柴油锅炉改换LPG作为燃料的可行性分析

摘 要

1 LPG替代柴油作为锅炉燃料节能减排优势分析 从目前市场的调查来看，很多以前投产的工业锅炉使用的燃料都是柴油。但是随着国际原油价格的不断攀升，国内成品油的价格也大幅上
1 LPG替代柴油作为锅炉燃料节能减排优势分析
   从目前市场的调查来看，很多以前投产的工业锅炉使用的燃料都是柴油。但是随着国际原油价格的不断攀升，国内成品油的价格也大幅上涨，这样使使用柴油作为燃料的企业生产成本也不断增加。采用哪种能源替代柴油最为合适呢？经过科学地分析研究，LPG作为洁净能源符合目前国家倡导的节能减排的要求，因为LPG的热值比柴油高，价格比柴油便宜，排放的大气污染物比柴油少得多。使用柴油的锅炉，由于柴油的纯净度问题，经常造成燃烧系统过滤网的堵塞，需要定期进行清理；同时柴油的排烟管路也经常性地出现堵塞现象，需要定时疏通。由于LPG属于洁净能源，含杂质少，不存在管路堵塞的问题，在燃烧系统的维护方面可以减少一大部分费用。从节能减排的角度考虑，使用LPG作为燃料代替柴油是一种趋势。同时，LPG是石油炼制过程中的副产品，经过多年的发展，生产储存运输技术相当成熟，使用方便快捷，一次性投资少，单体储存量大，不受时间地点的限制，远离市区的偏远用气点也可以做到供气的连续性，可靠性大。
2 燃烧系统改造方法
我公司目前正在推行工业锅炉油改气业务，而且取得了很好的效果。改造过程很简单，锅炉整体不需变动，只需把柴油燃烧器换成LPG燃烧器，废除原来的油路系统，安装新的燃气管路系统。这套系统的改造只需几天的时间即可完成，而且可以生产与改造同时进行，只需在更换燃烧器的时候进行短暂地停产。
3 投资方式
    工程投资可以采用多种灵活的方式，其实最简单的方式就先由施工方垫资，用气单位在用气过程中，从节省的成本中分期将工程款支付给施工方。这种付款方式对于双方都有利。对于施工单位来说，垫支工程款也是对自己方案成果的一种保证，宜于建设方对自己方案的认可；而对于建设方来说，对于改造成果不承担任何风险，如果施工方的方案没有达到预期效果，他们将不承担任何费用，这种结果对于建设方来说无疑是百利而无一害的。
4 替代效果
    实践证明，经过油改气的锅炉生产成本明显下降，成本节省率基本在20%～30%，效果非常可观，得到了用气单位的认可；而且LPG使用的方便灵活性也得到了很好的体现。具体分析见实例。
5 柴油与LPG作为燃料的经济分析
本经济比较中，各种燃料的价格为炯台地区当前使用价格。
5.1 LPG与柴油的比较
    在用气量不大的情况下，瓶装LPG由于其搬运机动灵活，无需敷设地下管线，在燃气领域持久扮演相对重要的角色。燃油较多地应用于工业用户，种类有柴油、重油等，其中重油因其杂质多、燃烧设备维护成本高、污染大等原因，现已极少采用，所以目前的燃油还是主要采用柴油。现将LPG与柴油具体比较见表1。
表1
项目
燃料种类
价格
热值
单位热值价格
比价
燃油(气)锅炉
LPG
5.9元/kg
46.055MJg
0.128元/MJ
1
柴油
7.0元/kg
42.6MJ/kg
0.164元/MJ
1.281
    从表1可以看出，对于用户来说，LPG与柴油相比，LPG价格对用户具有一定的吸引力。据有关文章介绍，目前我国LPG市场已逐步与国际接轨，基本实现了市场化、国际化，因此，国际市场价格的变化往往决定着我国的LPG市场的价格，一般情况下，国产LPG价格与当地进口LPG价格同步变化，并且略低。
5.2 工业用户常用125.7kJ/h运行费用比较(满负荷运行)
    在烟台市区范围内，由于环保要求、社会的进步和煤炭销售网点的减少，煤炭的使用已逐渐被城市工业用户所淘汰，只是在发电领域还具有较大的规模。由于我国的煤炭资源丰富及已有的煤炭工业相当庞大，在发电领域煤的发电成本仍然远低于LPG，除非有非常严格的环保要求，LPG才能取得主导地位。根据专家预测，即使到2020年，煤炭在整个能源构成中所占的比例也不会低于50%。对于烟台市城区而言，由于LPG与煤炭在很多方面并不具备可比性，我们在对燃料方面进行分析时，暂不考虑煤炭的经济。
表2 工业用户常用的125.7kJ/h(满负荷)运行费用比较表
燃料种类
燃料用量
燃料价格
热值利用率
运行费用(元/h)
柴油
29.48kg/h
7000元/t
80%
257.95
LPG
27.27kdh
5900元/t
90%
178 77
备注：热值利用率为锅炉的平均利用率。
    综合上述，LPG作为燃烧机燃料与柴油相比，具有很多优点，运行成本明显下降，资源丰富，生产技术成熟，储存运输方便，一次运输储存量大，受时间地点的限制小，供气稳定性强，国际国内产量大，价格稳定且成下降趋势。LPG工艺系统占地面积小，一次投入少，建设周期短，设备简单容易操作，安全方便可靠。
6 实例分析
    以烟台市汇通燃气改造的炯台市养管处沥青厂沥青炒拌机组900kW热载体炉为例：
6.1 一次性投资成本
    LPG供气及气化系统：采用钢瓶组(8个50kg钢瓶)供气系统，包括厂区内管线铺没及强制气化设备，其投资成本约为7万元。
    燃烧系统：900kW热载体炉，配置的燃烧器热负荷为3760MJ，需要的投资费用为2.8万元。
    设备油改气的总投资费用约为：9.8元。
6.2 跟踪数据比较
    养管处沥青厂900kW热载体炉于2009年9月4日进行锅炉燃气系统调试，沥青养管处与汇通燃气公司派人员连续跟踪记录，数据如下：
    9月4日15:30，锅炉进行LPG燃烧器点火试运行。燃烧器设定功率约为1100kW，气化间二级减压后管道压力为10.5kPa～11kPa(燃烧器不工作时)，工作时压力为4.5kPa～5kPa，给1只50t沥青储罐加热，沥青罐起始温度为130℃，至当日23:31时加热至155℃达到设定温度停机。在线50kg钢瓶6只，LPG净重294.5kg，共计燃烧175min，约7h(15:30—22:22)。
    假设：每小时的用气量为X，则：294.5:175=X:60，X=101kg/h。高于理论数值70kg/h。9月5、7日连续记录，计算数值与上面计算相近。
    9月8日燃烧器供应商将燃烧器的功率调至850kW，9月9日我们重新记录。(加热1只50t沥青罐)见表3。
    为求得真实数据9月12日又进行了记录。(加热1只50t沥青罐)，见表4。
    9月12日发现，设定的燃气工作压力偏高压力(燃烧器不工作时压力为10.5kPa～11kPa，燃烧器工作时压力为4.5kPa～5kPa)。9月12日下午将压力调至：燃烧器不丁作时为7.5kPa；燃烧器工作时为3.5kPa。9月14日我们又进行了跟踪调试：(加热1只50t沥青罐)，见表5。
表3
序号
开机时间
停机时间
工作时间(min)
备注
1
9:14
9:20
6
气化间工作压力6kPa，停机压力11kPa
2
9:32
9:38
6
3
9:50
9:56
6
4
10:08
10:13
5
5
10:25
10:31
6
6
10:43
10:49
6
在线使用50kg钢瓶2只净重约为98kg。
7
11:01
11:07
6
8
11:19
11:25
6
9
11:36
11:42
6
10
11:54
12:00
6
1l
12:12
12:18
6
12
12:30
12:36
6
13
12:48
12:54
6
14
13:06
13:12
6
合计
 
