張雅嵐 趙川(天津三浦熱能工程有限公司,天津300190)
論鍋爐使用不同燃料產(chǎn)生同等蒸汽的能能源源消消耗耗與與節(jié)節(jié)能能
張雅嵐 趙川(天津三浦熱能工程有限公司,天津300190)
中國(guó)是世界上最大的發(fā)展中國(guó)家,在能源生產(chǎn)和消費(fèi)上是世界大國(guó)。能源生產(chǎn)量次于美國(guó)和俄羅斯,居世界第三位;基本能源消費(fèi)占世界總消費(fèi)量的1/10。節(jié)能與環(huán)保,是我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略和創(chuàng)建和諧社會(huì)的主題。
鍋爐是一種能量轉(zhuǎn)換設(shè)備,在現(xiàn)今社會(huì)生產(chǎn)與發(fā)展中有著不可忽視的作用。鍋爐自18世紀(jì)上半葉產(chǎn)生以來(lái),所用的蒸汽壓力等于大氣壓力。18世紀(jì)后半葉改用高于大氣壓力的蒸汽。直至19世紀(jì),常用的蒸汽壓力提高到0.8MPa、以至現(xiàn)在的1.0MPa、1.6MPa、2.5MPa。
中國(guó)的鍋爐從20世紀(jì)80年代以后,隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)生了突飛猛進(jìn)的變化,鍋爐產(chǎn)品的技術(shù)性能已接近發(fā)達(dá)國(guó)家水平。鍋爐是經(jīng)濟(jì)發(fā)展時(shí)代不可缺少的商品。
鍋爐最主要的部件是燃燒器,在運(yùn)行中最重要的指標(biāo),一是安全,二是節(jié)能,即使用燃料的費(fèi)用,在使用廠家購(gòu)置鍋爐的同時(shí)也要考慮到鍋爐長(zhǎng)期運(yùn)行的成本。
鍋爐最常用的燃料有煤、柴油、液化石油氣(平常所說(shuō)的LPG)、天然氣和電能。
煤是重要能源,也是冶金、化學(xué)工業(yè)的重要原料。任何煤都可作為工業(yè)和民用燃料。
柴油,可以被用來(lái)作為汽車、坦克、飛機(jī)、拖拉機(jī)、鐵路車輛等運(yùn)載工具或其它機(jī)械用器的燃料,也可用來(lái)發(fā)電、取暖等,柴油型號(hào):0號(hào)、-10號(hào)、-20號(hào)、-35號(hào),正5號(hào)、正10號(hào),在下文中,我們只用0號(hào)柴油進(jìn)行論證。
液化石油氣是丙烷和丁烷的混合物,通常伴有少量的丙烯和丁烯。一種強(qiáng)烈的氣味劑乙硫醇被加入液化石油氣,這樣石油氣的泄漏會(huì)很容易被發(fā)覺(jué)。液化石油氣是在提煉原油時(shí)生產(chǎn)出來(lái)的,或從石油或天然氣開(kāi)采過(guò)程揮發(fā)出的氣體。LPG是石油和天然氣在適當(dāng)?shù)膲毫ο滦纬傻幕旌衔锊⒁猿匾簯B(tài)的方式存在。
天然氣是一種多組分的混合氣體,主要成分是烷烴,其中甲烷占絕大多數(shù),另有少量的乙烷、丙烷和丁烷,與煤炭、石油等能源相比,天然氣在燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的能影響人類呼吸系統(tǒng)健康的物質(zhì)極少,產(chǎn)生的CO2僅為煤的40%左右,產(chǎn)生的SO2也很少。天然氣燃燒后無(wú)廢渣、廢水產(chǎn)生,具有使用安全、熱值高、潔凈等優(yōu)勢(shì)。
下面我們就鍋爐使用不同能源的消耗及運(yùn)行費(fèi)用進(jìn)行比較論證,諸多已使用鍋爐的使用者和潛在的鍋爐使用者在選擇時(shí)有進(jìn)一步的了解,盡量多選擇清潔能源,以保護(hù)環(huán)境。
