燃煤鍋爐改造為燃氣鍋爐的可行性技術研究

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。

關鍵詞：燃煤鍋爐；燃氣鍋爐；改造

保護環境、合理利用資源是人類生存和發展的基礎.隨著生態環境的日趨惡化，環境保護已受到世界各國的重視。環境污染的程度與能源的利用情況有著十分密切的關系。為了保護環境，我國在一部分大中型城市已開始限制燃煤鍋爐的使用，并要求現有的燃煤鍋爐逐步改燒燃氣。因為燃氣是一種優質、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境污染，提高能源利用率。

1燃氣鍋爐的優勢

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，并燃燒產生水和二氧化碳，相比于煤炭而言，天然氣燃燒后只會產生非常少量的S02，S03，NOX等有害物質。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，這樣就可以節省燃料運輸的費用，還能有效節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備，大大減少了相關的資金投資，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勢，例如系統啟動速度快、熱傳遞效果優秀、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，現有的引風機和送風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

（1） 拆除原燃煤鍋爐加煤系統、除塵器、除渣落灰裝置，保留原引風機、鼓風機，將省煤器后的排煙煙道直接與引風機入口管連接，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，燃燒器的選擇是關鍵的技術問題。目前，國內生產的燃氣鍋爐大都使用進口燃燒器，進口燃燒器質量較好，技術成熟，但是價格昂貴，是國產燃燒器的2～3倍，我們應加大國產燃燒器的研發力度，占領廣闊的燃燒器市場。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點：采用多嘴多噴孔的旋流混合燃燒方式，旋流、回流相結合，燃氣和空氣充分混合，燃燒徹底，火焰穩定，不脫火；通過伺服電機調節燃氣供給量，燃燒平穩，負荷平穩變動；引風機變頻控制，負荷匹配合理；采用多項安全監控措施，確保設備無故障運行。

3.2鍋爐本體

（1）對鍋爐進行校核性熱力計算，對鍋爐的水循環和煙風阻力進行校核，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生輻射，最大輻射系數只有0.4左右，如果不在爐膛內設置有效的二次輻射裝置，則輻射換熱量比燃煤鍋爐小，故應該改造鍋爐內部，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，并在此位置設置擋火墻，改變燃煤鍋爐爐膛形式，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，需進行風量調節，可在煙道上設置調節風板，保證合理的配風比例。燃氣易燃易爆，對于改造的燃氣鍋爐更應處理好防爆問題，因此，可在鍋爐爐膛上部兩側、對流受熱面（鍋爐管束）兩側及尾部煙道的頂部等處分別設置防爆門，并確保防爆面積不小于相關規定。

3.3燃氣鍋爐自控及檢測系統

燃氣鍋爐自控系統的現場儀表均應選用防爆型，鍋爐房內應增設可燃氣體報警裝置。改造后的鍋爐檢測、報警、調節控制系統應有足夠的靈敏度和快速反應能力，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。由于天然氣易燃易爆，在設計燃氣鍋爐自控系統時，一定要優先考慮系統的可靠性，將保護系統與檢測控制系統分開設置。在選用微機控制系統時可設后備手動操作和重要參數雙重指示等措施來提高控制和保護系統的可靠性。

在燃氣鍋爐上要裝設一些聯鎖裝置，以起到相應的控制作用：（1）引風機突然停止時，自動切斷送風和燃氣供應；（2）燃氣供應壓力低于規定值時自動切斷燃氣供應；（3）送風機突然停止時，自動切斷燃氣供應；（4）蒸汽鍋爐超壓、水位過高或過低時，自動切斷燃氣供應；（5）對于熱水鍋爐，當壓力降到發生汽化，或水溫升高超過了規定值，或水泵突然停止時，自動切斷燃氣供應；（6）須裝設可靠的點火程控裝置和熄火保護裝置。

4結束語

綜上所述，可以看出，適時的發展燃氣鍋爐，對于保護人類生存環境，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濟的。所以，適時發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研究.設備管理與維修，2018.11.134-135.

[2]秦少云.淺談燃煤鍋爐改燃氣鍋爐的具體措施.科技創新導報，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.科技創新導報，2017.14.17.45-47.

（作者單位：呼和浩特中燃城市燃氣發展有限公司）