關(guān)于燃氣鍋爐改造方案的設(shè)計與實施探討

侯君

(中國石油集團渤海石油裝備制造有限公司遼河熱采機械制造分公司,遼寧 盤錦 124209)

以往普遍使用的是燃煤鍋爐，燃煤鍋爐使用的燃料主要是煤炭，造成環(huán)境污染，而且燃煤鍋爐的工作效率很低。將燃煤鍋爐向燃氣鍋爐的方向改造，是基于如今對天然氣的大力開發(fā)而產(chǎn)生的一種思路，也是為了響應(yīng)節(jié)能環(huán)保的政策號召，這樣的改造可以讓鍋爐運行產(chǎn)生的污染得到降低，讓節(jié)能環(huán)保的工作目標得以實現(xiàn)。那么就要設(shè)計出科學的改造方案并嚴格執(zhí)行，一方面需要考慮到技術(shù)方面的影響，另一方面就是設(shè)備上的支持，工作人員的業(yè)務(wù)能力也是需要強化的重點內(nèi)容。

1 燃氣鍋爐改造方案的設(shè)計

1.1 燃氣改造技術(shù)分析

在改造中需要重視設(shè)備的選擇、確定燃燒器數(shù)量、布置好燃燒器、確定防爆措施等技術(shù)內(nèi)容。在選擇燃燒器時，需要選擇或設(shè)計出符合實際需求的燃燒器。中小型鍋爐在使用時負荷多變，對燃燒器的要求是負荷的調(diào)節(jié)范圍足夠?qū)挘脑旌蟮腻仩t在運行中，需要讓爐膛的火焰保持合適的充滿度。要避免其中出現(xiàn)氣流死角，避免相鄰的燃燒器相互產(chǎn)生火焰干擾，未燃盡的燃氣混合物不應(yīng)與換熱面接觸，這樣可以避免氣體燃燒不完全。另外就是需要對燃燒器加裝合適的變頻器，利用變頻器對負荷進行靈活調(diào)整。保證燃燒器處于正常的運行狀態(tài)，這樣可以節(jié)約燃氣，降低企業(yè)的成本。燃燒器的數(shù)量要結(jié)合實際情況合理確認。在鍋爐改造中，要防止在多個燃燒器一同運行時由于一個燃燒器發(fā)生事故而造成爆炸，通常燃燒器的數(shù)量不會多于四個。為解決鍋爐低負荷運行中出現(xiàn)回火以及熄火現(xiàn)象，可以在燃燒器內(nèi)加裝合適的油槍，這樣可以適應(yīng)燃燒器低負荷運行時產(chǎn)生的變化，同時要設(shè)置好防爆裝置。對燃燒器進行布置，需要注意火焰應(yīng)該在爐膛的幾何中心位置，讓火焰可以將爐膛充滿，燃燒穩(wěn)定。火焰的位置正確，可以讓整個爐膛的熱量分布更加均勻，不會由于局部熱量高造成應(yīng)力增大。臥式鍋爐通常爐膛進深大，燃燒器需要設(shè)置在爐膛前墻，這樣可以防止前煙箱過熱。

關(guān)于爐膛設(shè)置的匹配性，選定好燃燒器的類型以及位置后，可以對爐膛實施匹配計算，涉及到排煙量與引風機的匹配性、漏風系統(tǒng)和空氣量的匹配性、爐膛尺寸和燃燒器位置的匹配性。鍋爐防爆是非常關(guān)鍵的設(shè)計內(nèi)容，需要配備合適的安保措施，例如火焰監(jiān)控系統(tǒng)。另外就是在鍋爐出煙口的位置設(shè)計防爆門，防爆門的作用是當混合氣體爆炸時防爆門可以自動開啟，這樣可以讓爐墻不會受到破壞。另外就是嚴格制定并執(zhí)行相關(guān)的操作規(guī)程，尤其是點火啟動的環(huán)節(jié)，一定要實施水掃工作，并掌握好操作時間，風門開啟后要結(jié)合通風機的流量，對水掃量進行計算。鍋爐工作時要注意調(diào)節(jié)風氣的比例，防止脫火情況的出現(xiàn)，保證氣體燃燒完全。燃氣鍋爐系統(tǒng)可以實現(xiàn)自動化，其中包括點火保護、熄火保護、自動燃燒調(diào)節(jié)等。

