燃气常压热水锅炉和燃煤蒸汽锅炉的性价比问题

工 程 技 术DOI：10.16661/ki.1672-3791.2018.23.075燃气锅炉与燃煤锅炉运行经济效益分析①鞠颂 李慧星*(沈阳建筑大学 辽宁沈阳 100168)摘 要：目的 对燃气锅炉和燃煤锅炉的投资与运行经济效益做对比分析，论证燃气锅炉替代燃煤锅炉的经济性和可行性。

方法 结合工程实践，对比燃气锅炉和燃煤锅炉的一次投资费用、投资回收年限和运行费用，评价将燃煤锅炉改造为燃气锅炉后的经济效益、环境效益和社会效益。

结果 燃气锅炉一次投资费用、运行费用、年供热成本高于燃煤锅炉。

燃气锅炉的出力、环境效益和社会效益比燃煤锅炉占有明显优势，综合效益高于燃煤锅炉。

结论 燃气锅炉比燃煤锅炉综合效益更佳。

在燃煤锅炉负荷不足，改造空间受限的条件下，采用燃气锅炉作为增容方案是切实可行的。

关键词:燃气锅炉 锅炉出力 热效率 减排 环保中图分类号：TK22 文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2018)08(b)-0075-05Abstract: Objectiveg: Compare the investment and operation economic benefits of gas boilers and coal-fired boilers, and demonstrate the economics and feasibility of replacing gas boilers with coal-fired boilers. Methods Combined with engineering practice, compare the investment cost, investment recovery period and operating cost of gas boilers and coal-fired boilers, and evaluate the economic, environmental and social benefits of converting coal-fired boilers into gas boilers. Results Gas boilers have higher investment costs, operating costs and annual heating costs than coal-fired boilers. The environmental and social benefits of gas-fired boilers have a clear advantage over coal-fired boilers, and the overall benefits are higher than that of coal-fired boilers. Conclusions Gas boilers have better overall benefits than coal-fired boilers. Under the condition that the coal-fired boiler has insufficient load and the transformation space is limited, it is feasible to use the gas boiler as the capacity-increasing scheme.Key Words: Gas boiler; Boiler output; Thermal efficiency; Emission reduction; Environmental protection①基金项目：基于光伏幕墙的双源热泵与相变储能耦合供能系统研究(项目编号：BSBE2017-07)基于PCTS-SA的建筑集成新风系统基础研究(项目编号：RC170334)。

燃煤与燃气锅炉能效测试对比及分析摘要：随着我国社会经济的快速发展，雾霾问题也变得越来越严重，不仅雾霾天气出现的频率越来越高，而且在严重程度上也比以前有所增大，严重危害人们身体健康，因此治理雾霾天气造成的环境污染问题迫在眉睫。

在北方，冬季供暖燃煤是造成雾霾的主要原因，一方面煤的燃烧必然会导致二氧化硫和其他烟尘、粉尘等大量污染物的排放，烧煤取暖势必会加剧雾霾天气的形成与恶化；另一方面，煤炭资源属于不可再生资源，多年对煤炭的过度开发使用，也导致当地生态环境破坏严重，资源面临枯竭。

实施煤改清洁能源是治理雾霾的一个有效手段。

为改善大中型城市的大气污染状况，我国调整了燃料政策，鼓励公共企业事业单位使用天然气，同时也促进了燃气锅炉的发展。

关键词：燃煤与燃气锅炉；能效测试；对比前言随着我国能源需求和消费量的不断扩大，环境污染问题日趋严重．燃煤工业锅炉占我国锅炉总数量的60％左右，如何将其进行改造使用现有清洁燃料成为现今人类不断探索的一项课题，新炉型的创新设计和老旧锅炉的改造应运而生。

煤炭作为传统能源燃料，其燃烧后的产物中含有大量烟尘和有毒有害气体．天然气作为一种清洁能源不仅燃烧效率高，燃烧后产物无毒无害，因此备受用户青睐．燃煤锅炉能够改造成燃气锅炉的主要原因是燃煤锅炉炉膛容积热强度一般是燃气锅炉的三分之一至四分之一，因而在相同的容量下，燃煤锅炉的炉膛容积大于燃气锅炉。

