北京某4s店供热锅炉房改造方案.doc

XX4 SXX店生物质
集中供热项目方案

建议单位：北京XXX公司
单位法人：XXX
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二零零九 年 七月

目录
第一章 工程概况
1.1 项目概况
1.2 项目建设的必要性
1.3 项目法人概况
第二章 热负荷
2.1 方案编制依据
2.2 设计原则
2.4 供热现状
2.5 热负荷
第三章 燃料搜集、生产及供应
3.1 燃料种类及来源
3.2 燃料供应站
第四章 设备选型
第五章 系统设计
5.1 运输系统设计
5.2 水系统设计
第六章 环境保护
6.1 工程概况
6.2 烟气污染治理
第七章 投资估算
第八章 运行成本
第九章 结论

第一章 工程概况

1.1 项目概况
本项目结合北京市“十一五”时期供热发展规划和北京市“十一五”能源发展规划，拟对XX4SXX店供热锅炉房进行改造。由现有设备老化、效率低、能耗高的燃油能源采暖锅炉改造为生物质锅炉，以生物质颗粒燃料替代目前的常规紧缺能源——油，建筑取暖现为：4000平米维修车间，600平米宿舍楼及未来发展3000平米采暖。

1.2 项目建设的必要性
（1）开发新能源、实施可持续发展战略的需要
我国人口众多，一次能源储量少，人均占有量低。随着我国经济迅速发展，对能源需求量日益增加。根据国家统计局统计，2007年我国煤炭生产量为25.14亿吨，煤炭消耗量为25.86亿吨，全国探明的煤炭可开采量约600亿吨，我国正面临着巨大的能源压力。
生物质是由植物的光合作用固定于地球上的太阳能，每年经光合作用产生的生物质约1700亿吨，其能量约相当于世界主要燃料消耗量的10倍，而作为能源的利用量还不到其总量的1%。这些未加以利用的生物质，为完成自然界的炭循环，其绝大部分由自然腐解将能量和碳素释放，回到自然界中。另一方面，由于过度消耗化石燃料，过快、过早地消耗了这些有限地资源，释放大量的多余能量和碳素，打破了自然界的能量和碳平衡，更加剧了上述环境和全球气候恶化。
通过生物质能转换技术可以高效地利用生物质能源，生产各种清
洁燃料，替代煤炭，石油和天然气等燃料，生产热力，从而减少对矿物能源的依赖，保护国家能源资源，减轻能源消耗给环境造成的污染。
目前，世界各国，尤其是发达国家，都在致力于开发高效、无污染的生物质能利用技术，以达到保护矿产资源，保障国家能源安全，实现CO2减排，保持国家经济可持续发展的目的。
同时，如果把大量农林剩余物转化为生物质能源，有利于国家和首都产业的战略调整，是建设节约型社会、发展循环经济的有利条件。
（2）保护首都环境、建设生态北京的需要
环境保护，是关系到国计民生的大事。作为首都的北京市，对烟囱排放的污染物——烟尘、SOX、NOX有较严格的规定。在燃煤锅炉烟气治理中，烟尘和SOX的治理尚有可用的能达标的手段，而烟气脱氮，目前大型供热锅炉正在开发中，尚无实施的先例，小型燃煤锅炉，如本工程的1.4MW锅炉，要脱氮恐怕投资和效果都会不尽人意。因此，小容量的燃煤锅炉在本市范围属于被改造的对象。生物质燃料的成分中，硫和氮的含量少，其燃烧产物SOX、NOX都低于北京市《烟气污染物排放标准》（2008），无需再作处理，即可达标，我们把注意力放在除尘上，采用布袋除尘，使烟囱的排放物可完全达标。生物质燃料的环保特点，是燃煤锅炉无法比拟的。用生物质燃料替代煤，改造小型燃煤锅炉，解决了烟尘排放达标问题，改善了地区的环境质量，对人民生活质量的提高，无疑是十分有益的。
（3）XX4SXX店集中供暖的需要
目前XX4SXX店集中供暖采用一台燃油锅炉，是奥林匹亚锅炉厂
生产的1.4MW锅炉；由于柴油属于紧缺稀有资源，运行费用高；采用新能源，减少运行费用是XX4SXX店集中供暖项目主要课题。
1.3项目单位概况
本项目承担单位北京XXX公司，成立于2006年2月，注册资本1500万元，是北京市民营高新技术企业，主要致力于生物质成型燃料生产，生物质成型设备和生物质燃烧设备的研发生产，同时为生物质成型燃料工厂和生物质供热项目提供系统解决方案。
项目单位现有职工150人，其中工程技术人员40人，其中专家有国务院津贴获得者、国内知名燃烧设备专家XXX，原中科院北京建筑设计研究员总工、研究员XXX，原北方设计院总设计师、高级机械师XX，清华大学热能工程系教授XXX，清华大学力学系教授XXX和北京科技大学热能工程系教授XXX等。在他们带领下，公司成功的开发了0.7MW-7MWDZL系列生物质热水/蒸汽锅炉、20-50Kw生物质颗粒燃料自动燃烧锅炉、100-700Kw生物质喷燃式热水锅炉等系列产品。
经北京市环保局检测，项目单位开发的DZL系列生物质热水锅炉热效率达到85%，各项热工排放指标均达到北京市《锅炉大气排放标准》。目前，该系列产品已经在北京市昌平和大兴等区县推广使用，设备运行正常、稳定，用户反应良好。
第二章 热负荷
2.1 方案编制依据
（1） 甲方提供的相关资料
各建筑供暖热负荷和锅炉房尺寸

