燃煤锅炉及冷却塔节能技改工程项目可行性研究报告.doc

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1、可行性研究报告 1 第一章 概况 1.1 项目名称 1.1.1 项目名称 燃煤锅炉及冷却塔节能技改工程 1.1.2 项目承办单位及负责人 项目承办单位：平顶山天源盐化有限责任公司 法人代表： 1.1.3 项目建设地点 河南省叶县盐城路东段，平顶山天源盐化有限责任公司厂区内 1.2 可行性研究报告编制单位 编制单位：中国轻工业武汉设计工程有限责任公司 河南轻工业设计院有限公司 资格证书编号：工咨甲 22120070029 1.3 编制依据及研究范围 1.3.1 编制依据 可行性研究报告 2 1、国家发展改革委办公厅、财政部办公厅关于组织申报 2011 年 节能技术改造财政奖励备选项目的通知 （发

2、改办环资20111668 号） ； 2、财政部 国家发展改革委关于印发节能技术改造财政奖励资 金管理办法的通知（财建2011367 号）； 3、 中华人民共和国节约能源法 ； 4、 中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年计划纲要 ； 5、项目承办单位提供的有关本项目的基础数据、技术资料等。 1.3.2 项目研究范围 根据国家对建设项目的可行性研究阶段的工作范围和深度规定，本 报告对项目的建设条件进行勘查，对项目建设的背景、改造规模、建设 条件与厂址概况、改造技术方案、环境保护、企业组织、项目管理与实 施进度、投招标方案、投资估算、资金筹措和效益评价等方面进行了综 合研究与分析，重点研究和

3、论述了项目建设的必要性、改造方案的可行 性，提出了节能改造的内容、方案、投资、资金筹措和效益评价，为项 目的决策和建设提供可靠的依据。 1.4 企业概况 平顶山天源盐化有限责任公司成立于 2005 年，是河南省大型制盐骨 干企业，总资产 9.1 亿元，主导产品精制盐（包括食用碘盐和工业盐等） 生产能力达 140 万吨。公司位于叶县盐城路东段，占地面积 326 亩，东 靠许南公路，南邻平舞铁路，交通便利，区位优势明显。 该公司现有两条真空制盐生产线，采用世界上先进的四效蒸发反循 环真空蒸发制盐工艺，设计能力为 260 万吨/年，实际产能达到 140 万 可行性研究报告 3 吨以上。其中：一期于

4、2005 年 7 月正式投产，二期于 2006 年 5 月正式 投产。配套建设的热电站有 2 台 75t/h 循环流化床锅炉、2 台 65 t/h 循 环流化床锅炉及 3 台 6000KW 背压汽轮发电机组。 2010 年产品产量完成 140.9 万吨：其中：工业盐 93.8 万吨，多品种 盐 1.9 万吨，碘盐 40 万吨，非碘精制盐 5.2 万吨。实现销售收入 38247 万元，利润 1742 万元，上缴税金 5131 万元。2010 年公司综合能源消耗 按当量值折标准煤 206596.45 吨。其中原煤 360919 吨，折标准煤 203289.09 吨；燃料油 149 吨，折标准煤 2

5、12.86 吨；柴油 138.45 吨，折 标准煤 201.74 吨；电 2318 万千瓦时，折标煤 2848.82 吨；自来水 512718 吨，折标煤 43.94 吨。单位产品能耗 0.1466 吨标准煤。 1.5 项目背景及建设必要性 改革开放二十多年来，我国国民经济取得了长足的发展，但是在发 展过程中也存在着能耗高、资源浪费大等诸多问题，严重制约了国民经 济的可持续发展，为此，国家高度重视环境保护、节能降耗等工作。据 国家统计局公布的2010 年国民经济和社会发展统计公报显示，2010 年我国国内生产总值（GDP）达到 397983 亿元，比 2009 年增长 10.3%； 全国万元国

6、内生产总值能耗下降 4.01%。从发展趋势上看，节能正朝着完 成规划指标的方向迈进。 2011 年是实施“十二五”发展规划的第一年，开好头、起好步至关 重要。为加快推广先进节能技术，提高能源利用效率，实现“十二五” 期间的各项约束性指标，必须加大节能减排的力度。具体“十二五”节 能减排综合性工作方案如下： 1、推进重点领域节能减排。工业节能要注重以先进生产能力淘汰落 可行性研究报告 4 后生产能力。交通节能要重视发展公共交通，优化运用多种运输方式。 建筑节能要合理改造已有建筑，大力发展绿色建筑、智能建筑，最大限 度地节能、节地、节水、节材。生活节能要推广使用经济高效的节能产 品，培养节约环保的