1性能对比燃气锅炉与燃煤锅炉相比具有以下优点：（1）燃气锅炉燃烧完全，排烟无污染，对环境友好。

据测试，燃气锅炉的排烟黑度为0林格曼级，SO2含量极少，燃烧效率可达99％以上。

（2）燃气锅炉启停方便，升温快，传热效果好，热辐射能力强，排烟温度低，对于间歇运行的锅炉，可以省去压火过程的热损失，有利于提高热效率。

当然，由于温升快，炉体温度变化剧烈，有损于锅炉寿命。

（3）燃气燃烧完全，无飞灰，没有燃煤锅炉那种颗粒冲刷炉体的现象，传热面上无积灰，有利于传热，从这一方面来讲，也有利于延长炉体寿命。

燃煤锅炉与燃气锅炉运行成本的比较分析随着入民生活水平的不断提高，广大劳动者对就业的环境要求也随之提高,尤其是那些处于北方山区的工厂，冬季严寒且时间较长，供暖工作显得更为重要，以大连地区工厂为例，多年来一直使用燃煤锅炉供暖,效果不稳定,工人意见大,严重影想正常生产，同时也影响了工厂的经济效益和社会效益．近几年,随着大连地区燃气管道的进一步完善,诸多工厂引进了燃气热水锅炉，经过两个采暖期的试运,供暖效果良好。

现将燃煤锅炉与燃气锅炉的运行成本作一比较和分析。

一、基本情况(见表1)表1燃煤锅炉与燃气锅炉基本参数比较二、两种锅炉各项运行费用燃煤锅炉与燃气锅炉各项运行费用比较见表2。

三、使用燃气热水锅炉优点(一）使用燃气热水锅炉热效率高，供暖效果好。

供暖效果不受人为及燃料因素的影响．供暖温度可随天气的变化随时进行调节．当气温低时,锅炉温度可调高，当气温低时,锅炉温度可调低,这样可以在保证供暖效果的同时,即节约能源，又节约资金.（二)供暖的宾际费用低从表2看,使用天然气锅炉的费用比燃煤锅炉高，但是,出于暖气费收取标准的提高，使工厂燃气锅炉实际费用反而减少。

加之锅炉房面积减少，无需存煤场地等,更重要的是使用燃气锅炉所产生的社会效益是不可估量的。

(三）天然气锅炉的使用,可以解决大气污染的问题由于工厂地处大连市的周边地带,每到冬季,锅炉的排烟问题十分棘手，某种程度上已影响到大连的空气质量。

燃气锅炉的使用,这一问题得到了彻底的解决，空气质量和环境质量的明显改善，绘广大市民创造了一个良好的生活环境，同时也减少了对大连的大气污染。

（四)明显地洚低了维修和电费支出从表２可以看出，使用燃煤锅炉维修费是燃气锅炉的1０倍,电费支出也明显高出，每到采暖期结束,工厂要投入大量的人力、物力和财力,对锅炉进维修，以保证冬季的正常供暖，维修成本高、强度大,时间长；由于燃煤锅炉用电量大,有时使工厂生产也受到影响,用燃气锅炉就解决了这一问题。

燃煤锅炉和燃气锅炉的对比分析煤炭一直以来都是我国重要的自然资源，加上煤炭燃烧会带来一定的污染物，所以，燃煤锅炉逐步向燃气锅炉过渡，然而，就这两种锅炉的使用成本来说，有什么区别呢？下面从经济效益和社会环境效益两个方面给出以下总结和分析：
燃煤锅炉和燃气锅炉的对比分析1、社会环境效益：燃煤热水锅炉在实际使用运行中，热效率低，能源浪费大，排尘浓度大，煤的含硫量高，对大气污染严重，尤其是近年来，能源供需和环境污染的矛盾日益突出。

而燃气热水锅炉的热效率高，对大气污染又低，有
很好的环保性能，所以，从社会环境效益上来看，燃煤锅炉改燃气锅炉有着非常重要的作用。

2、经济效益：燃煤热水锅炉使用煤炭，煤炭的热值为
5500Kcal/Kg(按标准煤计算)左右，其市场价每吨460元(煤炭的价格有不断上升趋势，且购销渠道不畅通。

10t热水锅炉每吨热水耗煤为0.2吨，价格为92元。

天然气的热值为8000kcal/Nm3，每立方天然气价格为2.0元，按天然气消耗量每吨热水耗气80Nm3计算，价格为160元。

从上述对比可以看出，燃煤锅炉固然使用成本较低，可是环境污染大、资源浪费也较大，燃气锅炉固然污染小、环保，可是使用成本
较高，可以说燃煤锅炉和燃气锅炉都各有优点，但是，在这个环保理念日益突出的社会来说，燃煤锅炉改燃气锅炉有着一定的推广意义。