1.2 節(jié)能技術(shù)分析

主要應(yīng)用的節(jié)能技術(shù)包括氣候補償技術(shù)、排煙余熱回收、供回水調(diào)節(jié)、鍋爐群控技術(shù)以及水資源的重復(fù)利用技術(shù)。氣候補償技術(shù)就是在鍋爐改造中添加氣象觀測設(shè)備，讓供熱系統(tǒng)可以結(jié)合氣候變化，調(diào)整供熱的方案。建筑的耗熱量受到室外溫度、空氣濕度、太陽輻射以及風向的影響，處于不斷變化的狀態(tài)，上述的因素在不斷變化，要讓室內(nèi)的溫度維持在18℃左右，這樣才可以滿足用戶對室內(nèi)溫度的要求，那么供熱系統(tǒng)中就可以通過供回水溫度在供暖時結(jié)合氣象變化進行調(diào)節(jié)，讓鍋爐供熱以及散熱的設(shè)備做出相應(yīng)的變化，防止室內(nèi)溫度出現(xiàn)過高或者過低的問題。在換熱系統(tǒng)中設(shè)置氣象儀，這樣可以隨時對氣象變化進行觀測，及時對出水溫度進行調(diào)節(jié)，通過裝備日照溫度儀可以結(jié)合天氣變化對室內(nèi)溫度做出調(diào)整。

燃氣鍋爐本身并沒有機械不完全燃燒造成的損失以及灰渣的熱量損失，因此燃氣鍋爐的主要熱量損失就是排煙熱損失，對排煙的溫度進行合理的控制，就能讓鍋爐的熱效率提升上來，發(fā)揮節(jié)能的效果，可以在鍋爐的尾部安裝節(jié)能器，對排煙的余熱進行回收，讓排煙的溫度降低，同時也能將冷凝水回收，可以用于鍋爐以及管網(wǎng)的補水。供回水調(diào)節(jié)主要是在鍋爐改造中安裝維持供回水平衡的裝置。供熱系統(tǒng)的能耗會變化，不僅是熱源決定的，與整個管網(wǎng)也有著直接的關(guān)系，在整個供熱系統(tǒng)中，供回水壓力失衡的問題普遍存在，這就導致系統(tǒng)的冷熱并不均勻，距離熱源比較近的用戶會感覺到室內(nèi)溫度很高，而遠處的用戶室內(nèi)溫度可能會很低。那么為了讓遠處的用戶也能得到良好的供熱，就要對管網(wǎng)的供水溫度進行提升，增加循環(huán)水量，但這樣不僅難以保證供暖的整體質(zhì)量，更是會造成嚴重的資源浪費，而調(diào)節(jié)供回水的壓力平衡就可以讓能源得到有效節(jié)約。安裝鍋爐群控系統(tǒng)，在多臺鍋爐同時運行的過程中，可以用群控的方式提升鍋爐房的整體熱效率。群控就是結(jié)合所需熱負荷對鍋爐運行的數(shù)量進行合理的設(shè)置，對各鍋爐的負荷進行合理分配，讓每一臺鍋爐處于良好的工作狀態(tài)。實現(xiàn)水資源重復(fù)利用，就是在鍋爐改造中安裝水資源統(tǒng)一處理的設(shè)施。在設(shè)計中需要結(jié)合各系統(tǒng)排水情況，對水資源進行重復(fù)利用。

1.3 設(shè)備的選型

結(jié)合技術(shù)上的分析，需要依據(jù)供熱的面積、鍋爐房的建設(shè)情況、技術(shù)的成熟度以及成本，最終選擇合適的設(shè)備。

1.4 土建工程設(shè)計

結(jié)合選擇好的設(shè)備以及鍋爐房建設(shè)的設(shè)計圖紙，與專業(yè)的設(shè)計公司合作，結(jié)合鍋爐房的功能，設(shè)計出各類圖紙，為施工打下良好的基礎(chǔ)。同時通過招標，選擇合適的施工方以及監(jiān)理方。

1.5 施工方案的設(shè)計

設(shè)計施工方案需要遵循一定的原則。在施工時間的設(shè)計上，主要考慮到季節(jié)的影響，結(jié)合項目工程的特征以及施工周期，考慮到季節(jié)對施工造成的影響，對施工作業(yè)進行合理的安排，提前做好季節(jié)性施工的方案，保證工程的建設(shè)質(zhì)量。

