清洁供热案例丨福建永恒能源公司的山东龙口清洁燃煤集中供热项目

福建永恒能源公司的山东龙口清洁燃煤集中供热项目

关键词：清洁煤、粉体热水锅炉、除尘、脱硝、脱硫、一体化、环保锅炉

1、项目概述

龙口矿业集团有限公司（以下简称“龙口矿业集团”）是“世界500强企业”山东能源集团旗下的权属企业之一，是以煤炭生产为基础，集热电联产、油页岩综合利用、煤炭储备配送、机械加工、建工建材、物流服务为一体的大型企业集团，是全国唯一的海滨矿区、唯一的实施海下采煤的企业，也是山东省第一个省级煤炭战略储备基地、唯一的油页岩综合利用企业。

龙口矿业集团在节能改造项目中引进福建永恒能源管理有限公司（以下简称“永恒能源”）自主研发的除尘、脱硝、脱硫一体化高效环保锅炉系统，采用1 台14 MW 高效粉体热水锅炉系统设备，为居民区提供集中供暖，于2017年11月正式投产运行，供暖面积30万平方米。本项目改造前后节能减排效果显著，锅炉大气污染物排放达标，锅炉系统的整体运转和安全水平也得到提高。

2、技术要点

龙口市冬季室外平均温度 -2℃ ~ -10℃，极端最低温 -13℃ ~ -15℃。

该项目设备机房总占地面积约 930 m2，主要设备包括燃料塔1套，14 MW 高效粉体热水锅炉1台，引风机2台，鼓风机2台，烟气再循环系统1套，湿电除尘器1套和除尘脱硫塔1套。主要设备中风机、水泵、脱硫泵等均采用变频电机，空压机采用节能型的永磁变频螺杆空压机，重要设备一用一备。

锅炉设计热效率 91.1%，额定热功率14,000 kW，额定回出水温度115/70℃，额定循环流量266 m³/h。供热面积 300,000 m2。用热居民楼建筑已采取节能措施，室内使用钢铝复合散热片。清洁煤年消耗量 5,575吨标煤，单位供热面积能耗18.5千克标煤/m2。

煤粉由密闭罐车从煤粉生产站运送至现场，由粉粒罐车自带的压缩空气输送至煤粉塔内储存①；压缩空气输送煤粉后会产生的粉气混合气体经过煤粉塔扩容减压后，再经除尘器除尘后排出煤粉塔（4，数字为下图中的编号，下同）。煤粉密闭送入低氮燃烧器燃烧（2），锅炉烟气经过烟管进入下一换热设备换热（3）；液化气由控制阀控制，点火期间引入燃烧器进行点火（9、10）。

煤粉塔、煤粉锅炉均设有安全阀，超压时自动排放泄压至安全区域（5）；煤粉塔上装有保护装置（含压力、温度、料位高度等参数），当塔内温度超过 65℃时，控制阀自动打开，惰性气体或液态二氧化碳喷入塔内隔离氧气（7、8）。压缩空气站输出气体用于设备内部喷吹（6）。

脱硫除尘塔上的脱硫、除尘液经底部下液口回流至制浆罐内存储、沉淀（11）；制浆罐内溶液溢流至循环池内进行二级沉淀（12）；循环池内的澄清液泵回除尘脱硫塔用于脱硫、除尘（13、14）；制浆罐、循环罐内无效的脱硫浓浆液由渣浆泵泵入脱水机进行脱水、压滤（15、16）。

自来水源对湿式电除尘器的吸附区进行反洗（17）；反洗后的湿灰浆直流至汇集罐存储（18）；汇集罐内的浆液由渣浆泵泵入脱水机进行脱水、压滤，或排放至地沟，再由地沟溢流回沉淀池进行收集处理（19）。压滤机压滤的固体湿灰由汽车运送至回收厂进行再利用（如砖厂、水泥厂等）（20）。

锅炉低氮燃烧后的烟气经除尘、脱硫后由引风机抽送至烟囱排放（21）；引风机出口烟气由烟管输送至锅炉进行烟气再循环燃烧，以有效控制炉膛燃烧温度，达到抑制氮氧化合物产生的目的（22，本项技术为永恒能源专利技术）。

图7-16 永恒能源除尘、脱硝、脱硫一体化高效环保锅炉系统工艺流程图

该技术工艺属于中小型工业锅炉范畴，适用于企业热能供应技术，可广泛应用于企业锅炉房、集中供热、热电联产项目。

在安全供暖方面，重点设备一开一备，定期切换运行，确保正常、稳定运营；定期巡检，发现异常及时切换备用设备，检修异常设备，满足备用状态；做好设备的保温防护工作，保证压力表、变送器等数据监测设备正常工作；监督员工严格遵守危险作业的安全要求，定期组织事故应急预案学习与演练。