6吨燃煤锅炉与燃气锅炉每年的运行费用对比分析2018-01-09一、烧两种燃料锅炉年运行成本对比（一）6T锅炉费用：煤价600元/吨（0.6元/公斤），发热量4000千卡/公斤，1吨锅炉=600000千卡=720KW=252000焦尔，燃煤锅炉的热效率为80%；那么每一吨锅炉1小时所需煤量m=60000，那么4000×80%，m=187.5公斤，可以得出6吨燃煤锅炉每小时需要消耗燃料成本大概675元左右。

6吨燃气锅炉1小时需要投入的燃料费用计算：天然气价格为2.8元/Nm3，热值8600千卡/Nm3，热效率90%那么：1吨炉耗气量为77.52Nm3 ，6吨锅炉每小时耗气量大为465Nm3左右天然气燃料，6吨天然气锅炉每小时运行费用是：2.8元/ Nm3×310 Nm3=1300元。

6吨燃煤锅炉和6吨燃气锅炉冬季供暖成本费用的计算对比分析：供暖期4个月，分为三个阶段，阶段40天，天气还不太冷，每天相当于满负荷运行一台锅炉6个小时，第二阶段40天，气温低时，每天满负荷运行12小时，第三阶段春季和阶段相同。

大致燃料费用为：（1）6吨供暖燃煤锅炉的采暖消耗费用大致为6小时*40天*675元/小时+12小时*40天*675元/小时+6小时*40天*675元/小时=64.8万元；（2）6吨燃气供暖锅炉消耗的燃气费用大致为6小时*40天*1300元/小时+12小时*40天*1300元/小时+6小时*40天*1300元/小时=125万元。

6吨燃煤和燃气的锅炉的人工费用（含维修保养费用）对比：（1）燃煤锅炉运行费用每年大致为18万元；（2）低氮燃烧燃气锅炉运行费用每年大致为8.5万元。

6吨燃煤蒸汽锅炉和6吨燃气蒸汽锅炉水电费用对比（两种燃料的锅炉水费相同不计算）：电费燃煤锅炉62KWh/台，燃气锅炉为19.5KWh/台（循环泵功率相同不计），按1元/KWh计算，燃煤锅炉为5.95万元，每年燃煤6吨锅炉总计运行费用大致为：88.75万元；（3）而6吨低氮燃气锅炉的电费为1.87万元，一台6吨烧气锅炉大致运行一年需要135.37万元的投资费用。

燃气锅炉与燃煤锅炉相比优越性燃气锅炉与燃煤锅炉相比具有非常明显的优越性：(一)、由于燃气中的灰分、含硫量和含氮量均比煤中的含量低，燃烧后产生的烟气中粉尘量极少，排放出的烟气比较容易达到国家对燃烧设备所要求的标准。

使用燃气锅炉可以大大减轻对环境的污染。

(二)、燃气锅炉的炉膛容积热强度较高；由于烟气污染小，对流管束不受腐蚀和结渣，传热效果好，燃气燃烧产生大量三原子气体(二氧化碳、水蒸气等)的辐射能力较强，而且排烟温度低，使其热效率明显提高。

(三)、在节约锅炉设备投资方面；1、燃气锅炉可选用较高的炉膛热负荷，从而缩小炉膛体积。

因不存在受热面污染、结渣、磨损等问题，可选用较高的烟速，减小对流受热面的尺寸。

通过合理布置对流管束，使燃气锅炉较同容量燃煤锅炉结构紧凑、尺寸小、重量轻，设备投资明显减少；2、燃气锅炉不需要配置吹灰器、除尘器、出渣设备和燃料烘干器等附属设备；3、燃气锅炉使用管道输送的燃气为燃料，无需燃料储存设备。

