林家慧 張敬梓

高校后勤管理視域下鍋爐低氮改造的思考與探索——以西北大學(xué)為例

林家慧 張敬梓

[西北大學(xué)后勤集團(tuán)]

在國家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，以及城鎮(zhèn)化、工業(yè)化腳步不斷加快的時(shí)代大背景下，為了應(yīng)對隨之而來的環(huán)境問題，特別是針對重中之重的空氣污染問題，國家已出臺了多項(xiàng)環(huán)保整治措施。其中近年來對于燃?xì)忮仩t的氮氧化物NOx排放量制定了低于30mg/m3的標(biāo)準(zhǔn)，但傳統(tǒng)的天然氣鍋爐燃燒機(jī)NOx排放均在120-150mg/m3左右，因此如何更好地響應(yīng)國家政策，多措并舉地推動(dòng)燃?xì)忮仩t的低氮改造已成為當(dāng)務(wù)之急。文章將以西北大學(xué)為例，在后勤管理的視域下結(jié)合高校的特殊站位對低氮改造的方式及效益進(jìn)行了探討。

高校后勤管理；低氮改造；燃?xì)忮仩t

一、低氮改造的背景意義與實(shí)際現(xiàn)狀

氮氧化物（NOx）主要是一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2），它們在大氣中的含量和存在的時(shí)間達(dá)到對人、動(dòng)物、植物以及其他物質(zhì)產(chǎn)生的有害影響達(dá)到一定的程度，就形成污染。NOx通過呼吸進(jìn)入人體肺部,可引起支氣管炎或肺氣腫。除此之外N2O還是造成酸雨的原因之一，還可使平流層中臭氧減少，從而使紫外線輻射量增加[1]。

燃料燃燒會(huì)釋放出大量的NOx，在此背景下，2018年起全國以及各地環(huán)保部門發(fā)布了一系列環(huán)保文件，如陜西省、西安市的《陜西省鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB611226-2018）》、《陜西省環(huán)境保護(hù)廳關(guān)于燃?xì)忮仩t低氮排放改造控制標(biāo)準(zhǔn)的復(fù)函（省環(huán)函（2017）333號）》、《關(guān)于2019年度燃?xì)忮仩t低氮改造以獎(jiǎng)代補(bǔ)資金申請有關(guān)事項(xiàng)的通知（市鐵腕治霾辦發(fā)（2019）3號）》。文件要求西安市燃?xì)忮仩t排煙中氮氧化合物NOx的含量需符合低氮標(biāo)準(zhǔn)，即達(dá)到80mg/L以下，并提出于2019年6月30日之前完成改造并通過驗(yàn)收的單位，方可享受低氮排放獎(jiǎng)補(bǔ)政策，申請補(bǔ)助獎(jiǎng)金。

西北大學(xué)現(xiàn)有三個(gè)校區(qū)，共設(shè)鍋爐房5個(gè)。其中太白校區(qū)設(shè)東、西鍋爐房，現(xiàn)有18臺鍋爐總計(jì)48蒸噸，均于2003年投入使用；桃園校區(qū)現(xiàn)有4臺鍋爐，其中2臺2噸德地氏燃?xì)忮仩t于2003年啟用，2臺4噸法羅力燃?xì)忮仩t于2014年啟用；長安校區(qū)除去2018年新更換的3臺低氮鍋爐外還有6臺非低氮鍋爐，先后于2014-2015年啟用。截至2019年6月，三校區(qū)中尚有29臺鍋爐不符合政府鐵腕治霾文件的相關(guān)要求，需進(jìn)行低氮改造。

