某型燃煤鍋爐改為燃氣鍋爐的技術分析

荀巖

（嘉峪關市產品質量計量和特種設備檢驗檢測中心，甘肅 嘉峪關 735100）

1 燃煤鍋爐與燃氣鍋爐的性能差異

1.1 燃燒方式

燃煤鍋爐燃燒方式為層燃，燃氣鍋爐運用的方式主要為室燃。

1.2 燃燒產物

煤的主要成分有碳、氫、氧、氮、硫等和水，燃燒后生成二氧化硫、三氧化硫、氮氧化合物排入大氣，污染環(huán)境，對人類造成危害。而天然氣的主要成分是CH4，經過燃燒后，主要生成CO2和H2O，相對燃煤鍋爐，燃氣鍋爐的排放要環(huán)保的多，能夠較好地降低市區(qū)大氣污染問題。

1.3 通風方式

燃煤鍋爐的燃燒過程經鼓引風機的的配合共同作業(yè)。燃煤鍋爐使用的煤為固體燃料，煤顆粒的大小及鍋爐本體的燃燒性質導致燃煤鍋爐在燃燒中會產生較大的過余氣體，再加上燃燒室煙道的漏風，過余氣體系數可達2.0 ～2.4。燃氣鍋爐主要采用的通風方式為內燃結構微正壓通風，燃燒運行中的燃燒產物主要是由引風機排出。燃氣鍋爐主要燃燒甲烷等碳氫氣體，能夠與空氣充分混合，而此種通風方式在運行中煙氣出口的過量空氣系數在1.2 ～1.3，低到1.05。燃氣鍋爐產生的煙氣中粉塵量非常少，燃氣內雜質較少，同時排出的煙氣也較容易達到國家對燃燒設備的要求，不需要再添加除塵器等設備。

1.4 安全性

燃煤鍋爐相對安全，爐膛燃燒危險隱患小。而燃氣鍋爐需要嚴格的安全措施，在爆炸極限內極易引爆。

2 燃煤鍋爐基本情況

1T/h 燃煤蒸汽鍋爐1 臺，該鍋爐型號為DZL1-0.7-A Ⅱ，2015 年生產，該年年底投入使用。鍋爐爐體受壓元件基本完好，有繼續(xù)使用價值。鍋爐的給水系統和送、引風系統基本完好，非常適宜改造為燃氣鍋爐。

改造要求：保持原鍋爐的額定參數不變，通過改造達到消除煙塵，滿足環(huán)保要求。

3 鍋爐改造的具體方法與措施

3.1 鍋爐本體

（1）對鍋爐進行校核性熱力計算,對鍋爐的水循環(huán)和煙風阻力進行校核,并采取必要的防腐措施。

（2）清除鍋筒、聯箱、水冷壁、對流管束等受熱面的煙垢和灰渣層,同時將鍋爐內水側的水垢進行清洗，提高鍋爐受熱面的傳熱能力，有效地提高鍋爐的熱效率。

（3）拆除煤斗。在原鍋爐基礎平面±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。拆除爐排以及前后軸和后部老鷹鐵。

拆除爐排下面的落灰室、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（圓弧形放置），最后用耐火混凝土澆注抹面形成耐火保溫爐膛底。制作全爐墻及燃燒器的連接面板：用厚度為16mm 的鋼板在爐座基礎平面處以上與鍋爐全爐墻平面處進行焊接固定，開孔并鉆四個固定螺栓孔（攻絲），用耐火磚在鋼板內側砌筑耐火前墻和原有前爐墻，以及新做爐底相連，形成完全密封的新前爐墻。

燃氣易燃易爆,對于改造的燃氣鍋爐更應處理好防爆問題，用原有左側爐膛和后部煙室的看火門，改成兩個防爆門。提高鍋爐的抗爆性能。拆除原有的鼓風機、除塵器，以及空氣預熱器，將原有的鼓風機及送風道全部拆除（預熱器可根據情況考慮），原除塵器被拆除后，鋼制煙道將原除塵器卷入口和出口空間進行連接，形成完整煙道。建議可采用變頻調速方式對引風機進行調控。改為變頻調節(jié)后，能耗會降到原能耗的一半，節(jié)能效果明顯。

（4）對所有的爐墻及爐門進行密封，是由于燃氣鍋爐在微正壓狀態(tài)運行，為了安全，需要對所有的爐墻及爐門進行密封。

（5）將省煤器打開,清理省煤器管,主要是將省煤器翅片側清理干凈,增強換熱效果。

3.2 燃燒系統

燃燒系統包括燃氣供應、空氣供應、主燃燒器點火及鍋爐排煙系統。

（1）燃煤鍋爐改為燃氣鍋爐時,燃燒器的選擇是關鍵的技術問題。燃燒器的選型和布置與爐膛型式關系密切，應使爐內火焰的充滿度好，不形成氣流死角；避免相鄰燃燒器的火焰相互干擾；低負荷時保持火焰在爐膛中心位置，避免火焰中心偏離爐膛對稱中心；未燃盡的燃氣空氣混合物不應接觸受熱面，以免形成氣體不完全燃燒；高溫火焰要避免高速沖刷受熱面，以免受熱面強度過高使管壁過熱等。燃燒器的布置還要考慮燃氣管道和風道的布置合理、操作、檢修、維修方便。

（2）安裝燃燒機。

（3）根據燃燒機要求，重新設計制作新的控制系統，并達到如下功能：具有燃燒程控功能，能預吹掃自動點火，火焰檢測器自檢，負荷自動調節(jié)，火焰檢測故障報警聯鎖停爐。燃氣閥組檢漏，壓力高低報警，水位調節(jié)水位高低報警，低水位聯鎖停爐，超溫超壓爐膛溫度超高報警，引風機與燃燒機順控制聯鎖功能。

（4）調試時，要對引風機的風量和壓頭進行調整。由于改造后引風機有較大富余量，需要將引風門關小到一定程度，以減少風量和降低風壓。

（5）燃氣管道流程及設備。本工程接自市政天然氣管網為中壓管道，為達到鍋爐燃燒器前的壓力要求，同時又可以防止燃氣壓力的上下波動，需要設置一臺落地式燃氣調壓計量柜，該調壓柜可完成過濾、調壓、穩(wěn)壓、計量、安全切斷等功能。為保證向鍋爐24h 不間斷供氣，可采用2 ＋1 型式，及雙回路加旁通。

4 結語

實踐證明，如本文所列，將一些爐體狀態(tài)良好、運行熱效率較高的燃煤鍋爐改造為燃氣鍋爐在經濟和技術上是切實可行的。改造過程中必須嚴格遵守國家有關規(guī)程、規(guī)范,確保改造后的燃氣鍋爐安全運行的可靠性。