7、消费模式和生活方式。 2、进一步调整优化产业结构。发展现代产业体系，鼓励发展第三产 业和战略性新兴产业，运用高新技术改造传统产业。推动能源生产和利 用方式变革，构建安全、稳定、经济、清洁的现代能源产业体系。 3、实施节能减排重点工程。着力抓好节能重点工程、环境治理重点 工程、循环经济重点工程。 4、推广使用先进技术。建立节能减排技术遴选、评定及推广机制， 积极引进、消化、吸收国外先进技术，加快技术的开发、示范和推广应 用，有效提高能源利用效率，降低污染排放。 5、加强节能减排管理。完善节能评估审查制度，制定和执行耗能设 备国家标准，鼓励企业建立节能计量、台账和统计制度。实施电力需求 侧管理、能

8、效标识、政府节能采购等管理方式。 6、完善节能减排长效机制。落实税收优惠政策，推进资源税费和环 境税改革。调整进出口关税，遏制高耗能、高排放产品出口。 “十二五”节能减排工作重点： 为优化产业结构和能源结构，我国将大力发展服务业和战略性新兴 产业，抑制高耗能、高排放产业过快增长，强化节能、环保、土地、安 全等指标的约束，加快淘汰落后产能，推动传统产业改造升级。同时， 我国将调整能源的消费结构，大力发展可再生能源。我国将实施节能改 造工程、重大节能技术产业化示范工程、节能产品惠民工程、合同能源 推广工程和节能管理能力建设工程；实施城镇污水处理设施及配套管网 可行性研究报告 5 建设工程、规模化畜

9、禽养殖污染管理工程和脱硫脱硝工程。我国还将加 强节能减排管理，合理控制能源消费总量，开展能效水平对标活动，推 进工业、建筑、交通等领域的节能减排。 为加快推广先进节能技术，提高能源利用效率，实现“十二五”期 间单位国内生产总值能耗降低 16%的约束性指标，根据中华人民共和国 节约能源法和中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规 划纲要 ，中央财政将继续安排专项资金，采取“以奖代补”方式，对企 业实施节能技术改造给予适当支持和奖励。为加强财政资金管理，提高 资金使用效率，国家财政部已会同有关部门发布了节能技术改造财政 奖励资金管理办法 （财建2011367 号） ，根据此资金管理办法，国家

10、发 展改革委办公厅、财政部办公厅发布了关于组织申报“2011 年节能技术 改造财政奖励备选项目的通知” ，要求各省市、自治区等在本地区认定的 重点企业实施这一节能行动，具体内容如下： 主要支持（1）燃煤锅炉（窑炉）改造项目。其中老旧锅炉更新改造。 （2）余热余压利用项目。 （3）节约和替代石油项目（仅包括节约石油改 造项目） 。 （4）电机系统节能项目。 （5）能量系统优化项目。其中采用高 效节能水动风机（水轮机）冷却塔技术、循环水系统优化技术等对冷却 塔循环水系统进行节能改造等。项目承担企业具备完善的能源计量、统 计和管理体系。项目符合国家产业政策，能够在 2012 年底前全部完工， 实施后

11、年可实现节能量在 5000 吨标准煤（含）以上。 平顶山天源盐化有限责任公司便是实施这一节能行动的重点企业， 不仅符合国家“十二五”节能减排综合性工作方案中的“进一步调整优 化产业结构、实施节能减排重点工程、推广使用先进技术、加强节能减 排管理”等四项，而且贯彻落实“国家发展改革委办公厅、财政部办公 可行性研究报告 6 厅关于组织申报2011 年节能技术改造财政奖励备选项目的通知 ”中的 燃煤锅炉（窑炉）改造、能量系统优化等节能技术改造项目，是一个综 合性的节能优化技术改造工程。 据有关数据显示，中国目前有锅炉 46 万台，这些平均运行效率为 60%至 65%的锅炉，年耗煤炭约 6 亿吨，占全

12、国煤炭消费总量的 20%左右。据初 步测算，采用高效煤粉锅炉技术，可将锅炉的运行效率提高到 90%，每年 可节煤 2 亿吨左右。因此，加快实施节能改造工程、重大节能技术产业 化示范工程、节能产品惠民工程、合同能源推广工程和节能管理能力建 设工程，全面落实国家节能减排的目标和措施，完成“十二五”的环保 任务和指标，是坚持绿色发展，建设资源节约型、环境友好型社会，推 动国民经济健康发展，实践和贯彻落实科学发展观的重大举措。 1.6 建设内容与规模 1、利用高低差速循环流化床技术将公司现有 2 台 65t/h 和 2 台 75t/h 循环流化床锅炉由低效率改造成高效率流化床锅炉，并配套改造附 属设施

13、。四台锅炉技改内容包括炉膛和烟道的改造、分离系统改造、返 料系统、给煤系统改造、四台除尘器，更换 12 台风机； 2、利用水动能回收技术改造 2 台 3000m3/h 冷却塔，用两台水动轮机 替代的风机电机的总功率为 320kW。增加两台水轮机及配套的管子阀门， 拆除两台 160kW 的电机。 1.7 节能效果 本项目通过燃煤锅炉改造和水动能回收冷却塔技术改造，年节约标 煤 28817.97 吨，年新增利润总额 1260.88 万元。 可行性研究报告 7 1.8 投资估算与资金筹措 本项目总投资 2971.32 万元，其来源为：建设投资 2801.32 万元由 企业自筹和申请国家专项节能奖励资