二、低氮改造的技術(shù)路線及特色分析

（一）低氮燃燒器+FGR（煙氣外循環(huán)技術(shù)）方式

目前市面上低氮燃燒器多配合FGR回?zé)煿苁褂茫瑱C(jī)頭內(nèi)的風(fēng)機(jī)將燃燒產(chǎn)生的煙氣通過回?zé)煿艹榛卦俅芜M(jìn)行燃燒，以此降低煙氣中NOx的含量。但這種方法僅能達(dá)到NOx＜80mg/m3的要求，且鍋爐出力將降至原鍋爐出力的75%左右。由于冷凝水的腐蝕和設(shè)備震動(dòng)等原因，鍋爐的使用壽命受到一定影響[2]。這種燃燒器的改造方式無需更換爐體，施工簡單，初期投資小，適用于投運(yùn)時(shí)間短、整機(jī)更換不經(jīng)濟(jì)的鍋爐。

（二）整機(jī)更換為新型低氮鍋爐

目前市場上技術(shù)較為成熟和廣泛使用的是全預(yù)混式低氮冷凝鍋爐，其熱效率為106%左右，與使用傳統(tǒng)采暖鍋爐相比，運(yùn)行費(fèi)用能夠節(jié)省20～30％，氮氧化物排放量低于30mg/m3。使用整機(jī)更換低氮鍋爐的改造方式，施工周期長、初期投資大，但熱效和煙氣指標(biāo)高，在相當(dāng)長一段時(shí)間內(nèi)無需考慮二次改造的問題，適用于投運(yùn)時(shí)間較長、更換燃燒機(jī)會(huì)使鍋爐熱效再度降低導(dǎo)致二次改造的鍋爐。

（三）BOT模式外包運(yùn)營，由企業(yè)投資運(yùn)營并收取熱費(fèi)

整機(jī)更換低氮鍋爐的方式優(yōu)點(diǎn)眾多并能達(dá)到長期內(nèi)“一勞永逸”的效果，但由于其初期投資大，考慮到很多建設(shè)單位的財(cái)政預(yù)算不到位的實(shí)際情況，可引入了BOT模式（合同能源管理）的改造方式。下面對其進(jìn)行簡要介紹。

BOT模式的內(nèi)涵（建設(shè)-經(jīng)營-轉(zhuǎn)讓）：

1.由企業(yè)承擔(dān)項(xiàng)目建設(shè)總投資，負(fù)責(zé)改造方案設(shè)計(jì)、設(shè)備采購、設(shè)備安裝及后期供熱運(yùn)營。

2.校方需按合同約定的熱費(fèi)（元/m2*月）向企業(yè)繳納熱費(fèi)。

3.合作期內(nèi)按合同約定執(zhí)行，合作期滿后，確保設(shè)備完好后將無償移交學(xué)校。

（四）幾種技術(shù)路線的比較

綜上，筆者對目前社會(huì)上常用的低氮改造技術(shù)路線進(jìn)行了調(diào)研與分析，并對其改造后的各方面影響進(jìn)行闡述，詳見下表1。

表1 燃?xì)忮仩t低氮改造常用技術(shù)路線的比較

三、西北大學(xué)低氮改造的方案對比及路徑選擇

由于西北大學(xué)各校區(qū)建設(shè)時(shí)間、鍋爐的投入使用年限等客觀實(shí)際情況不同，針對不同校區(qū)應(yīng)制定不同的低氮改造方案。

（一）太白校區(qū)

太白校區(qū)建校最早，除博物館鍋爐外均為2003年啟用，至今已投入運(yùn)行十六年。因此，只改造燃燒器的方法意義不大，而且很有可能產(chǎn)生額外的二次改造投資成本。但在全部更換整機(jī)的方案中，太白校區(qū)的改造預(yù)算又高達(dá)千萬元，若由學(xué)校全部投資，則需投入大量財(cái)政資金，可以考慮采取目前社會(huì)較為廣泛接受的BOT模式。

