淺談燃煤鍋爐改燃?xì)忮仩t的具體措施

秦少云

摘 要：現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，帶來(lái)人們生活方式的諸多變化。一方面，人類(lèi)的生產(chǎn)、生活對(duì)環(huán)境的影響越來(lái)越大；另一方面，伴隨著人們物質(zhì)生活水平的提高，人們開(kāi)始對(duì)賴以生存的環(huán)境有了更高的要求。供熱器的霧霾現(xiàn)象、驚人的PM數(shù)字令人們談之色變，機(jī)動(dòng)車(chē)限行、污染企業(yè)停產(chǎn)等一系列舉措應(yīng)運(yùn)而生。與此同時(shí)，相關(guān)部門(mén)對(duì)傳統(tǒng)供熱方式的改良工作一直在進(jìn)行著，燃煤鍋爐對(duì)環(huán)境的污染眾所周知。經(jīng)過(guò)數(shù)年的項(xiàng)目改造，如今，燃?xì)忮仩t已基本取代燃煤鍋爐發(fā)展成為市區(qū)居民采暖的主要方式，下一步工作的主要任務(wù)就是將施工范圍以市區(qū)為中心向外圍延伸，直至實(shí)現(xiàn)燃?xì)忮仩t的全覆蓋。從技術(shù)層面來(lái)看，燃?xì)忮仩t的消費(fèi)市場(chǎng)前景依然很廣闊。本文主要闡述燃煤鍋爐改造為燃?xì)忮仩t的關(guān)鍵步驟和具體措施，以期為此項(xiàng)利民工程的順利開(kāi)展提供一些有價(jià)值的參考意見(jiàn)。

關(guān)鍵詞：燃煤鍋爐 燃?xì)忮仩t 改造工程 措施

中圖分類(lèi)號(hào)：TK229 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）07（b）-0073-02

燃煤鍋爐在使用的過(guò)程中，煤炭資源的消耗量巨大，且燃燒之后的固體、氣體廢棄物會(huì)帶來(lái)多種環(huán)境污染，基于此，各地開(kāi)展了燃煤鍋爐改造為燃?xì)忮仩t的工程項(xiàng)目，目的就是減少煤炭的使用量、削減煙塵和二氧化硫的排放量。施工單位在將燃煤鍋爐改成燃?xì)忮仩t的過(guò)程中，以節(jié)約高效、安全實(shí)用為基本原則，盡可能不變動(dòng)鍋爐本體的受壓元件部分，結(jié)合原有鍋爐的具體構(gòu)造，從挑選燃?xì)馊紵鞯钠奉?lèi)、確定燃燒器的準(zhǔn)確數(shù)量、安排燃燒器的布局、設(shè)計(jì)爐膛布置的匹配性、選擇鍋爐防爆措施等方面著重考慮，宏觀規(guī)劃整個(gè)改造工程，使其能夠循序漸進(jìn)地開(kāi)展。

1 挑選燃?xì)馊紵鞯钠奉?lèi)

將燃煤鍋爐改造為燃?xì)忮仩t過(guò)程中，施工單位首先要就燃?xì)馊紵鞯钠奉?lèi)進(jìn)行挑選或是設(shè)計(jì)訂做。市面較常見(jiàn)的燃?xì)馊紵骺梢苑譃橐涫娇諝夤┙o燃燒器、鼓風(fēng)式空氣供給燃燒器和自燃引風(fēng)式空氣供給燃燒器三類(lèi)。引射式、鼓風(fēng)式、自燃引風(fēng)式燃燒器所需的空氣分別采用以下方式進(jìn)入燃燒系統(tǒng)——燃?xì)馍淞魑鼩?、鼓風(fēng)設(shè)備送氣、爐膛中負(fù)壓吸入。在進(jìn)行燃?xì)馊紵鬟x擇時(shí)，應(yīng)該首先考慮原有鍋爐的爐膛構(gòu)造，再對(duì)比權(quán)衡3種燃燒器的特點(diǎn)擇優(yōu)選定。