14、金解决；流动资金 170.00 万元，由 企业自有资金解决。 1.9 主要经济技术指标 项目总投资: 2971.32 万元 新增定员人数：0 人 年节约标煤量：28817.97 吨 1.10 结论与建议 平顶山天源盐化有限责任公司实施本项目后，在企业产品、产量不 变的情况下，其能源消耗将由改造前的 206596.45 吨标准煤，减少到 177778.48 吨标准煤，年节约标煤 28817.97 吨，年二氧化碳减排量约 72044.93 吨，年二氧化硫减排量约 475.54 吨，单位产品能耗由 0.1466 吨标准煤降为 0.1262 吨标准煤，能耗降低 13.95%。年新增利润总额 1260.

15、88 万元，项目节能减排效果显著。 根据国家节能减排工作的要求和企业发展的规划，结合现有的设备 状况，实施本项目节能技术改造是必要和紧迫的。 本项目在技术上可行，经济上合理，建设条件优越、节能效果明显、 原燃料来源充足、水源可靠、交通运输便利，符合国家的有关政策，企 业经济效益、社会效益、环境效益具佳，能改善公司的投资环境，为公 司可持续发展奠定良好的基础。因此，建设本项目是合适的、可行的。 主要技术经济指标表主要技术经济指标表 可行性研究报告 8 序号名称单位数据备注 1 项目总投资万元 2971.32 1.1 建设投资万元 2801.32 1.2 流动资金万元 170.00 2 资金筹措万

16、元 2971.32 2.1 自筹资金万元 2971.32 2.1.1 用于建设投资万元 2801.32 2.1.2 用于流动资金万元 170.00 2.2 借款万元 0.00 3 资本金比例% 100 4 项目资本金万元 2971.32 5 经营收入万元 2593.62 年平均 6 增值税万元 0.00 年平均 7 营业税金及附加万元 0.00 年平均 8 总成本费用万元 1332.73 年平均 9 利润总额万元 1260.88 年平均 10 所得税万元 315.22 年平均 11 税后利润万元 945.66 年平均 12 每百元经营收入占用总资金元/百元 114.56 13 每百元销售收入占

17、用建设投资元/百元 108.01 14 每百元经营收入占用流动资金元/百元 6.55 15 投资利润率% 42.44 16 投资利税率% 42.44 17 销售利润率% 36.46 18 总投资收益率% 42.44 19 项目资本金净利润率% 31.83 20 全部投资财务内部收益率(税前)% 49.33 21 全部投资投资回收期(含建设期):年 3.06 22 全部投资财务净现值（税前）万元 5960.19Ic=12% 23 全部投资财务内部收益率(税后)% 38.74 24 全部投资投资回收期(含建设期)年 3.60 25 全部投资财务净现值（税后）万元 4142.19Ic=12% 26

18、盈亏平衡点（BEP） %51.39 可行性研究报告 9 第二章 厂址条件 2.1 厂址概述 本项目工程地点在平顶山天源盐化有限责任公司厂区内，厂址位于 河南省叶县盐城路东段，东靠许南公路，南邻平舞铁路，交通便利，供 水、供电、通讯皆有保证。 2.2 交通运输 叶县境内道路纵横交错，东衔京深铁路，西接焦枝铁路，北通漯宝 铁路，许（昌）平（顶山）南（阳） 、南（京）洛（阳）两条高速公路 在境内交汇，311 国道、豫 01 线、漯（河）叶（县）路、平（顶山） 驻（马店）路、平（顶山）桐（柏）路交汇全境，交通运输十分便利。 2.3 主要气象资料 叶县属大陆性季风气候 ，由于受季风影响，春秋冬三季干旱少

19、雨， 夏季多雨，从 12 月至翌年 2 月气温最低，常年无极端恶劣天气。 年平均降雨量 800.1mm 年最大降雨量 1323.6mm 年最小降雨量 373.9mm 年最大蒸发量 2825.0mm 年平均气温 14.8 极端最高气温 42.6 极端最低温度 -18.8 可行性研究报告 10 平均无霜期 217 天 主导风向 NE 最大风速 24.0m/s 年平均相对湿度 67% 年平均绝对湿度 13.9% 年平均气压 1005.8mb 最大雪厚度 16cm 土壤最大冻结深度 14cm 2.4 地质条件 2.4.1 地形地貌 叶县呈西南东北走向，全县山区面积约 300 平方千米，约占总面积 的

