關(guān)于燃煤鍋爐燃?xì)飧脑旆桨傅奶接?/h1>
2016-10-19 14:08:30張兵
水能經(jīng)濟(jì) 2016年6期
張兵
【摘要】隨著社會(huì)環(huán)保意識(shí)的提升，促使燃煤鍋爐的燃?xì)飧脑煸龆?。本文?jiǎn)要介紹了一臺(tái)14MW燃煤熱水鍋爐的改造方案，希望能為廣大用戶提供一個(gè)有益的參考。
【關(guān)鍵詞】燃煤的燃?xì)飧脑欤画h(huán)保；安全；高效
近年來我市已有多臺(tái)在用燃煤鍋爐進(jìn)行了燃?xì)飧脑?。我具體負(fù)責(zé)的多臺(tái)燃?xì)飧脑烊蝿?wù)中。其中一臺(tái)SZL14-1.6/115/70-AII改造為SZS14-1.6/115/70-Q的改造方案具有一定的典型性，現(xiàn)介紹給大家作為同類型鍋爐改造的一種參考。鍋爐詳細(xì)規(guī)范如下。
鍋爐額定供熱量Q： 14 MW， 鍋爐計(jì)算供熱量Q： 14 MW， 回水壓力0.65 MPa， 熱水壓力： 1.6 MPa，鍋爐負(fù)荷率R： 100%，回水溫度70℃， 熱水溫度115℃， 熱水供應(yīng)量266.349 t/h， 冷空氣溫度， 10℃， 環(huán)境空氣溫度20℃
1、燃煤鍋爐燃?xì)飧脑?/p>
1.1 改造要求。用戶要求將燃煤蒸汽鍋爐改造為天然氣鍋爐。并達(dá)到如下目標(biāo)：保持原鍋爐的額定參數(shù)（如汽溫、汽壓、給水溫度等不變）；通過改造達(dá)到消除煙塵，滿足環(huán)保要求；改造方案簡(jiǎn)單易行，投資少、見效快，工期短，因此改爐時(shí)涉及面越小越好。改造時(shí)不超出鍋爐本體基本結(jié)構(gòu)之外。
1.2 燃?xì)夂腿济旱闹饕町悺Ｈ細(xì)夂腿济旱奶匦源嬖诤艽蟮牟町?，主要表現(xiàn)有：燃?xì)鈺r(shí)，爐內(nèi)火焰輻射傳熱比燃煤時(shí)弱；燃?xì)鈺r(shí)，三原子氣體特別是水蒸氣的輻射能力比燃煤時(shí)強(qiáng)；燃?xì)鈺r(shí)，受熱面的積灰和污染比燃煤時(shí)大為減輕，增大了傳熱溫差和熱有效系數(shù)，一般燃?xì)鈺r(shí)對(duì)流受熱面的熱效率系數(shù)比燃煤時(shí)增加20%。
2、技術(shù)方案簡(jiǎn)述
2.1 配置燃?xì)馊紵鳎築CS4-14分體式全自動(dòng)燃燒器及包括，組合電磁閥調(diào)壓閥、過濾器、檢漏裝置，高壓氣壓開關(guān)，氣壓表及連桿等組成閥組一套，該機(jī)輸出功率3—17.5MW，火焰尺寸Φ2100X5050。
2.2 考慮到天然氣主要成份為CH4，其燃燒后產(chǎn)生的H2O，蒸汽份額較大，故其輻射能力較強(qiáng)，爐膛設(shè)計(jì)時(shí)加長(zhǎng)前壁，提高后拱，增加輻射受熱面的同時(shí)增加爐膛容積，以充分利用其輻射傳熱，提高熱效率，充分考慮天然氣燃燒的火焰直徑（φ2100mm）和火焰長(zhǎng)度（5050mm），使?fàn)t膛空間與火焰的充滿度達(dá)到最佳。爐膛容積熱負(fù)荷設(shè)計(jì)為≤100×104cal/m3h。
2.3 拆除煤斗：在原鍋爐基礎(chǔ)平面±0.00處以上到鍋爐前爐墻面板以前煤斗部分前落灰斗，以及爐排的全軸部分。拆除爐排：拆除爐排的全爐爐排，以及前后軸和后部老鷹鐵。拆除爐排兩側(cè)風(fēng)箱，改造鼓風(fēng)道以供燃燒器進(jìn)風(fēng)使用。使用耐混凝土及保溫磚砌筑下部?jī)蓚?cè)墻。
2.4 密封爐排下面的落灰室以及管部的排渣斗，用爐渣將爐排底部的落灰室和后部的渣斗堵住并在爐渣上部放置保溫混凝土80mm厚，再在混凝土上放置兩層耐火磚，最后用耐火混凝土澆注抹面形成耐火保溫爐膛底，并形成一定坡度方便冷凝水排出。
2.5 制作全爐墻及燃燒器的連接面板：用厚度為16mm的鋼板在爐座基礎(chǔ)平面處以上與鍋爐全爐墻平面處進(jìn)行焊接固定（與鋼架相連焊接）根據(jù)燃燒頭的安裝固定尺寸要求，開孔并鉆四個(gè)固定螺栓孔（攻絲），用耐火磚在鋼板內(nèi)側(cè)砌筑耐火前墻（在鋼板與耐火磚之間適當(dāng)留50-80mm間隙用來填充保溫材料）和原有前爐墻，以及新做爐底相連，形成完全密封的新前爐墻。
