【技术分析】合同能源管理在燃煤锅炉拆改中的应用-北极星节能网

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在转变经济发展方式，推动清洁能源和绿色发展的大趋势下，社会各界极力倡导治污降霾、节能减排，而天然气作为经济、高效、清洁的能源，走在低碳经济道路的前端，社会地位日益突出。与此同时，煤炭作为我国目前主供能源，占一次能源消费比重达70%，而燃煤锅炉的数量约占锅炉总数的83%[1]，但其热炉效率较低，资源浪费严重，排放的大量烟尘、灰分、SO2 和NOx 等正是大气污染的主要源头。为此，在全国范围内开展集中治理燃煤污染的排放，大力限制燃煤锅炉的使用，甚至淘汰20 蒸吨以下小型燃煤锅炉，鼓励并支持企业将燃煤锅炉更换为燃气锅炉，或进行“煤改气”技术改造升级。在燃煤锅炉拆改过程中，合理利用合同能源管理(EMC)模式有效地改变了我国传统的燃煤锅炉能源管理方法和使用模式，以其减少的耗能费用来支付节能项目的全部成本，用能单位和节能服务公司也可从中分享效益，由此产生的环保效益、社会效益更是不可小觑。

1、锅炉煤改气市场展望

我国是一个产煤大国，煤炭在我国的一次能源消费结构中所占的比重达70%左右，而燃煤锅炉约占锅炉总数的83%，煤烟污染严重。从环保的角度出发，为持续改善空气质量，保障人民群众身心健康，坚持走可持续发展的道路，煤烟污染的防治刻不容缓。锅炉“煤改气”项目是我国“十二五”规划的重点工程之一，也是治理煤烟污染最为便捷有效的途径。

以陕西省西安市为例，据初步统计，西安市共有燃煤锅炉862 台，其中主城区20 蒸吨以下的小型锅炉248 台，其工艺设施落后，造成的污染极其严重。按照陕西省“治污降霾˙ 保卫蓝天”行动计划(2013 年)，全面推进二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)、挥发性有机物(VOCS)等多种污染物的协同控制，计划2013 年关中城市PM10 年均浓度同比下降6.5%、NO2 年均浓度同比下降5%、SO2 年均浓度零增长、降尘年均强度同比下降4.2%，西安市PM2.5 年均浓度同比下降5 g/m3;陕北城市PM10 年均浓度同比下降1%、NO2 年均浓度同比下降10%、SO2 年均浓度同比下降3.5%、降尘年均强度零增长;陕南地区所有指标继续保持达到国家二级新标准要求[2]。西安市委、市政府印发的〔西安市“治污降霾”工作实施方案(2013 年)〕，要求全市范围内除集中供热设施外禁止新建任何燃煤锅炉，并要求2013 年10 月底前，完成350 台20 蒸吨以下燃煤锅炉的拆改，完成主城区100 台驻军单位燃煤锅炉拆改等;2014 年年底前，完成主城区所有20 蒸吨以下燃煤锅炉的拆改，并对西郊热电厂热力公司等33 台20 蒸吨以上污染物排放量较大的燃煤锅炉完成改造。

在国家利好政策指引下，无论是对于用能单位、能源供给企业，还是对能源服务公司，以及相关设备供应商，锅炉“煤改气”市场前景良好。通过各企业的相互配合，密切协作达到利益共享的同时，又能够创造出更多的社会价值，为环境保护做出贡献。

2、燃煤锅炉与燃气锅炉的差异

由于燃烧介质的不同，两者在燃烧方式、燃烧产物、通风方式、锅炉的热惯性及自动化程度等方面有明显区别[3-5]。通常，燃煤锅炉采用层燃燃烧，而燃气锅炉采用室燃燃烧，炉膛温度高于层燃火床温度。由于煤炭不能够充分燃烧且炉渣常常附带有较高余温而浪费热量，导致燃煤锅炉的热炉效率较低。煤炭在燃烧后放出热量的同时又排放出大量的烟尘、SO2 和NOx等有害物质，严重污染大气环境。天然气燃烧产物中SO2 等污染物的排放量极少。天然气燃烧排放的CO2量仅为标煤产生量的44%左右。

通常情况下，燃煤锅炉在燃烧过程中需要大量空气而采用负压通风，炉墙和烟道漏风问题严重，使得烟气出口的过量空气系数高达2.1~2.5，热炉效率仅55%。燃气锅炉采用内燃结构微正压燃烧，在燃烧器内空气能较好的与天然气混合，充分燃烧，无漏风现象，过量空气系数仅为1.05~1.2，热炉效率高达93%。由于燃烧方式不同，燃煤锅炉炉膛内常常存在大量未燃尽的燃料，热能利用不充分，锅炉负荷调节滞后，自控难度较大，而燃气锅炉受热惯性影响较小，实现自控相对容易，节约管理成本，提高燃料利用率。

以西安市某高校的3 台额定蒸发量为10 t 的锅炉系统改造为例，将其每年4 个月采暖期内的主要技术指标进行对比。对于用能单位而言，额定蒸发量相同的两种类型的锅炉，燃气锅炉的热炉效率明显高于燃煤锅炉，且燃料热值大(表1)。在每年相同供热需求的前提下，燃煤锅炉排放大量的CO2、SO2 以及有害烟尘，造成严重的大气污染，为此用能单位需要支付高昂的环保费，并且用于锅炉日常清理保养的费用较高，人力成本的投入更是燃气锅炉的4 倍，而燃料费用过高是造成锅炉“煤改气”项目整体费用较大的主要原因。然而，通过多途径、多渠道、多手段，合理规避分担费用，可以使“煤改气”项目全面快速开展。

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