20、21%；丘陵面积约为 260 平方千米，约占总面积的 19%；平原及洼地 830 平方千米，占总面积的 60%。天源公司场地及周边地形属于平原及 洼地地带。 2.4.2 工程地质 叶县土壤主要有三个土类，其中黄棕壤土类 169.5 万亩，占总面积 的 81%；砂姜黑土类 14.2 万亩，占总面积的 6.9%；潮土类 21.75 万亩， 占 10.6%。 天源公司厂区内全为旱地，地势平坦，土体成因以缓流堆积为主， 上部为第四纪全新世粘土、粉质粘土和砂砾石，下部为早更新新世粘土。 该场地及附近，地质构造简单，无活动断裂通过，未发现不良地质现象， 可行性研究报告 11 场地和地基稳定，地基土均匀，适

21、宜进行工程建设。 2.4.3 水文条件 叶县境内主要有汝河、沙河、湛河、澧河、灰河、甘江河六大河流 经过，年入境水平均总量为 13.84 亿立方米，水资源总量为 4.92 亿立 方米，其中浅层地下水 1.99 亿立方米，地表自产径流量 3.51 亿立方米。 天源公司厂内地下水位埋深 4.55.0m，地下水类型属潜水，主要 含水层为粉质粘土、中砂层，地下水位年变幅较小，地下水水质良好， 对混凝土无腐蚀性。 2.4.4 地震烈度 根据中国地震列度区划图叶县属 6 度地震烈度区。 2.5 社会发展 叶县位于河南省中部偏西南，地处黄淮平原与伏牛山余脉结合部， 总面积 1389 平方公里，辖 18 个乡

22、镇，总人口 86 万。叶县 2003 年、 2005 年连续两次被评为全省县域经济发展速度最快、效益最好的十个 县（市）之一，享受扩权县待遇。叶县还是国家优质商品粮生产基地、 河南省十大古城、河南省畜牧大县、红旗渠精神杯竞赛金杯县、全省乡 镇企业东西部合作先进县、省级卫生县城、 “村村通”道路建设金杯县。 叶县资源丰富，气候宜人。主要有盐、石油、煤、铁、磷、铝钒土、 大理石、钾、石墨、白云岩等。其中，岩盐展布面积 400 平方公里，总 可行性研究报告 12 储量 3300 亿吨，是全国第二大内陆盐田，品位居全国井矿盐之首。叶 县无霜期长，适宜农作物生长，现粮食年产量 46 万吨，并形成了蔬菜、

23、 食用菌、畜牧业齐头并进的发展格局。 近年来，随着盐资源的开发利用，叶县的工业呈现出前所未有的发 展势头。现年产精制盐和工业用盐 150 万吨，是国内最大的井盐生产基 地之一。六家上市公司和一家跨国公司已入驻叶县，投资 258 亿元的平 煤集团煤盐联合化工产业园、投资 145 亿元的神马循环经济工业园和具 有国际先进水平的河南盐业物流配送中心等项目正在兴建，具有健康理 疗、娱乐功能的中原盐湖即将动工，叶县已经成为了名副其实的“中原 盐都”和中国中部盐化工业城。叶县民营工业发展迅速，是全省最大的 清真牛羊肉加工基地、皮鞋生产基地、农用三轮摩托车生产基地、最大 的粮食深加工基地和机电零部件加工基地

24、。 总之，当地的经济条件、劳力资源及交通等社会环境条件，有利于 本项目建设。 2.6 燃料供应及运输 平顶山是我国主要煤矿产区之一，煤炭资源极为丰富，且品质较好。 天源公司生产所需燃煤全部由全国最大的煤炭基地平顶山煤业集团 供给。燃料供应是有保障的。 可行性研究报告 13 第三章 生产系统现状 3.1 生产系统现状 3.1.1 产品及规模 主要产品现有生产能力为 140 万吨，其中：食用盐 40 万吨，工业 盐 100 万吨。 3.1.2 生产工艺 制盐生产线采用世界上最先进的四效蒸发反循环真空蒸发制盐工艺。 可行性研究报告 14 生蒸汽 真真空空制制盐盐工工艺艺流流程程图图 循 环 上 水

25、循环下水 淡盐水 湿盐 热空气 干干盐盐去去包包装装 冷空气 石膏母液 石膏处理系统 编号设备名称 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 卤水池 洗盐器 离心机 湿盐输送机 固定式沸腾干燥器 编号设备名称 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 干盐输送机 干盐旋风分离器 高效湿式除尘器 混合冷凝器 沉盐器 斜板沉降桶 晶形转化桶 石膏真空过滤机 1 13 12 11 10 9 9 7 17 18 19 20 5 4 3 1416 15 水封槽 水环真空泵 净化卤水 6 进废水池 去 锅 炉 去锅炉 效蒸发罐 效蒸发罐 效蒸发罐 效蒸发罐 23 24 25 26

