某中等职业技术学校采暖热水锅炉方案比较

杨德福

(辽宁省建筑设计研究院，辽宁 沈阳 110005)

1 项目概况

本工程为辽宁省残疾人中等职业技术学校新校区建设项目，为辽宁省第十二届全运会接待场所基建办公室重点建设项目。本项目位于沈阳市东陵区。地块北邻营盘村，南至营祝公路，西邻东沟村，东至在建道路，位于辽宁省体育训练中心柏叶基地的西南位置。新校区建设用地面积191 388.86 m2，工程总建筑面积97 825.47 m2，基地范围东西长约590 m，南北长约467 m。

沈阳市地处北温带亚洲季风气候区的北边，属受季风影响的半湿润暖温带大陆性气候。主要特点:四季分明、雨热同期、降水集中、温差较大、冬季漫长。主导风向冬季为北风、西北风，夏季为南风、东南风。

沈阳年平均气温7.0℃～8.1℃，冬季平均气温－12.7℃左右，极端最低气温－33℃左右，夏季平均气温24℃左右，极端最高气温38℃左右。

由于周边没有市政热源，新校区建设要自建锅炉房采暖，根据现行节能及环保要求，该区域不允许采用小型燃煤锅炉，考虑到燃油锅炉运行成本太高(详见下文有运行费用对比)。因此，笔者在设计时选用环保型生物质颗粒热水锅炉SZL4.2-1.25/95/70-M三台，单台供热量为4.2 MW，其中两台热水锅炉为采暖系统服务，另一台为洗浴系统服务，两个系统也可以互备，生物质锅炉的各项指标均能够达到国家规定的烟气排放标准，烟气排放黑度小于1，二氧化碳近似零排放。

目前系统热水锅炉正在安装施工过程中，下文中方案比选过程中仅对供热系统热水锅炉进行论述。

2 生物质锅炉方案

笔者在该项目设计过程中首先明确了新校区热源选择方案的基本原则:

1)考虑环保因素;

2)经济因素;

3)燃料供应安全因素。

根据以上方案选择原则，笔者对生物质热水锅炉进行以下分析。

2.1 方案一:采用生物质成型颗粒燃料锅炉

该方案优点:

1)采用生物质能(秸秆)锅炉，运行费用低(见费用分析)。

2)操作方便，占地小。

3)采用生物质能颗粒燃料特点:a.秸秆燃料为环保再生能源，是全世界大力推广之绿色能源，是国家及各省市环保部门极力推广的项目;b.它是利用秸秆、水稻壳、木屑、花生壳等废弃的农作物，经压制成颗粒燃料，是国家确定的清洁燃料，燃料来源丰富，是国家“十二”计划鼓励采用的生物质成型燃料;c.它燃烧时间长，强化燃烧时炉膛温度高，燃烧面积小;d.使用秸秆燃料运行成本低，燃烧成本降到与普通煤等同，是电锅炉及燃油、燃气锅炉的1/5和1/3，省去了单纯燃煤增加的环保治理费用;e.燃料为袋装，由专业的生产厂集中加工和生产，易于运输及储存，学校只提供储存3 d～5 d储量的地方就够了，学校不存在运输及储存的风险。

4)采用生物质能锅炉特点:a.生物质能气化燃烧锅炉是洁净燃烧技术发展的一次重大突破。它采用先进的气化燃烧方式，直接燃烧生物质能颗粒，无需加工处理就可实现氮化物、硫化物、二氧化碳近似零排放，林格曼黑度小于1;b.锅炉热效率高，烟尘排放浓度远远低于GB 13271-2001锅炉大气污染物排放标准规定;c.锅炉房便于管理，净化环境。

2.2 方案二:采用生物质燃料散烧锅炉

该方案优点:采用生物质能(秸秆散烧)锅炉，运行费用相对低(可变因素多)。

该方案缺点:

1)操作不方便，颗粒燃料的比重为1.2，而生物质散料的比重为0.4，占地面积是压缩颗粒的4倍～6倍;且必须大量储存。

2)燃料散烧锅炉投资比压缩颗粒锅炉大3倍，燃烧面积是压缩颗粒锅炉的3倍～5倍。

3)安全风险大，遇明火即迅速燃烧，而压缩颗粒不易燃烧。

4)秸秆燃料散烧是国家禁止的，属于高污染燃料。

5)收集储存困难，如不能一次收集储存，必将存在下雨下雪的情况，势必出现燃料的含水量大于100%，达到不能燃烧的地步，且运输成本高，压缩颗粒如同煤一样，一汽车运行30 t～40 t，而散料一汽车5 t～8 t。

6)它燃烧时间短，炉膛温度低，达不到环保要求，燃烧不充分冒烟，且炉膛结焦，减少锅炉的使用寿命。

7)不能稳定供应，秸秆含水量不能控制，大型秸秆电厂经验教训告诉我们经过一段时间运营均亏损，秸秆含水量人为由30%增到100%，基本不能产生热量。而颗粒含水量9%～13%。

8)散烧锅炉热效率低为50%，而颗粒锅炉效率大于80%。

3 采用生物质锅炉、烧煤锅炉、燃油锅炉的运行费用对比

采用生物质锅炉、烧煤锅炉、燃油锅炉的运行费用对比表见表1。

3.1 两台6 t生物质锅炉运行费用分析

2台×1 080 kg/h×0.6元/kg×8 h/d×152=157.6万元/采暖期。按照采暖面积10万m2计算:157.6万元/采暖期÷10万m2=15.8 元/m2。

采用生物质热水锅炉没有排污费，得到了环保部门大力支持，不污染环境，另外建设单位还可以申报环保资金国家支持，每替代一吨标煤国家可补偿260元。

表1 采用生物质锅炉、烧煤锅炉、燃油锅炉的运行费用对比表

3.2 两台6 t散煤锅炉运行费用分析

2台×960 kg/h×0.65元/kg×8 h/d×152=151.8万元/采暖期。按照采暖面积10万m2计算:151.8万元/采暖期÷10万m2=15.2 元/m2。

采用燃煤锅炉有排污费，当地环保在该区域内不审批，且严重污染环境。

3.3 两台6 t燃油锅炉费用分析

2台×358 kg/h×7.5元/kg×8 h/d×152 d/年 =653万元/采暖期。按照采暖面积10万m2计算:653万元/采暖期÷10万m2=65.3 元/m2。

4 结语

由上述比较可知，燃生物质颗粒锅炉运行费用与燃煤锅炉运行费用基本持平，比燃油锅炉费用要低很多，经综合考虑，新校区建设采用环保型生物质颗粒热水锅炉，不仅能节省运行成本，还可以为改善大气环境贡献一份力量。

[1] 奚士光，吴味隆，蒋君衍.锅炉及锅炉房设备[M].第3版.北京:中国建筑工业出版社，2009.