能源利用现状与分析

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　　摘  要：根据国家提出的“蓝天保卫战”口号，坚决打好蓝天保卫战，必须“科学施策、标本兼治、铁腕治理”，能源利用现状与分析是前提、是基础。结合日照实际情况进行论证，“煤改气”是首选方案。首先对山东日照地区10吨以下燃煤锅炉的数量和参数进行调研，分析不同参数燃煤锅炉的在日照地区的分布、使用现状、用途等相关数据。其次对日照地区能源结构进行分析。
　　关键词：能源;节约;煤改气;蓝天保卫战
　　中图分类号：F426 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）22-0041-02
　　Abstract： According to the slogan "Blue Sky Defense War" put forward by the country， in order to resolutely win the blue sky defense war， we must "carry out scientific measures， cure both the symptoms and the root causes， and govern with an iron fist".The present situation and analysis of energy utilization is the premise and foundation. According to the current situation of Rizhao City， it is demonstrated that "burning gas instead of coal" is the first choice. First of all， the number and parameters of coal-fired boilers under 10 tons in Rizhao area of Shandong Province are investigated， and the distributionand application status and use of coal-fired boilers with different parameters in Rizhao area are analyzed. Secondly， the energy structure of Rizhao area is analyzed.
　　Keywords： energy; saving; burning gas instead of coal; Blue Sky Defense War
　　1 概述
　　（1）最近几年来，我国大面积出现雾霾天气。全国1/4面积受影响，约6亿人受波及。历史与科学研究告诉我们，雾霾对健康极具危害。
　　（2）国家发了《2014-2015年节能减排低碳发展行动方案》。提出要求，更新改造燃煤锅炉;开展锅炉能源消耗和污染排放调查。
　　（3）全国范围内，普遍存在低产能、低效率、以牺牲环境为代价的表面盈利，让人费解。
　　根据国家提出的“蓝天保卫战”口号，能源利用现状与分析是前提、是基础。结合日照实际情况进行论证，“煤改气”是首选方案。
　　下面以日照市为例进行论证。
　　2 调研与资料的整理
　　2.1 汇总日照能源（锅炉）现状调查情况
　　据调查统计，日照市这次 “煤改气”淘汰10吨及以下燃煤锅炉153台，合计吨位大约432蒸吨。
　　分类分布特点
　　（1）工业用锅炉：10吨及以下燃煤锅炉52台，合计吨位大约126蒸吨。运行特点：主要是生产用，根据订单以销定产，正常24小时不停。
　　（2）沿海育苗用锅炉：10吨及以下燃煤锅炉92台，合
　　计吨位大约289蒸吨。运行特点：每年11月15日至第二年5月25日（约160天）。
　　（3）民用取暖锅炉：10吨及以下燃煤锅炉9台，合计吨位大约17蒸吨。运行特点： 每年11月15日至第二年3月25日（约100天）。
　　2.2 天然气、煤、电、蒸汽的热值换算关系
　　（1）功的单位：
　　1千瓦时=0.86004千大卡（Mcal）
　　1卡（cal）=4.2焦耳（J）
　　1度=1千瓦时
　　（2）功率单位：
　　1千瓦（kW）=0.86千大卡（Mcal）/小时（h）
　　1瓦=1焦耳/秒（J/s）
　　（3）热值换算：
　　a.天然气热值（日照用中石化的气约）：8.6千大卡/标方（Nm3）=10千瓦时（kW·h）
　　即1标方天然气的热值相当于10度电的热值。
　　b.柴油人热值为：3.3×107 J/L，合为33MJ/L
　　3.3×107/4.2/8.6×106=1.02，
　　即1升柴油的热值相当于1.024方天然气的热值。
　　c.天然气热值：8.6千大卡/标方，标煤含热值为7千大卡/千克。即1标方天然气的热值相当于1.23千克标准煤的热值。
　　（4）煤的熱值换算关系
　　a.大卡是煤炭行业的常用术语，含热量为1000大卡/千克煤炭相当于0.1428千克标煤。标煤含热值为7000千卡/千克。
　　b.热效率：小于1个蒸吨的一般情况下热效率在73-79%之间，具体数据参考TSG G0002-2010 锅炉节能技术监督管理规程，耗煤量一般情况下在150-190kg/h左右，天然气耗量约为60-80立方/小时， 一个蒸吨约合60万大卡的值。
　　3使用煤炭、电、柴油与天然气的运行成本比较（以一台1T的蒸汽锅炉为例） 　　3.1 煤炭与天然气的运行成本比较
　　3.1.1 同样吨位的锅炉耗煤、耗天然气、耗柴油用量比较