（1）鍋爐中有一個(gè)重要零部件就是燃?xì)馊紵?，它的安全系?shù)是評(píng)價(jià)鍋爐質(zhì)量的重要指標(biāo)。通常情況下，優(yōu)質(zhì)的燃?xì)馊紵骺梢栽谔艃?nèi)氣體燃燒時(shí)，將不完全燃燒的熱損耗降至最低。氣體燃燒時(shí)，要保證其完全燃燒，首先要保證膛內(nèi)空氣充足，還要使二者混合均勻。理論上來(lái)講，如果用戶選用的是高熱值的燃?xì)猓瑹釗p耗應(yīng)該低于5‰；如果用戶選用的是低熱值的燃?xì)猓瑹釗p耗應(yīng)該不高于15‰。另外，有關(guān)部門(mén)在進(jìn)行燃煤鍋爐改建的前期宣傳時(shí)，可以著重推廣預(yù)混燃燒器，這種燃燒器與擴(kuò)散燃燒器相比，對(duì)燃?xì)獠煌耆紵臒釗p耗控制的效果更理想些。

（2）眾所周知，想要降低鍋爐使用時(shí)的排煙損耗，就應(yīng)該控制煙氣中多余的空氣系數(shù)。排煙損耗量為排出的煙氣中額外的空氣量與排煙通道內(nèi)漏入的空氣量的總和。當(dāng)鍋爐正處于微正常壓力運(yùn)行時(shí)，排煙通道內(nèi)漏入的空氣量幾乎是零，排煙損耗量?jī)H為爐腔內(nèi)燃?xì)馊紵龝r(shí)多余的空氣量。對(duì)鍋爐燃燒性能進(jìn)行評(píng)估的一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)就是能否維持煙氣中低空氣系數(shù)運(yùn)行。

（3）鍋爐的腔內(nèi)換熱裝置影響著燃燒器燃燒時(shí)產(chǎn)生的火焰的狀態(tài)。鍋爐擴(kuò)散燃燒時(shí)，半發(fā)光狀態(tài)的火焰輻射能力優(yōu)于無(wú)焰狀態(tài)下的火焰，因此，更有利于爐內(nèi)熱量的傳播。燃燒器噴火狀態(tài)下產(chǎn)生的熱流速度快、噴射距離遠(yuǎn)，爐內(nèi)火焰的填充量高。選用耐火燒材質(zhì)的配件加強(qiáng)爐內(nèi)熱量傳播，要調(diào)整與輻射面吻合的火焰狀態(tài)以及火焰熱流。

（4）快速燃燒、傳熱的中小型鍋爐是現(xiàn)在市場(chǎng)比較流行，也較有發(fā)展前景的品類(lèi)。這種鍋爐需要配備小型的燃燒器和鍋爐爐膛，這也是中小型鍋爐的主要賣(mài)點(diǎn)之一。在實(shí)際生產(chǎn)生活中，中小型鍋爐要經(jīng)常調(diào)整負(fù)荷狀態(tài)，這就需要調(diào)節(jié)范圍寬泛的燃燒器來(lái)與之相配合。燃煤鍋爐改造為燃?xì)忮仩t后，應(yīng)保證鍋爐爐膛內(nèi)火焰的填充量，避免出現(xiàn)氣流死角，防止鄰近的燃燒器之間火焰干擾。另外，換熱面既不能接觸燃燒不完全的燃?xì)猓植荒芙佑|空氣，來(lái)保證氣體的完全燃燒；換熱面還要避開(kāi)溫度較高的火焰的快速直接沖擊，否則將直接導(dǎo)致鍋爐管和鍋爐壁過(guò)熱，帶來(lái)安全隱患。所以說(shuō)，選擇何種鍋爐燃燒器，要取決于燃?xì)獾姆N類(lèi)和負(fù)荷，用戶可以估算一下火焰的高度。

2 確定燃燒器的準(zhǔn)確數(shù)量

理論上來(lái)講，燃煤鍋爐改造為燃?xì)忮仩t時(shí)，我們可以依據(jù)公式n=Qgl/Qrq，來(lái)確定所需燃?xì)馊紵鞯臄?shù)量。公式中，n代表燃?xì)馊紵鞯臄?shù)量；Qgl代表鍋爐的熱量負(fù)荷，單位為kW；Qrq代表一個(gè)燃?xì)馊紵鞯臒崃控?fù)荷，單位也是kW。施工單位在實(shí)際改造中，要避免因?yàn)槟硞€(gè)故障燃燒器而引起同時(shí)運(yùn)行的多個(gè)燃?xì)馊紵鬟B環(huán)爆炸，我們建議將燃?xì)馊紵鞯臄?shù)量控制在4個(gè)以下。另外，我們建議在燃?xì)馊紵鞯膬?nèi)部添加一個(gè)油槍?zhuān)赃m應(yīng)鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行，再加裝一套爐腔熄火防爆炸設(shè)備，來(lái)避免鍋爐低負(fù)荷狀態(tài)下的熄火和回火的問(wèn)題。