（2） 规范标准
《锅炉房设计规范》 GB50041
《采暖通风与空气调节设计规范》 GB50019
《建筑给水排水设计规范》 GB50015
《建筑给排水及采暖工程施工质量验收规范》GB50242
《采暖与卫生工程施工及验收规范》 GBJ242
《给水排水管道工程施工及验收规范》 GB50268
《工业金属管道工程施工及验收规范》 GB50235
2.2 设计原则
（1）结合区域能源供应现状，改造过程尽可能降低对正常工作和生活的影响。
（2）结合区域内中远期建设规划，避免重复建设。
（3）贯彻环保、节能、资源综合利用的先进理念，确保能源供应科学、运行可靠，实现节能、环保、经济的设计目标。
（4）综合考虑投资、运行费用，设备的使用寿命等因素，优选系统方案。
（5）在系统的可调节性及可操作性方面，合理选配设备容量并配套相应节能技术以保证不同负荷时的可靠调节并达到运行节能之目的。

2.3 采暖热指标的规定：
按建筑物类型分为，一类“未采取节能措施”建筑物，另一类“采取节能措施”建筑物。两类建筑物采暖热指标不同，采取节能措施的建筑物热指标比为采取节能措施的建筑物低10～19W／m2，见表2-1。
表2-1 采暖热指标推荐值qh(w/m2)
建筑物类型
住宅
居住区综合
学校办公
医院托幼
旅馆
商店
食堂餐厅
影剧院展览馆
大礼堂体育馆
未采取节能措施
58－64
60－67
65－80
65－80
60－70
65－80
115－140
95－115
115－165
采取节能措施
40－45
45－55
50－70
55－70
50－60
55－70
100－130
80－105
100－150
注：1表中数值适用于我国东北、华北、西北区;
2热指标已包括约5％的管网热损失。
（1） 维修车间：由于XX4SXX店房屋维修车间高度8米，房屋负荷偏大按照每平米180(w/m2) 计算180 (w/m2)*4000 m2 =0.72MW.
（2） 宿舍间：由于XX4SXX店房屋宿舍间属于不节能建筑，房屋负荷偏大按照每平米80(w/m2) 计算80(w/m2)*600 m2 =0.048 MW.
（3） 未来发展面积；未来发展3000平米，按照节能新建筑计算，房屋负荷偏小按照每平米45(w/m2) 计算45(w/m2)*3000m2 =0.135MW.
由以上数据的负荷：0.903MW；当前运行负荷：0.768MW。设计使用一台1.4MW锅炉。
2.4燃料消耗量
1．燃生物质燃料消耗量
根据项目热源厂原有取暖面积和热负荷需求，单台锅炉负荷为1.4MW，项目负荷需求为0.903 MW；当前运行负荷：0.768MW。
（1）燃料时消耗量：（燃料热值按照3700 Kcal/kg，锅炉热效率按80%计算）
m×3700×103×4.18×80%=768×106×3.6
m=223kg/h。
（2）每年需要燃料消耗量：
M=223(kg/h)×10(h/d) ×{18-(-1.6)}/ {18-(-9)} ×125（d）=202(吨)
项目　
热负荷
时生物质燃料消耗量
日生物质燃料消耗量
