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摘要：我国经济水平高速发展，城镇化和工业化加快，消耗了以煤炭为主的大量能源，大气污染问题愈加严峻，“煤改气”是污染物减排的现实途径之一，为营造清洁环境、建设美丽天津港，天津港建设大厦进行煤改气工程是非常必要的，本文主要从煤改气的原因、必要性、施工方案展开论述。
关键词：煤改气；污染；锅炉；施工方案
1、引言
近年来，我国经济水平高速发展，城镇化和工业化加快，消耗了以煤炭为主的大量能源，大气污染问题愈加严峻，特别是以细颗粒物（PM2.5）为特征污染物的区域性大气环境问题日益突出。“煤改气”是污染物减排的现实途径之一，也是天津市二十项民心工程之一，该项目的实施将进一步改善全市大气环境质量。天津港建设大厦锅炉燃煤改燃气工程实施，以减少燃煤污染，为实现“美丽港口”的建设目标努力。
2、煤改气的原因
2013年，为加快京津冀及周边地区大气污染综合治理，国家有关部门出台了《京津冀及周边地区落实大气污染防治行动计划实施细则》，其中“全面淘汰燃煤小锅炉”被列为重点任务的第一项。2013年9月“美丽天津一号工程”正式实施，天津“煤改气”项目步伐明显提速。
2013年以来，天津已6次出现连续3天以上重度污染天气，今年列入天津市挂牌督办环境违法案件的20起案件中，就有17起涉及大气污染。为此，天津市启动的“美丽天津•一号工程”格外引人注目。扬尘、燃煤和机动车污染，是天津大气污染的三大元凶，主城区年耗燃煤5200万吨，这么多的污染物的排放，使天津市大气环境迅速恶化，因而必须对电厂、供热锅炉等产污大户进行限期改造。
3、煤改气的必要性
燃煤是大气的首要污染源，把这些燃煤锅炉改为燃天然气，是因为天然气是一种比较清洁的燃料，它的灰份、含硫量和含氮量比煤和油燃料要低得多，与其它燃料相比，燃烧形成的NOX少，并且对于高温生成的NOX量的抑制，也比其它燃料容易实现。气体燃料灰份极少，烟气中只存在空气中，带入的极微量的灰尘或由于空气配置不当而产生的部分碳黑，没有吃灰磨损的限制，因此可以适当提高烟气流速，以增大传热系数而又不增加太大的烟气流动阻力。受热面的积灰和污染也比燃煤和燃油时轻微得多。燃气时对流受热面的热有效利用系数比燃油时增加10%，比燃煤时增加20%。
燃气锅炉的炉膛热强度也比燃煤燃油锅炉高。不需配置吹灰器、出渣设备、除尘器，不需要渣场或灰池，占用场地小，厂房小。因此燃气锅炉结构紧凑，金属、耐火保温材料和建设投资大大降低，而且运行调节自动化程度高。由于气体燃料脱硫技术的进步，通常在燃气送往以前，都经过脱硫、除尘、脱水等处理措施，在燃烧时SOX的生成大为减少[1]。天然气C/H约3—4，油C/H约5—7，煤C/H约12—18，因此，燃烧时在产生同样热量条件下天然气产生的CO2量要小得多。另外，燃烧天然气时可以适应低剩氧燃烧，其过剩空气系数可以比燃煤时小很多，α只要稍大于1，只要燃烧机和喷嘴选择合适，能够迅速适应负荷变动的特性。
4、煤改气的施工方案
天津港建设大厦锅炉房煤改气工程，目前锅炉房内的燃煤蒸汽锅炉生产蒸汽，为大厦夏季制冷冬季供热。现状锅炉房内布置燃煤蒸汽锅炉：1x2T/h + 2x10T/h，附属设备引风机、鼓风机、脱硫除尘设备等。采用机械上煤，供热介质为蒸汽。蒸汽运行参数：0.6MPa，160℃。现冬季、夏季运行1台10T/h锅炉，春季、秋季运行1台2T/h锅炉。供暖、制冷系统采用间供方式，锅炉和用户间设置汽水换热器换热、蒸汽溴化锂吸收式制冷机。大厦地下室空调机房内有蒸汽吸收式溴化锂机组，以锅炉提供的蒸汽作为动力，夏季供12/7℃冷水为大厦制冷、冬季供60/50℃热水为大厦供热。大厦空调系统分为高区和低区，两个系统的补水定压水箱分别布置于15层和30层。
根据现状，综合考虑投资、运行、折旧等因素，设计采用自建燃气溴化锂机组（又称直燃机）供热制冷系统。
自建燃气溴化锂机组供热制冷，满足供热制冷需求。为节省锅炉房内管道长度和设备占地，选用直燃机。本工程为锅炉房改造工程，现有锅炉房建筑保留，拆除原有供热系统设备，新建燃气溴化锂机组。燃气溴化锂机组夏季生产11/6℃空调水，大厦低区空调系统直接利用11/6℃空调水制冷，高区经换热机组换热后，生产12/7℃空调水制冷；冬天直燃机生产61/51℃空调水，低区空调系统直接利用供热，高区经换热机组换热后，生产60/50℃空调水制热；冬季生产85/60℃高温热水，一路经换热机组换热后供80/55℃热水为散热器用户供热；另一路经容积式换热器换热后供60℃热水为大厦卫生热水。大厦高区低区分别为2套生活热水系统（方案示意图如下）。
建设直燃机投资853.9万元。包括直燃机设备、热力站、室外管道建设：室外锅炉房至大厦架空空调水管道（按照双管DN400、长度230m，单管DN100、长度230m计）散热器用户热力管道（按照双管DN150、长度300米计）。燃气建设费245.96万元。设备管道工程投资为1099.86万元。每年冬季水电气运行费193万元，夏季水电气运行费166.3万元，全年水电运行费359.3万元。设备折旧费52.8万元/年。
5、结论
随着我国经济建设和城市建设的快速发展，能源和环境问题越来越受到人们的关注。从“低碳”生活到煤改气工程的开展，都对城市锅炉房供热系统寄予很大期望。随着我国能源结构的调整及天然气资源的开发和利用，天然气将逐渐超越煤与石油在能源领域的主导地位，成为未来的主要消费能源，而燃气锅炉也将逐步取代燃煤锅炉成为城市供热系统的主要热源。本锅炉房煤改气项目建成后将有效节约水、土地、热能、燃料和电力等资源和能源；减少运输量，缓解交通压力；减少污染物的总体排放量，改善环境效益。
参考文献：
[1]罗彩玉.关于煤改气对环境效益分析研究[J].消费导刊 ，2017（4）
[2]贺洪燕.供热锅炉“煤改气”环境效益分析——以某一个供热站为例[J].科技资讯，2015，13（18）：131-132
[3]毛显强，彭应登，郭秀锐.国内大城市煤改气工程的费用—效益分析[J].环境科学，2002，23（5）：121-125
论文作者:苏蕊
论文发表刊物:《基层建设》2018年第3期
论文发表时间:2018/5/16
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