2.6 用原有左側(cè)和后部的看火門，改成兩個(gè)防爆門。
2.7 拆除原有的除塵器，原除塵器被拆除后，鋼制煙道將原除塵器卷入口和出口之間空間進(jìn)行連接。形成完整煙道。
2.8 根據(jù)燃燒機(jī)要求，結(jié)合原有的控制系統(tǒng)，設(shè)計(jì)制作新的控制系統(tǒng)，充分利用原有的系統(tǒng)保留部分的控制器件，新增加部分重新做一個(gè)控制柜，將新控制柜與原有控制內(nèi)保留部分結(jié)合，形成新的完整控制系統(tǒng)，能達(dá)到如下功能：出水超溫報(bào)警，停爐；循環(huán)水泵與燃燒器連鎖；爐膛出口溫度超高報(bào)警，停爐；壓力超壓報(bào)警，停爐；燃燒負(fù)荷自動(dòng)調(diào)節(jié)，大、小火自動(dòng)轉(zhuǎn)接；燃燒程控自動(dòng)控制，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)預(yù)吹掃，高壓點(diǎn)火，火焰自檢，火焰監(jiān)測(cè)，故障熄火報(bào)警停爐聯(lián)鎖；燃?xì)飧?、低壓?bào)警；燃?xì)庀到y(tǒng)泄漏報(bào)警，停爐；燃燒機(jī)停爐后吹掃；引風(fēng)機(jī)與燃燒機(jī)順控聯(lián)鎖，起動(dòng)時(shí)引風(fēng)機(jī)先開，燃燒器后開，停爐時(shí)燃燒器先停，引風(fēng)機(jī)后停。
2.9 引風(fēng)機(jī)改為變頻控制：由于引風(fēng)機(jī)功率較大，且改燃?xì)夂箫L(fēng)量要求較燃煤時(shí)少，拆除除塵器和空預(yù)器的煙道阻力減小，引風(fēng)機(jī)富裕量較大，采用加擋板調(diào)節(jié)時(shí)，電耗較大，改為變頻調(diào)節(jié)后，能耗會(huì)降到原能耗的1/2-1/3，因此節(jié)能效果明顯。
結(jié)論
原有鍋爐經(jīng)過改造完成后（參見附圖），經(jīng)測(cè)試，完全符合要求（參見附表1）。熱效率高于原鍋爐14個(gè)百分點(diǎn)，使用單位非常滿意。
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鍋爐額定供熱量Q： 14 MW， 鍋爐計(jì)算供熱量Q： 14 MW， 回水壓力0.65 MPa， 熱水壓力： 1.6 MPa，鍋爐負(fù)荷率R： 100%，回水溫度70℃， 熱水溫度115℃， 熱水供應(yīng)量266.349 t/h， 冷空氣溫度， 10℃， 環(huán)境空氣溫度20℃
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1.1 改造要求。用戶要求將燃煤蒸汽鍋爐改造為天然氣鍋爐。并達(dá)到如下目標(biāo)：保持原鍋爐的額定參數(shù)（如汽溫、汽壓、給水溫度等不變）；通過改造達(dá)到消除煙塵，滿足環(huán)保要求；改造方案簡(jiǎn)單易行，投資少、見效快，工期短，因此改爐時(shí)涉及面越小越好。改造時(shí)不超出鍋爐本體基本結(jié)構(gòu)之外。
1.2 燃?xì)夂腿济旱闹饕町悺Ｈ細(xì)夂腿济旱奶匦源嬖诤艽蟮牟町?，主要表現(xiàn)有：燃?xì)鈺r(shí)，爐內(nèi)火焰輻射傳熱比燃煤時(shí)弱；燃?xì)鈺r(shí)，三原子氣體特別是水蒸氣的輻射能力比燃煤時(shí)強(qiáng)；燃?xì)鈺r(shí)，受熱面的積灰和污染比燃煤時(shí)大為減輕，增大了傳熱溫差和熱有效系數(shù)，一般燃?xì)鈺r(shí)對(duì)流受熱面的熱效率系數(shù)比燃煤時(shí)增加20%。
2、技術(shù)方案簡(jiǎn)述