26、 效平衡桶 效平衡桶 效平衡桶 效平衡桶 效一次闪发桶 效二次闪发桶 212223242526 8 可行性研究报告 15 工艺流程简述： 卤水净化车间来的精卤水去精卤桶，并与来自制盐离心机的滤液混 合，加压后经预热器进行分效预热，与二次蒸汽或冷凝水进行热交换， 加热后的混合卤水分别进入制盐蒸发罐。卤水在制盐蒸发罐内蒸发结晶， 析出的盐经卤水淘洗后排入盐浆桶，再经盐增稠器增稠后进入离心机； 各效浓缩后的上清液依次转入下一效蒸发罐。上清液经三级预热后转入 析硝罐。 卤水升温蒸发析硝，析出的硝经卤水淘洗后排入硝浆桶，再经硝增 稠器增稠后进入离心机；清液靠压差流入闪发罐。高温卤水在闪发罐内 经二级闪发

27、，闪发后的母液由转料泵泵入析硝罐。 进入离心机的盐浆经分离脱水后，湿盐进入盐干燥床进行干燥，干 燥后的成品盐送至仓库内进行包装。 进入离心机内的硝浆经分离脱水后进硝干燥床干燥，干燥后的成品 硝在车间包装间内就地包装后入库；粉盐亦在包装间内包装。盐离心分 离机的母液进入盐滤液桶，由滤液泵送至精卤桶；硝离心分离机的母液 进入硝滤液桶，由滤液泵送至析硝罐。 3.1.3 主要生产设备 天源公司现主要生产工序的工艺设备有： 采卤工序S9-800KVA/10KV 变压器、DF155-678-155m3/h 采卤 泵、DF155-305-152m3/h 输卤泵、配电柜等。 制盐工序IIV 效冷凝水平衡桶、大

28、气混合冷凝器、I 效蒸发 罐、II 效蒸发罐、III 效蒸发罐、IV 效蒸发罐、蒸汽喷射器、P80/85- 卧式双级活塞推料离心机、内加热流化干燥床、空气预热器、振动筛、 螺杆压缩机、运输及包装线等。 可行性研究报告 16 主要生产设备表主要生产设备表 序号设备名称规格单位数量备 注 1 效蒸发罐 5000 F=780m2 套 2 2 效蒸发罐 5000 F=780m2 套 2 3 效蒸发罐 5400 F=780m2 套 2 4 效蒸发罐 5400 F=780m2 套 2 5 离心机 P60 台 6 6 干燥床 F=8.0m2 套 2 热电工序天源分公司：S9M1250KVA、1600KVA/

29、10KV 变压 器、两台 CFB65-3.8/450-M、两台 ZG75/3.82-M 中温中压循环流化床锅 炉、三组 B3-3.43/0.49 背压汽轮机、QF-J6-2 汽轮发电机、鼓引风机、 热交换器、水泵、钠离子交换水处理系统等。平顶山分公司：ST- 400KVA、500KVA、800KVA、1250KVA /10KV 变压器、一台 XHL-40/3.82- M2、一台 YG-35/3.82-M6 中温中压循环流化床锅炉、一台 UG3.82/35 M18 链条炉、两组 B3-35/5 背压汽轮机、两台 QF-J6-2 汽轮发电机、鼓 引风机、热交换器、水泵、阳离子交换水处理系统等。 3

30、.2 能源消费情况 天源公司 2010 年产品产量完成 140.9 万吨：其中：工业盐 93.8 万 吨，多品种盐 1.9 万吨，碘盐 40 万吨，非碘精制盐 5.2 万吨。共消耗 各种外购能源按当量值折标准煤 206596.45 吨。其中原煤 360919 吨， 折标准煤 203289.09 吨；燃料油 149 吨，折标准煤 212.86 吨；柴油 138.45 吨，折标准煤 201.74 吨；电 2318 万千瓦时，折标煤 2848.82 吨；自来水 512718 吨，折标煤 43.94 吨。单位产品能耗 0.1466 吨标准 煤。 企业能源消耗结构表企业能源消耗结构表 可行性研究报告 1

31、7 2010 年能源消费 总量（万吨标准煤）2010 年主要能源消费结构 当量 煤（万 吨） 电 （万千 瓦时） 柴油 （吨） 煤油 （吨） 燃料油 （吨） 自来水 （万吨） 20.6636.092318138.45014951.27 可行性研究报告 18 第四章 节能技术方案 4.1 现状及改造的必要性 1、天源公司自备热电站采用的锅炉为两台DG65-3.8/450-M中温中 压循环流化床锅炉配套两台B3-3.43/0.49背压汽轮机，两台ZG75/3.82- M中温中压循环流化床锅炉配套两台QF-J6-2汽轮发电机，烟气经过除尘 脱硫后排入大气。经过几年的运行，1#、2#锅炉平均出力只能达

32、到 50t/h左右，3#、4#锅炉平均出力只能达到60t/h左右，使锅炉的经济性 受到严重影响；为了提高锅炉效率，寻找锅炉存在的潜在问题，对四台 锅炉进行了热平衡测试，测算结果如下： 项目 锅炉编号 原煤消耗量 （吨） 平均低位发热量 （kcal/kg） 平均热效率 （%） 1#炉（65t/h 流化床锅炉） 83589.16390775.6 2#炉（65t/h 流化床锅炉） 90362.87395676.1 3#炉（75t/h 流化床锅炉） 91957.49401175.3 4#炉（75t/h 流化床锅炉） 95009.48389676.0 从以上数据可知四台锅炉的热效率均在 75%左右，现在