为切实做好技术服务，永恒能源在山东成立了分公司：山东永铧节能技术有限公司，并成立龙口运行班组，由1名项目经理、3名运行班长、6名运行操作员和1名机电与热电工共11名人员组成，拥有充足的技术骨干，保证供暖项目的稳定运行和锅炉系统售后服务。

3、资源环境和经济社会效益

本项目通过采用低氮燃烧器和 FGR 炉内脱硝技术控制氮氧化物的生成。通过燃烧器的优化设计，使火焰与炉膛结构匹配，减少氮氧化物的产生；采用分段送风分级燃烧技术，将炉膛分为贫氧燃烧区和富氧燃烧区两个区域，通过高温贫氧燃烧和低温富氧燃烧，保证燃料的燃尽和较低的氮氧化物生成量；独特的燃烧温度控制技术使燃料控制在 1,200℃以下燃烧，抑制热力型氮氧化物的生成。锅炉氮氧化物达标排放，排放浓度小于100 mg/Nm3，具有以废治废、能耗低、无需脱硝剂和催化剂、无二次污染等优势。

系统设备采用先进的双层涡轮湿法脱硫工艺，烟气在进入设备后经 2～3 级喷淋进行一次除尘、脱硫预处理，除尘脱硫效率可达 60%～80%。湿烟气经上一级双层涡轮装置进行二次除尘、脱硫处理，利用高速旋转上升的烟气旋切从容器上端流下的碱性溶液，气液充分混合，形成稳定的乳化液。由于乳化液中液粒的比表面积比水膜脱硫、喷淋脱硫法液粒的比表面积大数倍至数十倍，同时烟气旋转上升延长了与气液混合时间，因此反应效率显著提高，脱硫、除尘效率达 96%以上，二氧化硫达标排放，排放浓度小于50 mg/Nm³。

烟气在经过乳化液层时，烟气中的粉尘也同时与乳化液接触，由乳化液吸收带走，达到进一步除尘的效果。经过涡轮装置后，烟气再经设备顶部除雾器进行脱水处理。经除尘脱硫塔除尘脱硫的烟气进入湿式电除尘器进行三次除尘处理，最终烟尘达标排放，排放浓度小于10 mg/Nm³。

本系统采用钠钙双碱法脱硫，脱硫剂采用氢氧化钠和粉煤灰溶于水产生的氢氧化钙，和烟气中的硫进行反应生成硫酸钠和硫酸钙。双管旋涡脱硫塔和粉煤灰作为脱硫剂的脱硫技术是永恒能源的专利技术，具有脱硫效率高、液气比低、能耗低、以废治废、变废为宝等优点。

设备全套采用不锈钢产品，在可靠性、耐磨、耐高温、耐腐蚀、防垢、防堵、防烟气带水、系统节能方面具有较大优势。

本项目采用设计－采购－施工+托管EPC（Engineering，Procurement and Construct）商业模式，由永恒能源负责设计、设备采购、施工、安装和调试，直至竣工验收移交完成后，与客户签订项目托管合同，对项目进行运行托管。项目购销合同总额 750 万元，托管合同实行一年一签。本项目投资全部为自有资金。

项目使用原有一次管网为居民楼直供热，未对一次管网和室内末端进行改造。年燃料费456 万元；水费（0.02 t/m2）3.54 万元；电费（1.515 KWh/m2）131万元；供暖期人工成本 27.5万元；以 10 年计算折旧，年折旧75万元；物料及维修年成本 14.96 万元。单位面积运行费用20.32 元/（m2 年），供热收费价格：23 元/ m2 （含税，政府未补贴）。

每年供热季供热 130 天，平均室温 20~23℃，设备运行稳定。

4、企业简介

福建永恒能源管理有限公司系“清洁热能整装系服务运营商”、国家高新技术企业，成立于2010年。公司致力于以EMC、EPC、PPP、BOT等商业模式为用户提供节能咨询、诊断、设计、融资、改造、托管等“整装系”综合服务（包括企业定制供热、园区集中供热、城镇集中供暖、热电联产、农林畜牧业固废资源化能源化综合处理处置项目），热能供应项目点覆盖闽、冀、鲁、豫、陕、宁、浙等多地。公司拥有10项发明专利，24项实用新型专利，技术成果在行业中处于先进水平，其中自有技术“生物质炭粉 & 污泥粉 & 燃气多用燃料除尘脱硝、脱硫、脱白烟一体化高效环保锅炉系统技术”获国家发明专利技术二等奖。公司秉承节能与环保并行的综合管理理念，把企业发展方向与国家战略导向有机结合，致力于推动绿色生态建设和谐发展。在国家“十三五规划”生态环保战略框架下，公司将重点推行“清洁能源技术+系统+平台+资本”综合发展，助力国家实施“碳足迹计划”。