燃煤锅炉改造为燃气锅炉的可行性技术研究

摘要：介绍了燃煤锅炉与燃气锅炉的差别，就如何确定燃煤锅炉改为燃气锅炉具有可行性进行了论述，阐述了改燃煤锅炉为燃气锅炉的基本原则及改造的具体方法与措施。

关键词：燃煤锅炉；燃气锅炉；改造

保护环境、合理利用资源是人类生存和发展的基础.随着生态环境的日趋恶化，环境保护已受到世界各国的重视。环境污染的程度与能源的利用情况有着十分密切的关系。为了保护环境，我国在一部分大中型城市已开始限制燃煤锅炉的使用，并要求现有的燃煤锅炉逐步改烧燃气。因为燃气是一种优质、高效、清洁的气体燃料用燃气取代煤作为锅炉的燃料可以减轻环境污染，提高能源利用率。

1燃气锅炉的优势

天然气由甲烷气体和其他少量的非烃类气体组成，其中甲烷气体是天然气最主要的成分，通常情况下不含灰分和水分。通过充分的燃烧，天然气可以放出大量的热，并燃烧产生水和二氧化碳，相比于煤炭而言，天然气燃烧后只会产生非常少量的S02，S03，NOX等有害物质。不同于燃煤锅炉的是，燃气锅炉不需要大量的场地来储存燃料，这样就可以节省燃料运输的费用，还能有效节省运输中需要的劳动力和场地，减小工人的相对工作强度[1]。同时使用燃气锅炉，不需要例如上煤机、除渣机等大量的附加设备，大大减少了相关的资金投资，有效地降低运行维护成本。相较于燃煤锅炉，燃气锅炉有着巨大优势，例如系统启动速度快、热传递效果优秀、热辐射能力强、排放的废烟温度更低，热效率显著提升。

2技术可行性研究

（1）通过热力计算，锅炉原来各受热面布置比较合理，可以满足锅炉改造后的要求。（2）改为燃气后锅炉的效率较燃煤有所提高，但排烟温度有所下降，这可能会造成尾部受热面的低温腐蚀，对尾部受热面进行必要的防腐处理，就可大大降低低温腐蚀的危害。（3）在锅筒标高、梁和柱距基本不变，炉膛不做大改动的情况下，由于燃气比燃煤的热强度高得多，必须适当增加受热面积。因此将冷灰斗降低1.5m，使燃烧更加充分，这样可以缩短工期并降低改造费用。（4）改造成燃气锅炉后，现有的引风机和送风机基本上能满足锅炉最大出力时的需要，原配麻石水膜除尘器也有增大负荷的能力，均不做更换，以降低总体改造费用。

3锅炉改造的具体方法与措施

3.1燃烧系统

（1） 拆除原燃煤锅炉加煤系统、除尘器、除渣落灰装置，保留原引风机、鼓风机，将省煤器后的排烟烟道直接与引风机入口管连接，将原除尘器烟气进出口的烟道隔断并封焊。（2）燃煤锅炉改为燃气锅炉时，燃烧器的选择是关键的技术问题。目前，国内生产的燃气锅炉大都使用进口燃烧器，进口燃烧器质量较好，技术成熟，但是价格昂贵，是国产燃烧器的2～3倍，我们应加大国产燃烧器的研发力度，占领广阔的燃烧器市场。我公司在改造中采用的LN型大功率燃烧器就是我公司和欧洲及亚洲的主要工业燃烧器厂家合作研制的一种新型燃气燃烧器。该燃烧器具有以下优点：采用多嘴多喷孔的旋流混合燃烧方式，旋流、回流相结合，燃气和空气充分混合，燃烧彻底，火焰稳定，不脱火；通过伺服电机调节燃气供给量，燃烧平稳，负荷平稳变动；引风机变频控制，负荷匹配合理；采用多项安全监控措施，确保设备无故障运行。

3.2锅炉本体

（1）对锅炉进行校核性热力计算，对锅炉的水循环和烟风阻力进行校核，并采取必要的防腐措施。（2）燃煤锅炉改烧燃气后燃烧产生的烟气没有飞灰等固体辐射物，仅靠烟气中的三原子气体产生辐射，最大辐射系数只有0.4左右，如果不在炉膛内设置有效的二次辐射装置，则辐射换热量比燃煤锅炉小，故应该改造锅炉内部，增加辐射换热面。拆除上煤斗，将链条炉排抽出后，改造前拱及所在前墙以适于自动燃烧器的安装；用保温材料填充原燃煤锅炉炉排风室，表面覆盖耐火材料，形成炉膛的炉底，改造成为二次辐射面；拆除后拱在炉膛的伸出部分，并在此位置设置挡火墙，改变燃煤锅炉炉膛形式，以适于气体燃料的燃烧，增强火焰对炉膛受热面的辐射。（3）加强炉墙、烟道特别是炉膛部位的炉墙，使加强后的炉墙具有一定的强度和密封性，以适合天然气燃烧的要求。（4）将省煤器打开，清理省煤器管，主要是将省煤器翅片侧清理干净，增强换热效果。（5）为保证锅炉在各种负荷下运行，需进行风量调节，可在烟道上设置调节风板，保证合理的配风比例。燃气易燃易爆，对于改造的燃气锅炉更应处理好防爆问题，因此，可在锅炉炉膛上部两侧、对流受热面（锅炉管束）两侧及尾部烟道的顶部等处分别设置防爆门，并确保防爆面积不小于相关规定。

3.3燃气锅炉自控及检测系统

燃气锅炉自控系统的现场仪表均应选用防爆型，锅炉房内应增设可燃气体报警装置。改造后的锅炉检测、报警、调节控制系统应有足够的灵敏度和快速反应能力，以保证燃烧器从点火到正常燃烧这一热功率急剧变化阶段中，炉膛负压能够维持在一个合理的范围内。由于天然气易燃易爆，在设计燃气锅炉自控系统时，一定要优先考虑系统的可靠性，将保护系统与检测控制系统分开设置。在选用微机控制系统时可设后备手动操作和重要参数双重指示等措施来提高控制和保护系统的可靠性。

在燃气锅炉上要装设一些联锁装置，以起到相应的控制作用：（1）引风机突然停止时，自动切断送风和燃气供应；（2）燃气供应压力低于规定值时自动切断燃气供应；（3）送风机突然停止时，自动切断燃气供应；（4）蒸汽锅炉超压、水位过高或过低时，自动切断燃气供应；（5）对于热水锅炉，当压力降到发生汽化，或水温升高超过了规定值，或水泵突然停止时，自动切断燃气供应；（6）须装设可靠的点火程控装置和熄火保护装置。

4结束语

综上所述，可以看出，适时的发展燃气锅炉，对于保护人类生存环境，解决锅炉烟尘对大气污染具有决定性作用。天然气作为锅炉燃料在输送、控制、使用等方面是其它燃料所无法比拟的，其使用成本也是比较经济的。所以，适时发展燃气锅炉是很有前景的。

参考文献：

[1]張小康，董洁.燃煤锅炉改造为燃气锅炉的可行性技术研究.设备管理与维修，2018.11.134-135.

[2]秦少云.浅谈燃煤锅炉改燃气锅炉的具体措施.科技创新导报，2017.14.20.73-74.

[3]秦少云.燃煤锅炉改燃气锅炉的必要性及要点分析.科技创新导报，2017.14.17.45-47.

（作者单位：呼和浩特中燃城市燃气发展有限公司）

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