33、两台 65t/h 和两台 75t/h 锅炉实际热效率低于原设计值 90.5%、89%约 15.5%和 13%，与设计值有很大差距，造成公司盐产品的成本居高不下，能源浪 费量很大。 2、天源公司现有冷却塔五台，循环水泵三台，正常情况下开两台。 可行性研究报告 19 循环泵额定功率 220kW，实际运行功率 119kW，有富余扬程和流量。经 过计算，可用富裕的扬程和流量来做功，代替两台 160kW 的机力风机电 机运行（实际单台运行功率 90kW） 。 因此，对上述四台循环流化床锅炉和冷却塔系统进行节能改造是十 分必要和符合国家政策的。 4.2 技术先进性 1、高低差速床锅炉技术 该技术是江西江联

34、能源环保股份有限公司在引进德国先进技术的基 础上，成功开发出具有自主知识产权，适合中国国情的大型高低差速循 环流化床锅炉燃烧技术。该技术采用了独特的内循环流化燃烧方式，是 一种新型的清洁燃烧技术。它继承了流化床锅炉的原理，并将燃烧室分 成主燃室和副燃室。通过炉下送风的相互配合，使炉内物料在主燃室与 副燃室之间形成循环流。锅炉的埋管受热面布置在副燃室内，不仅很好 地解决了磨损问题，而且能很方便地通过调节副燃室的送风量来调节锅 炉的运行。 工作原理：工作原理：燃料颗粒的自选过程以及高速床和低速床不同风速的实 现，由炉膛两侧给入锅炉主床，床料颗粒在主床上沸腾燃烧，同时其中 的大颗粒开始向下沉，在较低

35、的位置处沸腾燃烧，小颗粒则溢于表面。 由于高速床与低速床之间有一个高度差，此高度差保证了大颗粒不会被 带入低速床，只需较低的流化风速即可实现低速床的流化，而主床仍采 用常规沸腾床的流化风速以保证大颗粒的流化燃烧。 高低差速床锅炉上埋管的使用寿命大大增长，可达3万小时以上， 解决了因埋管磨损问题造成的锅炉经常停炉问题。 可行性研究报告 20 2、水动能回收冷却塔技术 水动风机顾名思义就是以水力驱动风机，而不是传统的电力。在水 动风机冷却塔中，是以水轮机取代电机作为风机动力源。水轮机的工作 动力来自系统的富余流量和富余扬程。改造后，水泵提供的循环水经过 水轮机并带动其旋转。水轮机的输出轴直接与风机

36、相连，进而带动风机 旋转。 水动能回收冷却塔技术的核心是根据冷却塔热力特性和循环系统的 水力特性研发的反击式水轮机，该水轮机的水动能回收利用率高，从而 对低能量富裕的冷却塔循环水系统实现改造而达到 100%节能的目的。 水轮机结构采用反击形式，流入的水流相对于水轮机的转轴对称分布， 使对水轮机的冲击平衡，减少水轮机运行的振动，使得冷却塔运行更加 稳定。 4.3 循环流化床锅炉改造方案 4.3.1 锅炉概况 1、锅炉的主要设计参数 （1）DG65-3.8/450-M 中温中压循环流化床锅炉 额定蒸发量：65t/h 过热蒸汽温度：450 过热蒸汽压力：3.8MPa 锅筒工作压力：4.2MPa 给水

37、温度：104 排烟温度：145 可行性研究报告 21 设计热效率：90.5% （2）ZG75/3.82-M 中温中压循环流化床锅炉 额定蒸发量：75t/h 过热蒸汽温度：450 过热蒸汽压力：3.82MPa 锅筒工作压力：4.2MPa 给水温度：104 排烟温度：142 设计热效率：89% 2、锅炉的主要运行参数 序号项目单位数值 一 DG65-3.8/450-M 中温中压 循环流化床锅炉 1 锅炉蒸发量 t/h50 2 过热蒸汽压力 Mpa3.48 3 过热蒸汽温度 438 4 给水压力 Mpa5.3 5 给水温度 oC 106 6 排烟温度 oC 141.5 7 1#锅炉热效率 %75.6

38、 8 2#锅炉热效率 %76.1 二 ZG75/3.82-M 中温中压循环 流化床锅炉 1 锅炉蒸发量 t/h60 2 过热蒸汽压力 Mpa3.48 3 过热蒸汽温度 438 可行性研究报告 22 4 给水压力 Mpa5.3 5 给水温度 oC 106 6 排烟温度 oC 141.5 7 3#锅炉热效率 %75.3 8 4#锅炉热效率 %76.0 3、锅炉存在的问题 锅炉于 2005 年和 2006 年投运，投产后存在以下问题： （1）锅炉出力严重不足，达不到额定负荷，影响生产。 （2）水冷壁管磨损严重，经常爆管，严重影响锅炉的安全稳定运 行。 （3）过热器磨损严重，寿命较短，需要经常采取喷涂