在空間的設(shè)計上，主要是考慮到立體交叉施工。施工中需要結(jié)合項目的特點以及周圍環(huán)境，對施工的周期、質(zhì)量以及各方面資源投入情況進行設(shè)計，要組織分階段以及重點的施工。在施工中，區(qū)段為平面劃分，流水為立體劃分。用交叉作業(yè)的方式，對組織進行合理的規(guī)劃，保證施工的均衡性以及連續(xù)性，做好各個階段的驗收規(guī)劃。

在整體工藝方面主要是對施工順序進行合理的設(shè)計，結(jié)合土建工程的建設(shè)以及鍋爐安裝的工序安排，其中可以穿插電氣安裝以及管道安裝，一些非標設(shè)備的制作可以提前在加工廠完成，土建的施工應(yīng)該是先進行鍋爐、墻體基礎(chǔ)的建設(shè)，然后是設(shè)置廠房的鋼結(jié)構(gòu)。關(guān)于施工區(qū)段的分配，結(jié)合工程的實際特征以及進度上的要求，決定是否劃分區(qū)段，以及若是劃分區(qū)段如何設(shè)計。在工期的部署上，主要是結(jié)合施工計劃進行安排。一些關(guān)鍵的問題，比如有些工程處于居民區(qū)，施工現(xiàn)場的運輸條件并不好，大量廢土要及時運送現(xiàn)場，若是在夜晚施工，還需要對道路進行專門的維護，保持良好的交通條件，力求做到不影響周邊的環(huán)境。

2 燃氣鍋爐改造方案的實施

2.1 加強與施工單位的配合

鍋爐改造項目實施的初期，需要將各專業(yè)的人員集中起來，對項目建設(shè)中例如管線的預(yù)埋和洞口預(yù)留這些關(guān)鍵問題作出協(xié)商和討論，確定預(yù)留工作，利用網(wǎng)絡(luò)對項目信息進行共享。需要強化對施工現(xiàn)場的監(jiān)管，要安排專業(yè)的人員對鍋爐安裝的環(huán)節(jié)實施監(jiān)控，做好對安裝現(xiàn)場的管控，對參與項目的各單位進行明確的責任劃分。此外就是強化技術(shù)質(zhì)量方面的監(jiān)管，結(jié)合項目的總體建設(shè)規(guī)劃，對施工方案進行合理編制，承包單位要制定合理的總體規(guī)劃，其中包括機電技術(shù)的管理，管道預(yù)埋的技術(shù)交底需要提前進行，在施工中要將所有的管道及時完成埋設(shè)，同時要保證管道埋設(shè)的質(zhì)量，要盡可能避免后期管道出現(xiàn)漏埋的情況，也要避免由于質(zhì)量問題后期進行處理。整個項目要實施信息化管理，各單位需要建立起及時聯(lián)絡(luò)的通訊系統(tǒng)，在施工中要實現(xiàn)信息共享，加強對各專業(yè)的監(jiān)督，運用現(xiàn)代化的手段，強化各方之間的信息交流，讓施工的效率提升上來。

2.2 加強對外協(xié)調(diào)

需要強化與事業(yè)單位之間的交流和溝通，工程建設(shè)的施工方需要明確完工的時間，強化施工現(xiàn)場與外部的工程連接。

2.3 制定培訓和調(diào)試計劃

在鍋爐試運行的72小時之前，需要制定好合理的培訓計劃以及調(diào)試計劃，對鍋爐的全體操作人員實施理論教育以及技能培訓。鍋爐改造會造成新的系統(tǒng)與原系統(tǒng)之間有一定的差異性，無論是理念上還是技術(shù)上，操作人員都需要重新掌握，相關(guān)單位要對培訓后的工作人員進行考核，保證操作人員掌握正確的工作流程。

3 結(jié)語

總之，燃氣鍋爐的普及是為了響應(yīng)環(huán)保政策，也是為了提升鍋爐的整體效率，以往的燃煤鍋爐在環(huán)境污染以及效率低下方面的缺陷會被淘汰，燃氣鍋爐的改造則是需要從各方面做好規(guī)劃，保證工程建設(shè)的質(zhì)量。

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