燃煤鍋爐改造為燃氣鍋爐的可行性技術(shù)研究

楊慧娟

摘要：介紹了燃煤鍋爐與燃氣鍋爐的差別，就如何確定燃煤鍋爐改為燃氣鍋爐具有可行性進行了論述，闡述了改燃煤鍋爐為燃氣鍋爐的基本原則及改造的具體方法與措施。

關(guān)鍵詞：燃煤鍋爐；燃氣鍋爐；改造

保護環(huán)境、合理利用資源是人類生存和發(fā)展的基礎(chǔ).隨著生態(tài)環(huán)境的日趨惡化，環(huán)境保護已受到世界各國的重視。環(huán)境污染的程度與能源的利用情況有著十分密切的關(guān)系。為了保護環(huán)境，我國在一部分大中型城市已開始限制燃煤鍋爐的使用，并要求現(xiàn)有的燃煤鍋爐逐步改燒燃氣。因為燃氣是一種優(yōu)質(zhì)、高效、清潔的氣體燃料用燃氣取代煤作為鍋爐的燃料可以減輕環(huán)境污染，提高能源利用率。

1燃氣鍋爐的優(yōu)勢

天然氣由甲烷氣體和其他少量的非烴類氣體組成，其中甲烷氣體是天然氣最主要的成分，通常情況下不含灰分和水分。通過充分的燃燒，天然氣可以放出大量的熱，并燃燒產(chǎn)生水和二氧化碳，相比于煤炭而言，天然氣燃燒后只會產(chǎn)生非常少量的S02，S03，NOX等有害物質(zhì)。不同于燃煤鍋爐的是，燃氣鍋爐不需要大量的場地來儲存燃料，這樣就可以節(jié)省燃料運輸?shù)馁M用，還能有效節(jié)省運輸中需要的勞動力和場地，減小工人的相對工作強度[1]。同時使用燃氣鍋爐，不需要例如上煤機、除渣機等大量的附加設(shè)備，大大減少了相關(guān)的資金投資，有效地降低運行維護成本。相較于燃煤鍋爐，燃氣鍋爐有著巨大優(yōu)勢，例如系統(tǒng)啟動速度快、熱傳遞效果優(yōu)秀、熱輻射能力強、排放的廢煙溫度更低，熱效率顯著提升。

2技術(shù)可行性研究

（1）通過熱力計算，鍋爐原來各受熱面布置比較合理，可以滿足鍋爐改造后的要求。（2）改為燃氣后鍋爐的效率較燃煤有所提高，但排煙溫度有所下降，這可能會造成尾部受熱面的低溫腐蝕，對尾部受熱面進行必要的防腐處理，就可大大降低低溫腐蝕的危害。（3）在鍋筒標(biāo)高、梁和柱距基本不變，爐膛不做大改動的情況下，由于燃氣比燃煤的熱強度高得多，必須適當(dāng)增加受熱面積。因此將冷灰斗降低1.5m，使燃燒更加充分，這樣可以縮短工期并降低改造費用。（4）改造成燃氣鍋爐后，現(xiàn)有的引風(fēng)機和送風(fēng)機基本上能滿足鍋爐最大出力時的需要，原配麻石水膜除塵器也有增大負荷的能力，均不做更換，以降低總體改造費用。

3鍋爐改造的具體方法與措施

3.1燃燒系統(tǒng)

（1） 拆除原燃煤鍋爐加煤系統(tǒng)、除塵器、除渣落灰裝置，保留原引風(fēng)機、鼓風(fēng)機，將省煤器后的排煙煙道直接與引風(fēng)機入口管連接，將原除塵器煙氣進出口的煙道隔斷并封焊。（2）燃煤鍋爐改為燃氣鍋爐時，燃燒器的選擇是關(guān)鍵的技術(shù)問題。目前，國內(nèi)生產(chǎn)的燃氣鍋爐大都使用進口燃燒器，進口燃燒器質(zhì)量較好，技術(shù)成熟，但是價格昂貴，是國產(chǎn)燃燒器的2～3倍，我們應(yīng)加大國產(chǎn)燃燒器的研發(fā)力度，占領(lǐng)廣闊的燃燒器市場。我公司在改造中采用的LN型大功率燃燒器就是我公司和歐洲及亞洲的主要工業(yè)燃燒器廠家合作研制的一種新型燃氣燃燒器。該燃燒器具有以下優(yōu)點：采用多嘴多噴孔的旋流混合燃燒方式，旋流、回流相結(jié)合，燃氣和空氣充分混合，燃燒徹底，火焰穩(wěn)定，不脫火；通過伺服電機調(diào)節(jié)燃氣供給量，燃燒平穩(wěn)，負荷平穩(wěn)變動；引風(fēng)機變頻控制，負荷匹配合理；采用多項安全監(jiān)控措施，確保設(shè)備無故障運行。