7天生物质燃料消耗量
年生物质燃料消耗量
燃料
0.768MW
0.223吨
2.23吨
15.61吨
202吨
2．燃油燃料消耗量
1.（1）燃料时消耗量：（油热值按照8300 Kcal/L，锅炉效率90%计算）
m×8300×103×4.18×90%=768×106×3.6
m=89 L/h.
（2）每年需要燃煤消耗量：
M=89 (L/h)×10 (h/d) ×{18-(-1.6)}/ {18-(-9)} ×125（d）=80768 (L)
项目　
热负荷
时燃油消耗量
日油消耗量
7天燃油消耗量
年燃油消耗量
燃料
0.768MW
89 L
890L
6230 L
80768 L
第三章 燃料搜集和生产

3.1资源情况
我国是一个能源贫乏的国家，推行能源多样化，积极开发生物质能等可再生能源，符合我国能源开发利用政策。北京周边是农作物产
区，也有丰富的果木林地资源。对于北京市的新农村建设和发展新能源都有十分重要的意义。

3.2 燃料供应站
位于北京市XX区的北京XXX公司成型燃料厂，年生产能力为：20000吨。共有四条颗粒/压块燃料生产线和一条果木切片燃料生产线，可生产各种规格木质和秸杆燃料、及果树林木切片。北京XXX公司可与甲方签定供货协议保证供货。

第四章 锅炉设备选型

XX4SXX店集中供热项目所使用的生物质燃料分为农业废弃物和林业废弃物两类。农业废弃物以玉米秸秆，小麦秸秆和大豆秸秆为主，
针对生物质的燃烧特点，我公司对国内的燃烧设备厂家进行了调查。由于我国过去能源结构的特点，绝大多数锅炉厂都以燃煤锅炉作为主要产品，只有部分针对特种行业的需要制造生物质锅炉，但是也局限于燃烧林木废弃物。所以适应于农村生物质多样性的热水锅炉在国内处于市场空白，针对这一情况，我公司与清化大学、北京科技大学合作，并参考国外先进、成熟的生物质锅炉的燃烧技术，基于我国农村生物质多样性的特点，研发出了分段气化燃烧生物质系列锅炉。
该系列锅炉适用的燃料包括农作物秸秆（玉米、小麦、棉花和大豆），薪柴，树皮，果壳，玉米芯，生物质压块等，采用水平链条炉排，其运行分为四挡四速，根据燃料的特点皆可调整。炉排的下部设前、中、后三个风室，前风室的供风，作为燃料的预热干馏气化燃烧过程，在干馏挥发的燃气在阻尘墙的作用下，必定停留在第一燃烧室内在阻尘拱墙和前拱的高辐射下燃烧，再在引风机的作用下由第一燃烧室折出阻尘墙，这样不但可燃气体得到充分燃烧而且高温气体加快了燃料的焦化过程。中风室作为固定碳高温燃烧用（第二燃烧室），得到充分燃烧后的高温气体通过第二道阻尘墙射出，其中少量未燃尽
的固定碳块进入后风区继续燃尽，炉渣排出炉排进入炉渣室内。
炉内设有三个燃烧室，由阻尘墙分离，形成独特的燃烧形式。燃料在机械作用下移动燃烧，燃烧室内设有辐射传热面，从而大大的改善了燃烧条件，使燃料缩短了预热挥发过程，实现燃烧的化学能到热能的转换过程。
分段气化燃烧是生物质燃烧最基本的要求，本锅炉实现了一个燃烧工况下两种燃烧方式（气化燃烧，炭化燃尽），完成了生物质气化燃烧的全过程，是一种高效环保的生物质锅炉，锅炉结构示意图见图4-1。