3 安排燃燒器的布局

燃?xì)馊紵鞯淖罴巡季志褪潜ＷC爐腔內(nèi)的火焰處于整個(gè)爐膛的幾何中心位置。上文提到過(guò)，燃煤鍋爐改造為燃?xì)忮仩t時(shí)，要使鍋爐爐膛內(nèi)盡可能充滿火焰，避免出現(xiàn)氣流死角，保證燃?xì)獾某浞秩紵?。再者，處于爐膛中心點(diǎn)的燃火火焰可以保證爐膛各處受熱均勻，避免了局部高熱量、局部低熱量帶來(lái)的爐腔高壓。傳統(tǒng)技術(shù)制造的燃煤鍋爐，一般爐膛進(jìn)深較大，為了保證前煙箱的低溫運(yùn)行，燃燒器通常會(huì)被布置在爐膛的前壁上。目前，常見(jiàn)的中小型燃煤鍋爐，分為層燃燒方式和室燃燒方式兩類(lèi)。常見(jiàn)的層燃方式的鍋爐如鏈條爐，層燃爐的主要特征就是可以實(shí)現(xiàn)燃燒物可以在固定的爐膛，或是緩慢運(yùn)動(dòng)的爐膛內(nèi)保持燃燒狀態(tài)。在改造鏈條爐的時(shí)候，前后壁的形狀以及鍋爐的形狀都使得燃燒器的安裝有一定難度，我們可以把燃?xì)馊紵靼惭b在鏈條爐的側(cè)方。改造的目標(biāo)是使得鍋爐內(nèi)的熱交換狀況達(dá)到甚至是優(yōu)于改造前的狀態(tài)，應(yīng)該把燃?xì)馊紵靼惭b在爐膛側(cè)壁中心的靠下位置。改造另外一款煤粉爐時(shí)，施工人員可以沿用原本的煤粉燃燒器噴口的位置，來(lái)安裝新的燃燒器，盡量減少改造工程量。

4 設(shè)計(jì)爐膛布置的匹配性

選定了燃?xì)馊紵鞯念?lèi)型和位置，我們還應(yīng)該計(jì)算爐膛的匹配性。首先，要計(jì)算排煙量，排煙量需要與引風(fēng)機(jī)匹配，燃煤鍋爐通常是按照煤燃時(shí)產(chǎn)生的煙氣來(lái)計(jì)算煤鍋爐引風(fēng)機(jī)的排煙量的，進(jìn)行燃?xì)忮仩t改造后，因?yàn)闊煔獾拿芏群土髁慷及l(fā)生了改變，所以需要重新匹配引風(fēng)機(jī)，避免鍋爐內(nèi)燃?xì)恻c(diǎn)火困難以及排放煙氣的溫度過(guò)高等問(wèn)題。其次，還要檢測(cè)爐膛漏風(fēng)系統(tǒng)和燃?xì)馊紵髦械目諝饬渴欠衿ヅ洌焊臍饴╋L(fēng)系數(shù)應(yīng)該低于0.1。

5 選擇鍋爐防爆措施

燃煤鍋爐改造為燃?xì)忮仩t后，施工方應(yīng)該為用戶采取必要的安全保護(hù)措施，例如，自動(dòng)點(diǎn)火裝置、快速切斷閥、火焰監(jiān)視系統(tǒng)等保護(hù)措施。為使用方制定嚴(yán)格的安全操作指南，并督促其執(zhí)行實(shí)施，尤其是在每次點(diǎn)火啟動(dòng)時(shí)做好吹掃工作。鍋爐工作時(shí)調(diào)節(jié)好風(fēng)氣比例，防止熄火、回火等問(wèn)題的出現(xiàn)，保證燃?xì)獾耐耆紵?/p>

對(duì)燃煤鍋爐的改造，是相關(guān)部門(mén)出于經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境保護(hù)雙重目的而運(yùn)行實(shí)施的。改造后的燃?xì)忮仩t，燃燒特性指標(biāo)有了更高的要求，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了使用和監(jiān)控的一體化進(jìn)行，很大程度上降低了鍋爐的潛在危險(xiǎn)性。燃煤鍋爐改造燃?xì)忮仩t還是減少購(gòu)買(mǎi)成本、減少氣體污染的利民工程，有利于實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境保護(hù)的雙贏。

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