在BOT外包運(yùn)營中，按照市政供暖的標(biāo)準(zhǔn)收費(fèi)是5.8元/m2*月。我們可以和學(xué)校自行運(yùn)行管理鍋爐房做一下比較：近三年來太白校區(qū)自行運(yùn)營鍋爐房的成本呈現(xiàn)逐年上升趨勢，BOT模式下的運(yùn)營成本仍將高于學(xué)校；但隨著用戶采暖要求的進(jìn)一步提高，同時(shí)因鍋爐設(shè)備的逐年老化和熱效降低，便使得學(xué)校自行運(yùn)營成本與BOT模式成本的差值在不斷縮小。由此可見，這一趨勢將會(huì)不斷延續(xù)，學(xué)校自營的成本持續(xù)增加，最終與BOT模式基本持平，甚至可能會(huì)出現(xiàn)超越BOT模式的現(xiàn)象。

在經(jīng)濟(jì)效益方面：

1.改造的初期投資為0，適合現(xiàn)階段改造預(yù)算大、資金不足的實(shí)際情況；

2.可以節(jié)省采暖司爐用工人員和相應(yīng)人員的薪酬支出；

3.即使按照5.8元/m2*月的最高標(biāo)準(zhǔn)收費(fèi)，目前學(xué)校運(yùn)營成本與BOT成本的差距也在不斷縮小，未來或?qū)⑦_(dá)到基本持平。

在社會(huì)效益方面：

1.由專業(yè)公司進(jìn)行專業(yè)管理，鍋爐房的整體管理運(yùn)行更加規(guī)范；

2.按照合同約定的供暖溫度及24小時(shí)保障供暖，用戶的采暖體驗(yàn)將得到更有力的保障，對學(xué)校后勤服務(wù)保障工作的滿意度也會(huì)提升；

3.BOT模式目前已經(jīng)得到廣泛推廣使用，有助于推進(jìn)社會(huì)化進(jìn)程。

（二） 其他校區(qū)

長安校區(qū)建成較晚，鍋爐使用年限短，爐體情況好，可以考慮采用更換低氮燃燒器的改造方式進(jìn)行改造。對桃園校區(qū)內(nèi)2臺2014年投運(yùn)的鍋爐，也采用更換低氮燃燒器；另外2臺于2003年投運(yùn)的鍋爐，建議更換為1臺低氮冷凝整機(jī)鍋爐。針對長安及桃園兩校區(qū)的改造方案，建議采用由學(xué)校投資的方式，將更換低氮燃燒器及整機(jī)低氮鍋爐相結(jié)合。

四、 結(jié)語

本文是在基于國家關(guān)于鐵腕治霾及響應(yīng)低氮改造政策的大背景下，對社會(huì)上現(xiàn)行常用的燃?xì)忮仩t低氮改造技術(shù)路線進(jìn)行的介紹和分析，并以西北大學(xué)為例，從高校后勤管理的角度，對改造方式的甄選及經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行了探討。

從上文的分析和探討中可以看出，對于鍋爐低氮改造方式首先應(yīng)充分考慮高校當(dāng)年財(cái)政預(yù)算，對原有運(yùn)行鍋爐的投運(yùn)年限、鍋爐類型和現(xiàn)階段鍋爐出力及熱效率等基本情況進(jìn)行分析研判，在財(cái)政經(jīng)費(fèi)充足且改造時(shí)間寬裕的條件下，整機(jī)更換為低氮鍋爐的方案應(yīng)被優(yōu)先考慮；若經(jīng)費(fèi)不足或時(shí)間緊迫，要有針對性地對不同使用工況下的鍋爐采取不同的改造方式，使其能在較短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最高化、環(huán)保效果最優(yōu)化和管理效能的最大化。

[1]丁永航,周大漢.燃燒過程中NOX的生成機(jī)理和抑制技術(shù)[J].上海煤氣，2007,（04）：20-23.

[2]劉裕,王玉良,張海強(qiáng).低氮燃燒器改造對鍋爐運(yùn)行的影響研究[J].石化技術(shù).2018,（03）：27-29.

[3]張圣偉,陳繼學(xué),洪民等.低氮燃燒器改造及應(yīng)注意的問題[J].發(fā)電設(shè)備，2013,（06）：432-435.

（責(zé)任編輯:趙鵬程）