 
83
设定：每小时用气量为X，则98:83=X:60，X=70kg/h，接近理论数值。
表4
序号
开机时间
停机时间
工作时间(min)
备注
1
7:07
7:13
6
气化间工作压力6kPa，停机压力11kPa
2
7:19
7:26
7
3
7:32
7:45
13
4
7:52
7:58
6
5
8:04
8:09
5
6
8:17
8:22
5
7
8:30
8:35
5
8
8:43
8:48
5
9
8:56
9:01
5
在线使用50kg钢瓶2只净重约为98kg。
10
9:09
9:14
5
11
9:22
9:27
5
12
9:35
9:41
6
13
9:48
9:54
6
合计
 
 
79
设定：每小时用气量为X，则：98:79=X:60，X=74.5kg/h。
   表5
序号
开机时间
停机时间
工作时间(min)
备注
1
7:27
7:36
9
气化间工作压力3.5kPa，停机
压力7.5kPa
2
7:44
7:48
4
3
7:58
8:12
14
4
8:18
8:25
7
5
8:31
8:38
7
6
8:44
8:51
7
7
8:58
9:04
6
8
9:11
9:17
6
在线使用50kg钢瓶2只净重约为98kg。
9
9:24
9:30
6
10
9:36
9:43
7
11
9:49
9:56
7
12
10:O2
10:07
5
合计
 
 
85
设定：每小时用气量为X，则：98:85=X:60，X=69kg/h。
通过记录的数据计算对比：
   LPG取3次记录的平均值计算：71+74.5+69/3=71.5kg/h，900kW热载体炉的热负荷为3200MJ/h，LPG热值为46.1MJ/kg，0号柴油热值为40.2MJ/kg。则：每小时柴油的消耗量为：80.6kg，每小时LPG的消耗量为70.4kg。
    0号柴油批发价为：5950元/t，LPG单价为：5200元/t。(价格均为当时市场价位)
    LPG每小时比柴油节省(理论值)：
   80.6kg×5.95元/kg=70.4kg×5.271Jkg=113.5元
    每小时节省：113.5÷479.6×100%=23.67%
    以每天工作12h计算：113.5×12=1362元。
    LPG每小时比柴油节省(实测值)：
    80.6kg×5.95元/kg-71.5kg×5.2元/kg=107.77元
    每小时节省：107.77÷479.6×100%=22.47%
    以每天下作12h计算：107.77×12=1293.24元。
    每年按180天工作日计算全年可节省：
    1293.24元×180=232783.20元(按实测值计算)
    从上述费用分析可以看出，LPG与柴油相比，是一种经济的燃料。LPG运输方便，价格便宜，经济实惠，无需铺设大量管道，运行维护费用低，无需开口费，一次存储量大，气源稳定，是促使企业发展，节约成本的新的能源。
在目前国家大力提倡节能减排的背景下，采用LPG替代柴油无疑是一种可取的降低牛产成本、减少污染物排放的能源方式。我们应该在工业用户中大力推广这种模式，既符合企业自身降低成本的利益需求，同时也为社会的环保事业做出了贡献。
 
(本文作者：王树美1 张春伟1 张海峰2 林克臻2 1.烟台市汇通燃气发展有限公司 264002；2.烟台新奥燃气发展有限公司 264002)