2.1 配置燃?xì)馊紵鳎築CS4-14分體式全自動(dòng)燃燒器及包括，組合電磁閥調(diào)壓閥、過濾器、檢漏裝置，高壓氣壓開關(guān)，氣壓表及連桿等組成閥組一套，該機(jī)輸出功率3—17.5MW，火焰尺寸Φ2100X5050。
2.2 考慮到天然氣主要成份為CH4，其燃燒后產(chǎn)生的H2O，蒸汽份額較大，故其輻射能力較強(qiáng)，爐膛設(shè)計(jì)時(shí)加長(zhǎng)前壁，提高后拱，增加輻射受熱面的同時(shí)增加爐膛容積，以充分利用其輻射傳熱，提高熱效率，充分考慮天然氣燃燒的火焰直徑（φ2100mm）和火焰長(zhǎng)度（5050mm），使?fàn)t膛空間與火焰的充滿度達(dá)到最佳。爐膛容積熱負(fù)荷設(shè)計(jì)為≤100×104cal/m3h。
2.3 拆除煤斗：在原鍋爐基礎(chǔ)平面±0.00處以上到鍋爐前爐墻面板以前煤斗部分前落灰斗，以及爐排的全軸部分。拆除爐排：拆除爐排的全爐爐排，以及前后軸和后部老鷹鐵。拆除爐排兩側(cè)風(fēng)箱，改造鼓風(fēng)道以供燃燒器進(jìn)風(fēng)使用。使用耐混凝土及保溫磚砌筑下部?jī)蓚?cè)墻。
2.4 密封爐排下面的落灰室以及管部的排渣斗，用爐渣將爐排底部的落灰室和后部的渣斗堵住并在爐渣上部放置保溫混凝土80mm厚，再在混凝土上放置兩層耐火磚，最后用耐火混凝土澆注抹面形成耐火保溫爐膛底，并形成一定坡度方便冷凝水排出。
2.5 制作全爐墻及燃燒器的連接面板：用厚度為16mm的鋼板在爐座基礎(chǔ)平面處以上與鍋爐全爐墻平面處進(jìn)行焊接固定（與鋼架相連焊接）根據(jù)燃燒頭的安裝固定尺寸要求，開孔并鉆四個(gè)固定螺栓孔（攻絲），用耐火磚在鋼板內(nèi)側(cè)砌筑耐火前墻（在鋼板與耐火磚之間適當(dāng)留50-80mm間隙用來填充保溫材料）和原有前爐墻，以及新做爐底相連，形成完全密封的新前爐墻。
2.6 用原有左側(cè)和后部的看火門，改成兩個(gè)防爆門。
2.7 拆除原有的除塵器，原除塵器被拆除后，鋼制煙道將原除塵器卷入口和出口之間空間進(jìn)行連接。形成完整煙道。
2.8 根據(jù)燃燒機(jī)要求，結(jié)合原有的控制系統(tǒng)，設(shè)計(jì)制作新的控制系統(tǒng)，充分利用原有的系統(tǒng)保留部分的控制器件，新增加部分重新做一個(gè)控制柜，將新控制柜與原有控制內(nèi)保留部分結(jié)合，形成新的完整控制系統(tǒng)，能達(dá)到如下功能：出水超溫報(bào)警，停爐；循環(huán)水泵與燃燒器連鎖；爐膛出口溫度超高報(bào)警，停爐；壓力超壓報(bào)警，停爐；燃燒負(fù)荷自動(dòng)調(diào)節(jié)，大、小火自動(dòng)轉(zhuǎn)接；燃燒程控自動(dòng)控制，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)預(yù)吹掃，高壓點(diǎn)火，火焰自檢，火焰監(jiān)測(cè)，故障熄火報(bào)警停爐聯(lián)鎖；燃?xì)飧?、低壓?bào)警；燃?xì)庀到y(tǒng)泄漏報(bào)警，停爐；燃燒機(jī)停爐后吹掃；引風(fēng)機(jī)與燃燒機(jī)順控聯(lián)鎖，起動(dòng)時(shí)引風(fēng)機(jī)先開，燃燒器后開，停爐時(shí)燃燒器先停，引風(fēng)機(jī)后停。
2.9 引風(fēng)機(jī)改為變頻控制：由于引風(fēng)機(jī)功率較大，且改燃?xì)夂箫L(fēng)量要求較燃煤時(shí)少，拆除除塵器和空預(yù)器的煙道阻力減小，引風(fēng)機(jī)富裕量較大，采用加擋板調(diào)節(jié)時(shí)，電耗較大，改為變頻調(diào)節(jié)后，能耗會(huì)降到原能耗的1/2-1/3，因此節(jié)能效果明顯。
結(jié)論
原有鍋爐經(jīng)過改造完成后（參見附圖），經(jīng)測(cè)試，完全符合要求（參見附表1）。熱效率高于原鍋爐14個(gè)百分點(diǎn)，使用單位非常滿意。
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