3.2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(fēng)阻力進行校核，并采取必要的防腐措施。（2）燃煤鍋爐改燒燃氣后燃燒產(chǎn)生的煙氣沒有飛灰等固體輻射物，僅靠煙氣中的三原子氣體產(chǎn)生輻射，最大輻射系數(shù)只有0.4左右，如果不在爐膛內(nèi)設(shè)置有效的二次輻射裝置，則輻射換熱量比燃煤鍋爐小，故應(yīng)該改造鍋爐內(nèi)部，增加輻射換熱面。拆除上煤斗，將鏈條爐排抽出后，改造前拱及所在前墻以適于自動燃燒器的安裝；用保溫材料填充原燃煤鍋爐爐排風(fēng)室，表面覆蓋耐火材料，形成爐膛的爐底，改造成為二次輻射面；拆除后拱在爐膛的伸出部分，并在此位置設(shè)置擋火墻，改變?nèi)济哄仩t爐膛形式，以適于氣體燃料的燃燒，增強火焰對爐膛受熱面的輻射。（3）加強爐墻、煙道特別是爐膛部位的爐墻，使加強后的爐墻具有一定的強度和密封性，以適合天然氣燃燒的要求。（4）將省煤器打開，清理省煤器管，主要是將省煤器翅片側(cè)清理干凈，增強換熱效果。（5）為保證鍋爐在各種負荷下運行，需進行風(fēng)量調(diào)節(jié)，可在煙道上設(shè)置調(diào)節(jié)風(fēng)板，保證合理的配風(fēng)比例。燃氣易燃易爆，對于改造的燃氣鍋爐更應(yīng)處理好防爆問題，因此，可在鍋爐爐膛上部兩側(cè)、對流受熱面（鍋爐管束）兩側(cè)及尾部煙道的頂部等處分別設(shè)置防爆門，并確保防爆面積不小于相關(guān)規(guī)定。

3.3燃氣鍋爐自控及檢測系統(tǒng)

燃氣鍋爐自控系統(tǒng)的現(xiàn)場儀表均應(yīng)選用防爆型，鍋爐房內(nèi)應(yīng)增設(shè)可燃氣體報警裝置。改造后的鍋爐檢測、報警、調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)應(yīng)有足夠的靈敏度和快速反應(yīng)能力，以保證燃燒器從點火到正常燃燒這一熱功率急劇變化階段中，爐膛負壓能夠維持在一個合理的范圍內(nèi)。由于天然氣易燃易爆，在設(shè)計燃氣鍋爐自控系統(tǒng)時，一定要優(yōu)先考慮系統(tǒng)的可靠性，將保護系統(tǒng)與檢測控制系統(tǒng)分開設(shè)置。在選用微機控制系統(tǒng)時可設(shè)后備手動操作和重要參數(shù)雙重指示等措施來提高控制和保護系統(tǒng)的可靠性。

在燃氣鍋爐上要裝設(shè)一些聯(lián)鎖裝置，以起到相應(yīng)的控制作用：（1）引風(fēng)機突然停止時，自動切斷送風(fēng)和燃氣供應(yīng)；（2）燃氣供應(yīng)壓力低于規(guī)定值時自動切斷燃氣供應(yīng)；（3）送風(fēng)機突然停止時，自動切斷燃氣供應(yīng)；（4）蒸汽鍋爐超壓、水位過高或過低時，自動切斷燃氣供應(yīng)；（5）對于熱水鍋爐，當(dāng)壓力降到發(fā)生汽化，或水溫升高超過了規(guī)定值，或水泵突然停止時，自動切斷燃氣供應(yīng)；（6）須裝設(shè)可靠的點火程控裝置和熄火保護裝置。

4結(jié)束語

綜上所述，可以看出，適時的發(fā)展燃氣鍋爐，對于保護人類生存環(huán)境，解決鍋爐煙塵對大氣污染具有決定性作用。天然氣作為鍋爐燃料在輸送、控制、使用等方面是其它燃料所無法比擬的，其使用成本也是比較經(jīng)濟的。所以，適時發(fā)展燃氣鍋爐是很有前景的。

參考文獻：

[1]張小康，董潔.燃煤鍋爐改造為燃氣鍋爐的可行性技術(shù)研究.設(shè)備管理與維修，2018.11.134-135.

[2]秦少云.淺談燃煤鍋爐改燃氣鍋爐的具體措施.科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2017.14.20.73-74.

[3]秦少云.燃煤鍋爐改燃氣鍋爐的必要性及要點分析.科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2017.14.17.45-47.

（作者單位：呼和浩特中燃城市燃氣發(fā)展有限公司）