图4-1 生物质锅炉结构图

最终选型为CDZL1.4-95/70-M，技术参数见表4-1：
表4-1 锅炉技术参数表
型号
功率（MW）
出/进水温度（℃）
热效率
炉体尺寸（mm）
排烟（mg/Nm3）
CDZL1.4-95/70-M
1.4
95/70
80%
5370×2500×3325
＜10

第五章 系统设计

5.1 运输系统设计方案
生物质燃料的贮运和运输，可以有两种方案可设施。根据XX4SXX店情况，我们建议采用下述贮运方案。
建议：建设生物质燃料存储库（或料仓），用于存放燃料，存放量可为锅炉7-10天使用。
（1）输料系统方案一：
燃料汽车运输，运入燃料存储库房。从燃料存储库房通过人工小推车运输到炉前翻斗，最后通过炉前翻斗进入锅炉料斗。此输送系统特点：简单运行；安全可靠。根据XX4SXX店情况我们推荐此方案。
汽车运输 生物质燃料存储库 人工输送 炉前翻斗 炉前料斗

（2）输料系统方案二：
在锅炉房室外设置一个料仓（40 m3），存放燃料。燃料汽车运输送到料仓前，燃料汽车通过气力输送进入燃料料仓，从燃料料仓用螺旋输送机进入锅炉料斗。此输送系统特点：连续运行；自动控制，需
要考虑料仓放置。
汽车运输 气力输送 室外料仓 螺旋输送机 炉前料斗
（3）除渣系统
锅炉排渣经刮板出渣机送入小车，人工堆运，并由汽车运走。
除渣系统流程见图`
锅炉炉渣 板链除渣机 汽车运输
（4）除灰系统
锅炉布袋除尘器收集烟尘由小车运送堆放，与渣共同由汽车外运出厂。

5.2水系统设计方案

根据现场调查和与甲方沟通：系统采用常压锅炉采暖。热水系统由板式换热器进行换热；保持原有系统不变。（详见系统图）

第六章 环境保护

6.1 工程概况

本工程是XXX公司负责XX4SXX店集中供暖工程。
采用生物质燃料硫含量、氮氧化物含量较低，同时在采取布袋除尘器高效除尘治理措施后，各项排放指标均能满足有关的环保要求，对环境影响较小，从环保角度分析，本项目是可行的，属于环保项目，符合当前循环经济及建设节约型社会的理念。

6.2 烟气污染治理

集中供暖工程燃用生物质燃料，主要为玉米，小麦秸秆、果木剪枝，综合含硫量为Sad=0.05%, 灰分为Aar=3.21%。本工程设计选用除尘效率为99.9%的布袋除尘器控制烟尘的排放；由于燃料所含硫份很低，SO2 的排放浓度能满足要求，暂不考虑建设脱硫装置；由于燃料综合含氮量Nar=1.85%, 相对较低，同时锅炉运行时炉内温度较低，燃烧产生的NOx的排放浓度及排放量也相对较低，能够满足要求。
6-1 大气污染物与标准允许排放比较表
项目
单位
数值
锅炉容量
MW
1.4
烟筒高度
m
20
除尘器形式