39、防磨。 （4）省煤器磨损严重，寿命较短，需要经常采取喷涂防磨。 （5）飞灰含碳量较高，锅炉热效率较低，影响锅炉运行的经济性。 4、原因分析 （1）锅炉炉膛内烟气流速高，容易爆管。 （2）分离器分离效率低、阻力大，不仅影响到锅炉的热效率，也 影响了省煤器、过热器的寿命。 （3）炉膛有效容积不足，烟气在炉内的停留时间不到 3s，所以热 效率低。 （4）炉膛受热面不够，加之分离效率低，循环倍率低，所以负荷 低。 4.3.2 改造目的 本次改造，目的是增加锅炉出力至 65t/h 和 75t/h 并有不低于 10% 可行性研究报告 23 的超负荷能力，提高锅炉热效率，达到 88%，降低运行煤耗，保证炉内

40、 受热面的寿命大于 10 年，过热器的寿命大于 10 年，省煤器寿命大于 5 年，埋管寿命大于 4 年。实现锅炉的高效、稳定运行，达到节能减排， 科学发展的目的。 4.3.3 设计的理论依据 按照新理论设计与改造循环流化床锅炉，不论任何煤种、不论高速 床、低速床锅炉热效率都可大于 90%，飞灰含碳小于 4%、燃烧效率都可 大于 99%、过热器寿命大于 10 年、省煤器寿命大于 5 年。新理论包括 以下三点： （1）锅炉有效容积大于 4.2045V-0.125（其中 v 为煤的干燥基 挥发份） 。 （2）分离器分离效果好，即分离下来的灰小于 0.08mm 的大于 80%。 （3）一定要有切向旋转

41、燃烧过程，才能打破灰包碳，有利燃烬。 锅炉燃用挥发分为 16%，按照上述公式，吨汽有效容积 =4.2045*0.16-0.125=5.5m3，65t/h 炉膛总有效容积 =5.5*65=358m3，75t/h 炉膛总有效容积=5.5*75=413m3。 锅炉的汽包标高不变，炉膛的前墙不变，侧墙不变，后墙后移，使 65t/h 锅炉的有效容积达到 360m3，75t/h 锅炉的有效容积达到 420m3。 原分离器做较大的改正，使其阻力在 800Pa 以内，分离效率在 99% 以上，即分离下来的灰小于 0.08mm 的大于 80%。 分离器也是个燃尽室。细颗粒在分离器内高速旋转燃烧，打破了灰 包碳，

42、强化了燃烧、有利于燃尽。 可行性研究报告 24 4.3.4 设计的技术方案 本次锅炉改造本着长期、稳定、高效、低磨损的原则，采用高低差 速循环流化床锅炉专利技术，内置高温水冷分离器，单级分离单级返料。 1、技术特点 （1）采用高低差速循环流化床燃烧方式，锅炉的有效容积大，燃 烧完全，热效率高，磨损轻。 锅炉采用高低差速循环流化床结构设计，将锅炉原燃烧室改造成主 燃室和副燃室。通过炉下送风的相互配合，使炉内物料在主燃室与副燃 室之间形成循环流。锅炉的埋管受热面布置在副燃室内，不仅很好地解 决了磨损问题，提高负荷稳定性，并具有一定的超负荷能力。而且能很 方便地通过调节副燃室的送风量来调节锅炉的运行

43、。增加锅炉的有效容 积，使 65t/h 锅炉 900以上的有效容积达 360m3，75t/h 锅炉 900以 上的有效容积达 420m3，平均吨汽有效容积达 5.5m3，烟气停留时间达 3.9s，使分离器不能分离的粒径小于 80m 的细煤粉颗粒通过炉膛一次 性燃烧完全，飞灰含碳量低，热效率高，热效率可达 90%以上。 锅炉上部为高流速，烟气流速为 4.5m/s，携带能力强，分离效率 高；下部为低速床，烟气流速为 3.5m/s。由于炉膛内的灰浓度随高度 增加呈降低趋势，在炉膛的下部灰浓度较大，在此处采用较低的烟气流 速，即使在没有任何防磨措施的情况下也可以有效防止膜式壁受热面的 磨损，炉膛上部灰

44、浓度较低，因此选取适当高一点的烟气流速也不会出 现磨损问题。已经改造投运的锅炉长期运行实践证明，没有出现炉膛受 热面磨损爆管事故，效果理想。 （2）分离器结构做重大改造，分离效率高，分离器阻力低，运行 可行性研究报告 25 稳定可靠： 中心筒的插入深度大于 80%。 烟气入口高宽比大于 4。 烟气入口流速大于 30m/s。 采用特殊结构降低阻力，分离效率高，分离效率达到 99%以上， 保证除尘灰中粒径小于 80m 的细灰份额大于 80%。阻力小于 800Pa。 分离器阻力低、分离效率高 通过对分离器结构的优化设计，分离器阻力较传统高温旋风分离器 大为降低但分离效率不降低，热态运行阻力约为 40

