燃油燃氣鍋爐特點與展望

趙明鑫 王麗麗

摘 要：燃油燃氣鍋爐又稱雙燃料鍋爐，它綜合了氣和油的共性，既可以燒油，又可以燒氣。同時燃油燃氣鍋爐高效、節能、環保在未來有很好的發展前景。

關鍵詞：燃油燃氣鍋爐；特點；環保

1 燃油燃氣鍋爐結構特點

1.1 分類

燃油燃氣鍋爐常見有：燃油燃氣熱水鍋爐、燃油燃氣蒸汽鍋爐、燃油燃氣導熱油鍋爐。工業上主要應用蒸汽鍋爐或熱水鍋爐，如生產紙箱，紡織布匹，生產食品等。而生活中主要以熱水鍋爐為主，如常見的供暖，洗浴。

1.2 爐體

對于鍋爐爐體的設計而言，主要區別體現在鍋爐的結構形式和受熱面的布置及管路中煙速、溫度的分配是否合理。例如采用螺紋煙管和波形爐膽不僅可以增強傳熱效果，增大輻射吸熱量，同時也降低了能耗，波形爐膽還能有效緩解熱脹冷縮對燃燒室造成的損傷。

目前燃油燃氣鍋爐常見的是臥式內燃鍋殼式。它的結構形式分為“干背式”和“濕背式”。雖然干背式生產工藝相對簡單，而且不需要太多的耗材，但是由于爐膽出口的煙氣溫度較高，高溫煙氣對轉煙室的耐火材料直接輻射沖刷，使其經常出現燒崩、燒塌，導致二、三回程煙氣短路，使鍋爐尾部過熱，嚴重的可燒紅后蓋，這也是干背式鍋爐自身結構導致的最大缺點。濕背式鍋爐的爐膽（爐膛）后的回燃室是泡在水中的“濕背”回燃室，這也是干背式與濕背式的最大區別，濕背式爐膽、回燃室吸收的熱量直接傳遞給水，避免了燒壞的問題，同時也提高了鍋爐的輻射傳熱面積和傳熱效率，這種結構在國際上被廣泛應用。

1.3 燃燒

燃油燃氣鍋爐的燃燒方式有別于傳統的燃煤鍋爐，它利用燃燒器將燃料（油或氣）噴入鍋爐爐膛，同時電子點火，形成火焰，燃料在燃燒室內充分燃燒，不需要燃煤鍋爐的爐排設備，同時也無需除渣設施。

油燃燒總是首先把燃料油霧化成<200～250μm的油霧液滴，以擴大油的蒸發表面積，提高油的蒸發速度，實現油蒸汽的燃燒。燃料油（天然氣）的主要成分是烴類，在烴氧化化學反應的同時，如果缺氧或者與氧氣混合不均勻時，烴類將產生裂解反應，最終導致析炭而產生炭黑，影響燃盡并造成污染烷烴裂解的基本反應是脫氫和斷鏈反應，即：

烷烴裂解后生成烯（稱一次反應）。以乙烯為例的二次反應與析炭過程如下：

為防止析炭，在燃燒技術上使一部分空氣從火焰根部在烴受熱階段后及時混入，或采用蒸汽霧化，都可一直或減輕析炭。[1]

燃油鍋爐的燃料是燃油，如柴油、機油、煤油等，燃氣鍋爐的燃料為燃氣，如天然氣、城市煤氣、沼氣還有液化氣等。它的燃料燃燒的設備叫燃燒器，燃油與燃氣鍋爐需配備對應形式的燃燒器。使用燃油鍋爐應注意油的霧化，風與油的配比，同時加強油的過濾，防止雜質堵塞噴嘴。對于燃氣鍋爐除了注意合理的配風，火焰長度，更應注意點火前對爐膛的吹掃，因為油或氣與空氣混合達到爆炸極限，點火瞬間就容易產生爆炸，因此燃油燃氣鍋爐都配有自動控制系統。燃油燃氣鍋爐的關鍵部件是鍋爐燃燒器，目前國內生產的燃油燃氣鍋爐，配用國內燃燒器的比例較小，大部分配用進口燃燒器，但國內燃燒器的技術生產水平發展很快[2]。

1.4 排放

在鍋爐燃燒時，排煙煙氣中氧含量和過量空氣系數是影響熱效率的主要因素，因此需要控制鍋爐排煙含氧量和過量空氣系數，并讓燃料在最佳燃燒區充分燃燒，以便提高鍋爐熱效率。對于燃油鍋爐，應注意燃油中含有硫（S），在燃燒過程中，會形成SO2，這會對設備產生腐蝕，應注意防護。對于燃氣鍋爐，由于天然氣主要成分是CH4，其他成分也主要是碳氫化合物，幾乎不含硫，是一種清潔能燃料。天然氣燃燒后的主要煙氣成分是：CO2、H2O、N2、NOX[3]。為貫徹《中華人民共和國環境保護法》、《中華人民共和國大氣污染防治法》、《國務院關于加強環境保護重點工作的意見》等法律、法規，保護環境，防治污染，促進鍋爐生產、運行和污染治理技術的進步，國家制定了鍋爐大氣污染物排放標準，增加了燃油、燃氣鍋爐煙塵、煙氣黑度、二氧化硫、氮氧化合物的最高允許排放濃度限值。未來的鍋爐會更加的低氮、節能、高效、環保。

1.5 燃氣資源

對于使用燃油燃氣鍋爐的企業和個人，一反面關注運行效果，滿足企業需求，排放指標達到國家要求，同時也十分關心燃燒成本問題。我國已探明南海、東海天然氣儲量十分可觀，目前已經開采利用，同時也從國外引進天然氣，保證了天然氣充足的供應，目前天然氣的價格約3.8元/立方米，比輕柴油便宜，加上政府的補貼與扶持，在經濟上是可行的。

1.6 安全性

燃油燃氣鍋爐的自動化程度很高，而且配有多種安全保護措施，如漏電保護即漏電自動切斷電源；過熱保護即鍋爐水溫超高達到報警溫度時，自動停止燃燒器同時警報燈響起；二次過熱保護即鍋爐外殼溫度超過設定溫度時，自動切斷二次回路，并停爐；超壓保護，當壓力達到設定溫度自動關閉燃燒器；水位電極棒監測水位防止鍋爐干燒，當鍋爐水位達到、低于極低水位時，立即停爐，避免事故。燃燒器配有熄火保護裝置，能瞬間切斷氣源，保證安全運行。

2 結束語

近年來，我國燃油燃氣鍋爐不斷發展完善，與國外同類產品的差距逐漸縮小。由于發展經濟需要越來越多能源動力，傳統煤炭對環境造成的污染已經不堪重負，特別是在大力倡導節能減排低氮環保的新形、勢新要求下，燃油燃氣鍋爐的發展將贏得新的春天。

參考文獻

[1]林宗虎，徐通模.實用鍋爐手冊（第二版）[M].化學工業出版社，2009.

[2]燃油燃氣鍋爐房設計手冊編寫組.燃油燃氣鍋爐房設計手冊（第二版）[S].北京：機械工業出版社，2013.

[3]謝龍根，周仕明.燃油與燃氣工業鍋爐尾部節能器的設計和運行特點[J].工業鍋爐，2011（4）.