布袋除尘器
除尘效率
%
99.9%
烟尘实际排放浓度
mg/Nm3
<10
烟尘允许排放量
mg/Nm3
10
SO2实际排放浓度
mg/Nm3
<20
SO2允许排放浓度
mg/Nm3
20
NOx实际排放浓度
mg/Nm3
<100
NOx允许排放浓度
mg/Nm3
100
由上表可见：本工程SO2、烟尘、NOx的排放浓度均满足北京市《锅炉污染物排放标准》（DB11/139-2002）第二时段要求。
另外，生物质燃料生产过程中不会排放有害气体和烟尘。

第七章 项目投资估算

固定资产投资： 全部固定资产投资为39.91万元。上料方式：料仓储料和自动上料。其中设备投资见表7-1 ：
表7-1 设备价格表
序 号
名 称
规 格
单位
数 量
总价
备 注
（万元）
1
锅炉主机
CDZL1.4-95/70-M
台
1
15

2
鼓风机
G7-41-11No5.4A
台
1
0.4

3
引风机
Y7-41No5.4C
台
1
0.8

4
炉排减速机
LB4B型
台
1
0.5

5
布袋除尘器
风量6500m3/h
套
1
6

6
除渣机

台
1
1

7
控制系统
全自动控制系统
台
1
0.8

8
锅炉膨胀水箱
1m3
个
1
0.3

9
仪器、仪表、阀门

项
1
0.9

10
上料系统
含料仓（40m3）
项
1
5

11
主材设备费（万元）
30.7
12
安装、辅材（万元）
主材设备费*30%
项
9.21
13
总价（万元）
39.91

第八章 运行成本

8.1本项目运行成本估算。
表8-1经济运行成本分析表
　燃烧燃料
生物质锅炉
备注
负荷
0.768 MW
参见2.1
经济运行分析表
燃料热值 （Kcal/kg）
3700

燃料燃烧效率
80%

燃料单价(元/吨)
650

燃料时消耗量（ kg/h）
0.223
参见2.2
燃料日消耗量(吨)
2.23

年消耗量(吨)（按125天）
202
每天10小时供暖；0.726供暖系数　
年消耗价格（按125天）(万元)
13.13

电消耗量(万元)
1.6

人工消耗量(万元)
2

合计(万元)
16.73

表8-2 与其他常规能源锅炉经济性比较
项目名称
生物质锅炉（秸杆颗粒）
生物质锅炉（木质颗粒）
油锅炉
热功率
0.768MW
0.768MW
0.768 MW
燃料性质
生物质
生物质
轻柴油
燃料发热值
3700Kcal/Kg
4200Kcal/Kg
8300Kcal/L
锅炉热效率
80%
80%
90%
燃料耗量
223Kg/h
197Kg/h
98 L / h
年燃料耗量
202吨
179吨
80768 L
燃料价格
650元/吨
900元/吨
5.4元/L
采暧季能耗费
13.13万元
16.11万元
43.6万元
其它费用
3.6万元
3.6万元
2
合计(万元)
16.73
19.71
45.6
注：1、上表中数据以供暧面积为0.46万m2，采暧季为125天计算所得；
2、表中燃料价格按照09年6月份北京地区市场价格统计，价格为区间范围的，取平均值计算；
3、表中电价为工业用电，采用北京发改委价格计算。

第九章 结论
综上所述，本项目符合国家产业政策、北京市节能减排的需要，项目实施的环境效益和经济效益非常明显。与燃油、燃气和电热锅炉系统比较，项目具有明显的经济优势；与燃煤锅炉比较，项目具有明显的环保优势。项目在经济和环保上可行。
项目单位在生物质锅炉领域已经具有成熟的技术和成功运行的实践经验，项目在技术上可行。