、清洁卫生、用途广泛等特点。生物质成型燃料是一种可再生的清洁能源,推广应用生物质燃料有利于农作物秸秆等农林废弃物的充分利用,有利于秸秆禁烧工作的推进,有利于生物质固体成型燃料加工企业的发展,是优化能源消费结构,替代煤炭、重油等高污染燃料,减少大气污染的重要措施,具有良好的生态效益、环境效益和经济效益。

仅阜阳经济技术开发区建成区内23家生活燃煤小锅炉,在改造使用生物质成型颗粒燃料后,主要污染物排放显著减少。二氧化硫排放量减少了99.896%,烟尘排放量减少了99.925%,氮氧化物排放量减少了83.328%。煤炭与生物质成型固体燃料的污染物排放比较祥见附表。

摘要：随着我国工业化、城镇化的深入推进,能源资源消耗持续增加,大气污染污染形势日益严峻。为改善大气环境质量,保障人民群众身体健康,全国各地深入开展了大气污染防治工作。燃煤锅炉作为其中一项重要内容,它的改造对大气环境治理产生重要影响。本文就从改造前后使用不同燃料来进行简要的利弊分析。

关键词：燃煤,锅炉,改造,利与弊

参考文献

[1] 第一次全国污染源普查工业污染源产排污系数手册第十分册,北京:国务院第一次全国污染源普查领导小组办公室,2008.2.

[2] 百度文库.全国各省燃煤含硫量和灰分,挥发分含量汇总表.

[3] 张心阳.燃煤锅炉在运行中存在的问题和解决方法的探讨[J].中国科技博览,2012.6.6.

[4] 丁亦如,闫向军,王再轩.燃煤热水锅炉在供暖运行中常见的问题[J].资源与发展,2003.

[5] 韩民德.生物质成型燃料热水锅炉的节能分析与评价科[J].技创新导报,2013.8.