　　（1）锅炉耗煤量=（锅炉功率×3600）/燃煤发热量/锅炉
　　效率，燃煤锅炉效率0.6-0.7，单位：kg/h。例如估算1t/h锅炉耗煤量：1t/h锅炉的功率为0.7MW，标准煤的发热量为29MJ/kg，原煤的发热量为4000-5500kcal合为16.7-23MJ/kg（取平均值20MJ/kg），耗标煤量=0.7×3600/29/0.7=
　　124.1kg/h。合原煤为179.9kg/h（实际情况会更高），一般1t/h锅炉耗煤（优质煤850-950元/T）量在179.9kg/h左右。
　　（2）锅炉耗天然气量=（锅炉功率×3600）/天然气发热
　　量/锅炉效率，燃天然气锅炉效率0.92，单位：Nm3/h。1t/h锅炉的功率为0.7MW，天然气的发热量为36.2MJ/Nm3，耗天然气量=0.7×3600÷36.2÷0.95=73Nm3/h。1t/h锅炉烧天然气73Nm3/h。
　　（3）锅炉耗柴油量=（锅炉功率×3600）/柴油发热量/锅
　　炉效率，燃柴油锅炉效率0.86，单位：L/h。1t/h锅炉的功率为0.7MW，柴油的发热量为：33MJ/L，耗柴油量=0.7×3600÷33÷0.86=88L/h。1t/h锅炉烧柴油88L/h。
　　（4）锅炉耗电量=（锅炉功率×3600）/电发热量/锅炉效
　　率，燃电锅炉效率0.96，单位：kW·h/h。1t/h锅炉的功率为0.7MW，电的发热量为：3.62MJ/kW·h，耗电量=0.7×3600÷3.62÷0.96=725kW·h/h。1t/h锅炉烧电725kW·h/h。
　　3.1.2 对比如下：
　　（1）燃煤的费用：包括煤的直接成本、人工费、运行用水电、环保费用，其中筛煤、运煤、防尘、烧炉等运行工5人。
　　直接成本：179.9kg/h×0.9元/kg=161.9元/h
　　人工费：120元/人×5人÷8h=75元/h
　　运行用水电、环保费用：20元
　　用煤锅炉生产一吨蒸汽成本是256.9元/h
　　（2）燃天然气费用：因为天然气锅炉可以自动化操作，可以不设专职工管理，或每班设一个人管理，现在按每班一个人计算。
　　直接成本：73m3/h×3.25元/kg=237.25元/h
　　人工费：120元/人÷8h=15元/h
　　用天然气锅炉生产一吨蒸汽成本是252.25元/h
　　（3）煤与天然气比较
　　每吨蒸汽用天然气比用煤节约成本：
　　256.9元/h-252.25元/h=4.65元/h
　　则全市全年432蒸吨用天然气比用煤节约成本：
　　4.65×8×432×360=5785344（元）（约578.5万元）
　　3.2 使用电与天然气运行成本比较
　　（1）电的费用：因为电锅炉比燃煤锅炉自动化程度高，用人少，或每班设一个人运行管理，由于工业用电有峰谷分时，按市场平均价格0.8元/kW·h。
　　直接成本：725kW·h/h×0.8元/kg=580元/h
　　人工费：120元/人×1人÷8h=15元/h
　　用电锅炉生产一吨蒸汽成本就595元/h
　　（2）燃天然气费用：因为天然气锅炉可以自动化操作，可以不设专职工管理，或每班设一个人管理，现在按每班一个人计算。
　　直接成本：73m3/h×3.25元/kg=237.25元/h
　　人工费：120元/人÷8h=15元/h
　　用天然气锅炉生产一吨蒸汽成本是252.25元/h
　　（3）电与天然气比较
　　每吨蒸汽用天然气比用电节约成本：
　　595元/h-252.25元/h=342.75元/h
　　则全市全年432蒸吨用天然气比用电节约成本：
　　342.75×8×432×360=426435840（元）（约4.26亿元）
　　3.3 使用柴油与天然气运行成本比较
　　（1）柴油的费用：因为燃油锅炉比燃煤锅炉自动化程度高一些，用人少一些，或每班设两个人运行管理，柴油市场价格7元/L。
　　直接成本：88L/h×7元/kg=616元/h
　　人工费：120元/人×2人÷8h=30元/h
　　用柴油锅炉生产一吨蒸汽成本是646元/h
　　（2）燃天然气费用：因为天然气锅炉可以自动化操作，可以不设专职工管理，或每班设一个人管理，现在按每班一个人计算。
　　直接成本：73m3/h×3.25元/kg=237.25元/h
　　人工费：120元/人÷8h=15元/h
　　用天然气锅炉生产一吨蒸汽成本是252.25元/h
　　（3）柴油与天然气比较
　　每吨蒸汽用天然气比用柴油节约成本：
　　646元/h-252.25元/h=393.75元/h
　　则全市全年432蒸吨用天然气比用柴油节约成本：
　　393.75×8×432×360=489888000（元）（约4.90亿元）
　　小结：
　　（1）全市全年用天然气比用煤运行费用节省约578.5
　　万元，经济效益比较客观，达到了环境整治目的。
　　（2）全市全年用天然气运行费用比用电运行费用节省约4.90亿元。
　　（3）全市全年用天然气运行费用比用电运行费用节省约4.26億元。
　　4 结论
　　综上所述，通过对天然气分别与煤与电与柴油运行成本分析、计算、对比，日照现及状进行分析得出结论：“煤改天然气”是最佳技术方案。
　　参考文献：
　　[1]姜洪殿，董康银，孙仁金，等.中国能源消费预测及对策研究[J].可再生能源，2016，34（08）：1196-1202.
　　[2]严建华，章丽萍.能源与环境研究进展[M].浙江：浙江大学出版社，2008，10.
　　[3]苏亚新，金衔，等.农村资源利用与新能源开发[M].北京：中国农业出版社，2009，11.
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