現(xiàn)在就以某進(jìn)口品牌鍋爐使用不同燃料(柴油、LPG、天然氣、電)和國(guó)產(chǎn)燃煤鍋爐產(chǎn)生1t蒸汽所消耗的燃料量及費(fèi)用時(shí)行比較。
產(chǎn)生1t蒸汽所需的熱量是700 kW(60×104 kcal)
煤的發(fā)熱值為5 000 kcal/kg,燃煤鍋爐的熱效率為70%,生產(chǎn)1t蒸汽所需燃料量為172 Kg,煤的價(jià)格為700元/t,生產(chǎn)1t蒸汽所需消耗的煤的費(fèi)用為120元。
柴油的發(fā)熱值為8400Kcal/L,燃油鍋爐的熱效率為95%,生產(chǎn)1t蒸汽所需燃料量為75 L,柴油的價(jià)格為6.1元/L,生產(chǎn)1t蒸汽所需消耗的柴油的費(fèi)用為457.5元。
液化石油氣(LPG)發(fā)熱值為11400 Kcal/Kg,燃LPG鍋爐的熱效率為95%,生產(chǎn)1t蒸汽所需燃料量為55.4 Kg,LPG的價(jià)格為5.6元/Kg,生產(chǎn)1t蒸汽所需消耗的LPG的費(fèi)用為310元。
天然氣的發(fā)熱值為8 500 Kcal/Nm3,燃天然氣鍋爐的熱效率為95%,生產(chǎn)1t蒸汽所而燃料量為74Nm3,天然氣價(jià)格為2.8元/Nm3,生產(chǎn)1t蒸汽所需消耗的天然氣的費(fèi)用為207元。
電能源的發(fā)熱量為kW/kVA,電蒸汽鍋爐的熱效率為95%,生產(chǎn)1t蒸汽需電能737kVA,電的價(jià)格為1元/kVA,生產(chǎn)1t蒸汽蒸汽需消耗的電能費(fèi)用為737元。詳見(jiàn)下表:
清潔能源,無(wú)粉塵污染,排煙量也很少,對(duì)環(huán)境幾乎沒(méi)有影響。
蒸汽鍋爐燃料種類天然氣0#柴油LPG生產(chǎn)用電煤生產(chǎn)1T蒸汽所需熱量燃料發(fā)熱量8500 kcal/Nm38400 kcal/L11400Kcal/Kg1KW/KVA5000 kcal/kg鍋爐效率95%95%95%95%70%生產(chǎn)1T蒸汽所需燃料量74 Nm375 L55.4Kg737 KVA172 kg燃料價(jià)格2.8元/Nm36.1元/L5.6元/Kg1元/KVA700元/噸生產(chǎn)1T蒸汽消耗燃料費(fèi)用207元457.5元310元737元120元是否污染環(huán)境清潔能源,無(wú)粉塵污染,排煙量也很少,對(duì)環(huán)境幾乎沒(méi)有影響。煙氣、粉塵對(duì)環(huán)境造成很大污染。燃天然氣蒸汽鍋爐燃油蒸汽鍋爐燃LPG蒸汽鍋爐電蒸汽鍋爐燃煤60×104 kcal(700 KW)
煙氣、粉塵對(duì)環(huán)境造成很大污染。
由以上內(nèi)容可知,在煤、柴油、LPG、天然氣和電中,產(chǎn)生1t蒸汽成本最少的是煤,成本最高的是電能源。但使用不同燃料的蒸汽鍋爐中,燃煤鍋爐的效率是使用五種燃料中最低的,僅70%,且燃煤鍋爐需要鼓、引風(fēng)機(jī),脫硫除塵器,還需有煤場(chǎng)和灰場(chǎng),在燃燒過(guò)程中產(chǎn)生大量的煙氣、粉塵,對(duì)環(huán)境造成很大的污染。
做為清潔燃料的天然氣、柴油、LPG和電,同樣產(chǎn)生1t蒸汽所需費(fèi)用最少的是天然氣,使用天然氣為燃料的費(fèi)用是電鍋爐費(fèi)用的1/3,是燃柴油鍋爐燃料費(fèi)用的1/2。天然氣是現(xiàn)今做為清潔燃料中,使用時(shí)需要新增加的輔助設(shè)備種類少、投資小且簡(jiǎn)單易行的,天然氣燃燒后保護(hù)環(huán)境,在鍋爐的運(yùn)行過(guò)程中,節(jié)省了人力,提高了企業(yè)的交易和文明生產(chǎn)水平。