45、0Pa700Pa，传统 高温旋风分离器典型热态运行阻力为 980Pa1960Pa，系统阻力降低减 少了引风机运行电耗，提高了锅炉运行的经济性。 （3）分离器置于过热器、省煤器前，分离、返料温度高，过热器、 省煤器不在灰循环回路中，磨损大为减轻 由于对分离器进行了优化设计，烟气中的飞灰进行了分离，使进入 过热器、省煤器的烟气含尘浓度和细度大为降低，飞灰粒径细化，大大 减轻了过热器、省煤器的磨损，过热器、省煤器无需喷涂防磨。 （4）采用带横埋管、炉膛全膜式壁悬吊结构布置方式，负荷稳定 由于埋管受热面的吸热量占整个蒸发吸热量的 40%，负荷一般都能 保证，并有一定的超负荷能力。埋管属于沉浸受热面，受

46、到高浓度高温 床料的激烈冲刷，集对流传热和辐射传热于一体，传热系数高达炉膛水 冷受热面的 23 倍，且炉膛容积较大，炉膛蒸发受热面有富余，因此 在炉膛稀相区下部敷设部分卫燃带来调整炉膛出口温度。同时，炉膛稀 相区下部灰浓度较高内循环强烈，卫燃带还可防止高浓度灰对膜式壁受 热面产生磨损。当运行煤种或入炉煤粒度出现较大变化时，可以通过调 可行性研究报告 26 整卫燃带的面积方便地调整炉膛出口温度。 （5）采用自平衡型 U 型阀返料器 U 型阀返料器具有自我调整，自我平衡能力，当入炉煤煤种、粒度 产生变化或变负荷时，U 型阀返料器能自动平衡返料量的变化，无需人 为调整，返料顺畅，稳定可靠，是当今循环

47、流化床锅炉应用最广泛的返 料器。 （6）采用自流式风力给煤装置 该给煤装置经过长期运行，运行良好，在水分合适的情况下不堵塞。 给料口有两股不同方向的播料风口。一股水平，另一股向上 15角。 可根据燃料粒度、水分的不同调节二股风的风量，使燃料均匀播撒入床， 并可对燃烧份额及过热汽温作少量调节，有效改善给料口附近氧情况。 2、提高热效率的措施 提高锅炉热效率的途径有二：一是提高锅炉的有效容积，二是提高 分离器的分离效率。 （1）提高锅炉有效容积 将锅炉后墙后移，采用高低差速结构，增大了炉膛的容积，炉内受 热面通过卫燃带调节，使各部位的温差控制在 50以内，整个炉膛温 度都在 900以上，整个容积都

48、是有效容积，65t/h 锅炉总有效容积可 以达到 360m3，75t/h 锅炉总有效容积可以达到 420m3，吨汽有效容积 5.5m3，按 900计算，烟气停留时间提高到 3.9s，使分离器不能分离 的粒径小于 80m 煤粉颗粒通过炉膛时一次性燃烧完全，有效降低了飞 灰的含碳量。改造前，65t/h 锅炉的有效容积只有 300m3，75t/h 锅炉 的有效容积只有 350m3，烟气停留时间不到 3s，所以热效率低。 （2）提高分离器的分离效率 可行性研究报告 27 通过对分离器进行优化设计，分离器阻力降为 400Pa700Pa，分 离效率高达 99%以上，分离温度高达 950以上。旋转烟气的扰动

49、打破 了灰包碳结构，烟气与循环灰强烈的混合使分离器内燃烧在较低氧浓度 的情况下也十分强烈，促进飞灰的燃尽，降低飞灰的含碳量。又是高温 返料，返料温度高达 850950，有利于飞灰燃烬。循环倍率为 5-7， 热效率高达 90%以上，飞灰含碳量可降至 5%以下。 3、提高负荷的措施 本方案采用高低差速循环流化床技术，下部布置有埋管，埋管的吸 热量是整个蒸发吸热量的 40%以上，所以在燃用低热值燃料时，也可使 锅炉的出力能够达到满负荷，并有一定的超负荷能力。在入炉煤低位发 热量比设计煤种低位发热量下降 500Kcal/kg、上浮 1500Kcal/kg 的范 围内，都可以保证锅炉负荷在 65t/h 和 75t/h 经济稳定运行，各参数 符合运行要求，并保证有 10%以上的超负荷能力。 4、防磨措施 （1）埋管 埋管最低点位置选择合理为 450mm，穿过埋管的烟气流速低，不超 过 5.5m/s，加之埋管采用不锈钢防磨鳍片，使用寿命长，燃用 4000Kcal/kg 的烟煤，埋管寿命可达