在供给燃烧前也无需燃料加工制备设备，使系统大为简化；4、由于无需燃料储存，节省运输费用、场地及劳动力。

(四)、在运行、调节及降低供热成本方面；1、燃气锅炉的供热负荷适应性强，在系统内调节灵活。

2、系统启动快，减少预备工作带来的各种消耗。

3、由于附属设备少，又无燃料制备系统，因而用电量较燃煤锅炉要低。

4、不需要加热燃料及燃料烘干所用的蒸汽，蒸汽消耗较少。

5、燃气内杂质较少，锅炉不会发生高、低温受热面的腐蚀，也不存在结渣的问题，锅炉的连续运行周期长。

6、燃气计量简单准确，便于燃气供应量的调节。

(五)、在减少设备维修、保养方面；1、燃气锅炉燃烧系统设备简单，因而需要维修保养的项目少。

2、由于不存在结渣及高低温受热面腐蚀，因而不需要由此而更换受热面的管件及空气预热器的元件。

根据以上叙述不难看出：燃气锅炉必将以绝对优势把燃煤锅炉赶下历史的舞台。

但丛国内外燃气锅炉的具体使用情况来看，还存在一定的问题，必须引起我们高度重视。

关于燃气锅炉与燃煤锅炉的比较
一.热值.普通用煤的热值通常都在5000大卡/立方米,
而天然气为8600大卡/立方米,即1KG煤约等于
0.58立方米天然气.
二.用量.燃煤锅炉正常情况下,满负荷工作每小时需要
用煤160KG,按每天工作10小时计算,需用煤1.6吨,所达到的热值为8000000大卡(不考虑热损失的情况下),而用天然气的话仅需要900余立方,且无热损失.
三.燃气锅炉环保且污染少,不会产生二氧化硫,氮氧化物等有毒气体,而燃煤锅炉产生的三废(废气,废渣,废水)等难以治理,且治理成本较高,燃气锅炉则可以节省这笔不菲的额外费用.
四.节能且热效率高.燃气锅炉的热效率在92%以上,而燃煤锅炉通常在65%到70%(鼓风机大量的烟气会带走热量,同时由于灰垢的作用,给受热面增加了热阻造成成了效率下降,而燃气锅炉它没有更多的烟气热损
失,灰垢量也小,提高了热传导,所以热效率高.)
五.改善工作环境,降低劳动强度,省时省人力,一人即可操作.
六.燃气锅炉拥有着良好的自动化控制条件,即开即用,无需提前数日开炉预热,而燃煤锅炉在使用前需预热数日,且停产期间也不得停止工作.
七.辅机少.燃气锅炉无需固体的制备设备,固体废渣清楚设备,除尘设备以及大功率的风机.
八.占地空间小(燃煤锅炉通常占地30平方以上,燃气锅炉制药15平方米左右)且使用寿命长,燃气锅炉使用寿命都在15年以上,而燃煤锅炉都只在10年,甚至更少.,。

燃气锅炉与燃油锅炉优劣性
一、燃料成本
1、按1吨锅炉计算，燃油锅炉燃烧1个小时55公斤，价格130-150元之间。

燃烧机价格7500元（可由供油商免费提供）储料罐15吨8000元。

2、燃气锅炉1小时燃烧85立方，价格250-270元，燃烧机价格8500元，阀组2000元，减压柜8000元燃气管道（开口费由燃气公司计价）
注：采暖炉按采暖时间，温度控制燃烧时间按采暖时间一半计算。

二、使用寿命
1、采暖炉采用常压锅炉，安全性、操作性高，燃气锅炉寿命在12年左右，燃油锅炉寿命取决于燃油质量，一般在10-13年左右。

三、安全性
燃油锅炉储存罐是常压容器，储量小安全性高。

燃气锅炉管道是压力管道，压力高，安全性相对较低。

燃煤锅炉与燃气锅炉费用比较燃煤锅炉与燃气锅炉费用比较随着天然气普遍应用，及环镜保护要求逐渐加大，及环镜保护要求逐渐加大，燃气锅炉将逐步成燃气锅炉将逐步成为燃煤锅炉的替代品。

为燃煤锅炉的替代品。

目前，煤炭仍是比较廉价的能源，但在实际能源利用效率上，煤炭远没有天然气的利用率高，煤炭燃烧的产物是环境污染的最大源头，煤炭燃烧的产物是环境污染的最大源头，随随着节能环保政策的实施，政府加大了环境保护的力度，燃煤锅炉是政府治理的首当其冲的项目，而燃气锅炉无论从热效率或环保方面，而燃气锅炉无论从热效率或环保方面，均均能达到甚至超过国家的要求。

