燃煤锅炉及冷却塔节能技改工程项目可行性研究报告.doc

归档资料，核准通过。未经允许，请勿外传！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221200700291.3编制依据及研究范围1.3.1编制依据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140万吨以上。其中：一期于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。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建设工程、规模化畜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。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。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1260.88万元，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序号名称单位数据备注1项目总投资万元2971.321.1建设投资万元2801.321.2 流动资金万元170.002资金筹措万元2971.322.1自筹资金万元2971.322.1.1用于建设投资万元2801.322.1.2用于流动资金万元170.002.2借款万元0.003资本金比例%1004项目资本金万元2971.325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114.5613每百元销售收入占用建设投资元/百元108.0114每百元经营收入占用流动资金元/百元6.5515投资利润率%42.4416投资利税率%42.4417销售利润率%36.4618总投资收益率%42.4419项目资本金净利润率%31.8320全部投资财务内部收益率(税前)%49.3321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3.6025全部投资财务净现值（税后）万元4142.19Ic=12%26盈亏平衡点（BEP）%51.3954可行性研究报告第二章 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 14cm2.4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，场地和地基稳定，地基土均匀，适宜进行工程建设。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、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。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。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。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，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。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22效蒸发罐5000 F=780m2套23效蒸发罐5400 F=780m2套24效蒸发罐5400 F=780m2套25离心机P60台66干燥床F=8.0m2套2热电工序天源分公司：S9M1250KVA、1600KVA/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UG3.82/35M18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。3.2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）83589.16390775.62#炉（65t/h流化床锅炉）90362.87395676.13#炉（75t/h流化床锅炉）91957.49401175.34#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。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：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。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给水温度：104排烟温度：145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/h502过热蒸汽压力Mpa3.483过热蒸汽温度4384给水压力Mpa5.35给水温度oC1066排烟温度oC141.571#锅炉热效率%75.682#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/h602过热蒸汽压力Mpa3.483过热蒸汽温度4384给水压力Mpa5.35给水温度oC1066排烟温度oC141.573#锅炉热效率%75.384#锅炉热效率%76.03、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%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，强化了燃烧、有利于燃尽。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。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400Pa700Pa，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4年以上。（2）炉膛、分离器由于炉膛内的密相区的流速控制在3.5m/s左右，稀相区的流速控制在4.5m/s左右，不存在炉膛受热面的磨损，从根本上解决了锅炉受热面的磨损问题。流速炉膛密相区、分离器入口、分离器内壁、料腿、返料器、分离器出口均采用钢玉耐磨浇注料或可塑料，炉膛稀相区卫燃带采用高强耐磨防磨浇注料。传统循环流化床锅炉的分离器是磨损最为严重的部位，短的不到一个月便无法运行，采用本方案设计的锅炉在运行半年及一年后停炉检查，刚玉耐磨浇注料、可塑料完好无损，施工时模板间的浇注料漏浆印记仍在，未发现有磨损的迹象。（3）过热器、省煤器由于过热器、省煤器前布置高温分离器，过热器、省煤器入口烟气浓度大为降低且粒径细化，这样大大减少了烟气中飞灰颗粒对过热器、省煤器的冲刷、磨损。并且过热器、省煤器迎风面及弯头均焊有防磨片或防磨瓦，这样过热器、省煤器寿命就大大延长，过热器寿命可大于10年、省煤器寿命可大于5年。采用本方案设计的锅炉在运行半年及一年后停炉检查，受热面及防磨瓦完好，未发现有磨损的迹象。过热器、省煤器等受热面根本不需要喷涂防磨。5、更换一次风机和引风机并改造除尘设备锅炉改造后，为满足锅炉运行和环保达标的要求，应更换一次风机和引风机，并对除尘设备进行改造。需要改造4台除尘器，更换12台风机。4.4 水动能回收冷却塔技术改造方案4.4.1冷却水循环系统现状工业冷却水在热交换设备和冷却塔之间的循环是通过水泵来驱动的。天源公司现有冷却塔五台