燃氣鍋爐低氮改進面臨的困境與檢驗重點研究

李守恒，戚海洋

（菏澤市產品檢驗檢測研究院，山東 菏澤 274000）

隨著現代社會經濟的不斷發展，人們的生活品質得到了極大改善，對生活環境的要求越來越高，而氮氧化物是PM2.5產生的主要物質，加強對氮氧化物排放的治理有助于凈化環境，保證城市環境的生態可持續發展。早在2016年，北京就積極開展燃氣鍋爐低氮改進工作，使得燃氣鍋爐工作中氮氧化物排放量進一步降低，從而有效抑制氮氧化物再次轉化成PM2.5。在該次燃氣鍋爐低氮改進工作中，主要是將原有的燃燒器更換為低氮燃燒器，增加對廢氣的二次循環利用，同時，針對一些年代久遠的燃氣鍋爐，則直接更換為全新的燃氣鍋爐，很好地降低了燃氣鍋爐產生的氮氧化物。2017年，北京出臺了燃氣鍋爐排放限值等一系列規定，其中要求新構建的燃氣鍋爐要求達到30mg/m3的排放標準，對已經在使用的燃氣鍋爐執行80mg/m3的排放標準。新出臺的排放標準已經與國際社會相接軌，并且與排放最嚴格的美國南加州鍋爐排放標準大體相當。現階段，北京地區完成的燃氣鍋爐低氮改進已經達到了上萬蒸噸，然而，在實際開展改進工作中，也面臨了一定的問題，導致燃氣鍋爐生產過程中存在安全隱患。

1 燃氣鍋爐低氮改進面臨的困境

（1）燃燒器型號和燃燒器型式試驗證書不一致。鍋爐燃燒器需要獲得國家質量監督檢驗總局頒發的型式試驗證書，通過嚴格的試驗，合格后才能夠正式應用到生產環節中，同時，要每隔4年進行一次抽檢。在實際進行燃氣鍋爐低氮改進工作中時，燃燒器和燃燒器型式試驗證書不一致的現象較為普遍，具體如下。

一些單位在進行燃氣鍋爐低氮改進工作時，盡管更換的燃燒器型號和型式試驗證書型號是相同系列，但是，仔細分析后可以看出，型式試驗證書型號并沒有包含該燃燒器型號。如圖1所示為某個單位更換的新燃燒器型號為VG5.950DP，同時，這個單位具有燃燒器的型式試驗證書型號為VG5.950，該證書所包含的燃燒器型號如表1所示，由此可以看出，該單位改進的燃燒器型號并不在型式試驗證書型號范疇內。

圖1 某單位更換的新燃燒器型號

表1 VG5.950型式試驗證書包含的燃燒器型號

（2）在原燃氣鍋爐上直接安裝廢氣再循環管導致燃燒不穩定。在原有燃氣鍋爐設備基礎上直接安裝廢氣再循環管是常見的低氮改進方法，這種方法根據燃氣鍋爐大小不同也有較大區別。具體來說，針對一些小型燃燒器，工作人員往往直接在廢氣尾部地方額外增加一個煙道，將廢氣引入燃燒器進風口位置，并利用風門來調整廢氣的進入量，使其與空氣初步混合后進入燃燒器。針對一些大型的燃燒器，通常是將尾部廢氣直接導入鍋爐風道中，如圖2所示。這種改造的總體思路是將尾部廢氣再次引入燃燒器中進行二次燃燒，盡管這種方法比較簡單、易操作，然而，這種改進方法無法有效控制廢氣再循環接入點，容易使廢氣冷凝水進入鍋爐中，從而造成燃燒器損壞。此外，當廢氣再循環比例控制不合理時，還會造成燃燒過程不充分、不穩定。

圖2 廢氣再循環管導入到風道

（3）更換的燃燒器與原安裝尺寸不相同。在進行燃氣鍋爐低氮改進工作中，許多更換的新燃燒器安裝尺寸與原有安裝尺寸不相符，一般來說，新更換的燃燒器尺寸均要小于原有安裝孔大小。為了解決這樣的問題，許多安裝單位選擇在原有安裝孔位與新燃燒器之間增加一個轉接管，如圖3所示，然而，這種新增的配件沒有進行科學的設計以及嚴格的檢驗，無法確保其使用的安全性與有效性。

圖3 新燃燒器接口和原安裝孔位不相同

2 燃氣鍋爐低氮改進后檢驗重點

（1）重點核查燃燒器型號與關鍵配件的匹配程度。燃燒器型式試驗要由獲得國家質量監督檢驗總局核準的相當單位進行。因為我國燃氣鍋爐低氮改進工作時間較為倉促，導致許多改進后的燃氣鍋爐還沒有及時進行型式試驗。一些單位更換新的燃燒器型號與原有型式試驗證書型號不相符，要再次進行型式試驗，在獲得合格的型式試驗證書后才能夠投入生產。當燃燒器的一些關鍵配件出現更換后，燃燒器生產企業要將更改詳細遞交給原型式試驗單位，如果更改的關鍵部件對燃燒器的工作安全產生影響，還需要再次開展型式試驗。

（2）注意對更換的燃燒器與原燃氣鍋爐安裝尺寸匹配情況進行檢查?，F階段，我國針對燃氣鍋爐爐膛結構中的爐膽直徑以及長度都進行了明確的規定，由于不同燃氣鍋爐的爐膛形狀以及大小均不相同，所以在進行低氮改進時，需要注意到有些燃氣鍋爐并不能夠通過簡單的更換燃燒器實現低氮改造。通常來說，更換新的鍋爐燃燒器應當要由生產企業進行選配；在無法通過生產單位進行選配時，使用單位可以根據安裝相關規定進行燃燒器型號選擇，同時，保證選擇的燃燒器型號能夠滿足原燃氣鍋爐的各項參數要求。鍋爐安裝監管部門要對更換好的燃氣鍋爐進行檢查，進一步確認安裝的新燃燒器滿足鍋爐生產單位的技術要求。

3 結語

綜上所述，氮氧化物不僅會對環境產生重大危害，而且在二次轉化后會產生PM2.5，因此降低燃氣鍋爐氮氧化物排放十分重要。在完成燃氣鍋爐低氮改進工作后，要重點檢驗燃燒器型號與關鍵配件的匹配程度、燃燒器與鍋爐安裝尺寸問題，確保燃氣鍋爐能夠安全穩定運行。