现简单的以6吨锅炉做比较，其费用明细如下：细如下：一、DZL6-1.25-AII 费用明细费用明细项 目 6T 燃煤蒸汽锅炉燃煤蒸汽锅炉 费 用 备 注设备投资设备投资 DZL6-1.25-AII 55万元万元耗煤量耗煤量 1100Kg/h 1.1×1000×24 =26400/天煤：煤：1000元/吨 司炉工司炉工 3人/班 3×3×70=630/天 每天3班 耗电量耗电量63.05KW 63.05×0.7×24=1059.24/天电价：0.7/kw 锅炉房占地面积锅炉房占地面积 350m 2 280000元 按800元/m 2 燃料储存场地、渣场燃料储存场地、渣场 最少300m 230000元 按100元/m 2 设备故障维修费设备故障维修费 有 15元/天 环保要求环保要求排污费排污费50000/年初投资大约86万元，年运行费用约1017万元。

万元。

二、WNS6-1.25-Q 费用明细费用明细项 目6T 燃气蒸汽锅炉燃气蒸汽锅炉费 用备 注设备投资设备投资 WNS6-1.25-Q 60万元万元耗气量耗气量450Nm 3/h450×2.6×24=28080/天天然气：天然气：2．6元/ Nm 3 司炉工司炉工 1人/班 1×3×70=210/天 每天3班 耗电量耗电量 11.5KW 11.5×0.7×24=193.2/天 电价：0.7/kw锅炉房占地面积锅炉房占地面积150m 2 120000元按800元/m 2设备故障维修费设备故障维修费 有 5元/天环保要求环保要求 排污费排污费 无初投资大约72万元，年运行费用约1025万元。

比较一下蒸汽锅炉与热水锅炉各自的优缺点本文转载自河南太康银晨锅炉河南银晨锅炉每日一帖：2012年04月03日，今天我们来分析一下蒸汽锅炉和热水锅炉相比较各个都有什么样的优势和缺点。

先从锅炉的历史说起把：热水锅炉的历史可以追溯到很久以前。

而快速蒸汽锅炉仅仅只是在近200年才开始普及，对传统的热水锅炉构成一定的冲击。

如果可供锅炉使用的空间较小，或者受到较大的限制，一般人们很快会选择快速蒸汽锅炉。

快速蒸汽锅炉所需要的占地面积仅为热水锅炉的25%，而且不需要专门的改造方案和室内布置调整。

快速蒸汽锅炉并不仅仅具有占用空间小的优点，其炉内用水量也较少。

这一特点使得快速蒸汽锅炉在冷态启动后的5~7分钟内就能产生蒸汽，正常工作。

而热水锅炉在冷态启动后约60～90min后才能开始供应蒸汽。

热水锅炉可以提供大量的高压的热水、湿蒸汽和过热蒸汽，但是它所能实现的压力仅达32bar。

在当今的技术条件下，热水锅炉可以实现的热水温度可以达到240℃，蒸汽流量可以达到45t/h。

从目前的流行观点看，利用快速蒸汽锅炉提供湿蒸汽是最理想的方案：与热水锅炉提供的湿蒸汽(相对湿度2%～3%)相比，快速蒸汽锅炉提供的湿蒸汽的相对湿度仅为0.5%，这样可减少蒸汽管道中因蒸汽冷凝带来的危害，在使用时有着非常好的热传导性能。

高效、节能蒸汽供应的关键往往与蒸汽的使用情况有着密切的联系：是偶尔使用蒸汽还是持续地使用蒸汽同样，如果锅炉有较长的停用时间时，也必须考虑停用因素。

快速蒸汽锅炉在启动时就体现了节能的优势了，平均可以节省5%～11%的能源;而热水锅炉在正常的、连续工作的情况下仍然有能源的损耗：通过热辐射和烟囱的能源损耗。

而且热水锅炉在停用较长一段时间后，需要相当长的时间才能重新恢复到正常的工作状态。

例如Clayton德国公司生产的快速蒸汽锅炉，可以在蒸汽需求量波动较大的工况下持续提供恒定的蒸汽压力。

这种快速蒸汽锅炉由于其内部水量较少、炉体壁厚较薄可以在很短的时间内达到预定的蒸汽压力，并且可以在负载变化时保持压力数值稳定不变。