燃煤鍋爐改燒燃氣的探討

　隨著生活水平的不斷提高，人們對環(huán)境質(zhì)量的要求也日益提高，因此控制污染源、改善城市環(huán)境質(zhì)量已被國家環(huán)保部門列為城市環(huán)境治理工作的重點，燃煤鍋爐改燒燃氣就是治理燃燒污染的方向之一。近兩年北京、上海、南京、濟南、青島等大中城市相繼下達了年度內(nèi)必須砍掉一定數(shù)量中小型燃煤鍋爐的計劃，燃煤鍋爐如何更經(jīng)濟有效地改造成燃氣鍋爐就成了亟待解決的問題。

　　1鍋爐改裝3）的燃煤蒸汽鍋爐、一臺lt/h（DZL1―0.69―All）燃煤蒸汽鍋爐和一臺1.4MW的立式燃煤熱水鍋爐進行了改燒燃氣的技術(shù)改造。以下對改裝的有關(guān)問題進行討論。

　　1.1燃煤鍋爐改燒燃氣的可行性并非所有燃煤鍋爐都有改裝價值，要通過經(jīng)濟分析后作出決定。經(jīng)濟分析首先要對燃煤鍋爐的熱效率進行檢測，對剩余使用壽命進行評估，然后對鍋爐的改裝費用和改裝后鍋爐熱效率及使用壽命進行分析評估，將其運行成本與新購燃氣鍋爐的運行成本作對比，判定燃煤鍋爐是否有改裝價值。當(dāng)改燒燃氣后鍋爐熱效率不小于國家規(guī)定的82%考慮貼現(xiàn)率及折舊后，投資小于新上燃氣鍋爐方有改裝價值。對資金緊缺，無力購買燃氣鍋爐的用戶，是一種可取的方案。

　　燃煤鍋爐的爐膛改燒燃氣是可行的。煤的燃燒為多相反應(yīng)，而燃氣燃燒是均相反應(yīng)，相同發(fā)熱量的煤與燃氣的燃盡時間不同。煤的燃盡時間長，因而出力相同的燃煤和燃氣鍋爐的爐膛容積則是前者大于后者。燃煤鍋爐的爐膛容積熱強度一般是燃氣鍋爐的1/3 ~1/4由此可見燃煤鍋爐改燒燃氣其爐膛能滿足燃氣的正常燃燒。此外，對各種燃料而言，其單位發(fā)熱量燃收穡日期：⑴00MB燒所需的理論空氣量基本相同。燃煤鍋爐爐膛過剩空氣系數(shù)為1. 3~1.5，而燃氣鍋爐則為1.05~1.1，可知燃氣燃燒產(chǎn)生的煙氣量遠小于煤燃燒產(chǎn)生的煙氣量。燃煤鍋爐改燒燃氣后，其鼓風(fēng)機、引風(fēng)機富裕15%~60%的能力，因此改裝鍋爐時可保留原有的鼓風(fēng)機和引風(fēng)機。

　　1.2燃氣燃燒器的選擇與布置由于燃燒器的種類、布置和調(diào)節(jié)可影響鍋爐工作的可靠性和經(jīng)濟性，故應(yīng)重視這一問題。

　　對各種燃氣而言均可采用鼓風(fēng)式燃燒器，條件允許時盡可能選用。該種燃燒器結(jié)構(gòu)緊湊，熱流量調(diào)節(jié)系數(shù)大于5，燃燒穩(wěn)定；易實現(xiàn)自動化控制。臥式鍋爐燃用焦爐煤氣時，可采用機械引風(fēng)縫隙式爐床燃燒器（屬擴散式）出力在1t/h以下（含1t/h）的立式鍋爐，當(dāng)使用焦爐煤氣時可采用自然引風(fēng)的擴散式燃燒器。這種燃燒器不適于燃用天然氣或液化石油氣，因其易結(jié)炭和不完全燃燒。對出力小的燃氣鍋爐亦可采用大氣式燃燒器，出力大的鍋爐不宜使用，因為其體積大、笨重、噪聲大。

　　燃燒器布置要合理，使火焰處于爐膛中心，火焰不能直接沖刷水冷壁、爐壁和鍋筒。另外火焰具有一定長度以使爐內(nèi)火焰充滿度良好。

　　1.3重視安全技術(shù)改裝鍋爐要遵守勞動部頒發(fā)的蒸汽鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程和熱水鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程中的有關(guān)規(guī)定。在燃氣鍋爐上要裝設(shè)以下聯(lián)鎖裝置：（1）引風(fēng)機突停時，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)機突停時自動切斷燃氣供應(yīng)；（4）對蒸汽鍋爐超壓、水位過高過低時，自動切斷燃氣供應(yīng)；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)定值或水泵突停時，自動切斷燃氣供應(yīng)；（5）須裝設(shè)可靠的點火程控裝置和熄火保護裝置。我們改裝時，點火的程控由PC實現(xiàn)，火焰監(jiān)測采用紫外線光敏監(jiān)測器，采用聲光報警系統(tǒng)。

　　2新型燃氣燃燒器設(shè)計―0.69―A11）改裝時，根據(jù)其運行特點，設(shè)計了一新型燃燒器，現(xiàn)簡介如下：這種燃燒器的使用條件是爐膛處于負壓運行。改胃裝的鍋爐燒沼氣，同時考慮由于冬季沼氣產(chǎn)量不足尚須同時燃煤，要保留燃煤功能，因此未改動爐排，在爐排上鋪一層煤作底火。爐膛壓力不小于一8Pa.鑒于這種情況設(shè)計了一種擴散一大氣式復(fù)合型的燃燒器。結(jié)構(gòu)如所示。其基本構(gòu)成為套管式，燃氣在外管流動，一次空氣藉助爐膛負壓由內(nèi)管吸入爐內(nèi)。在空氣管前端沿管周打一排小孔，部分燃氣通過小孔流入空氣管內(nèi)與一次空氣混合在爐內(nèi)燃燒。大部分燃氣在燃燒器前端與一次空氣混合在爐內(nèi)燃燒。二次空氣由爐排進入爐內(nèi)參與燃燒。燃燒器運行一段時間后，由于爐排上煤火輻射作輳其頭部被燒壞。為解決這！問題，在不。改換燃燒器材質(zhì)的條件下增加了冷卻水套，如所示。通過兩年多的觀察，燃燒器運行良好，工作穩(wěn)定。

　　設(shè)計這種燃燒器的基本思想是：將燃氣分成細流以增大其與空氣的接觸面；燃氣與空氣在頭部互成一定角度流出；燃氣和空氣的流速有一定的差值。此外我們利用鼓風(fēng)式燃燒器的結(jié)構(gòu)緊湊、燃燒穩(wěn)定的優(yōu)點和大氣式燃燒器不用機械送風(fēng)的特點，設(shè)計出上述燃燒器。通過實際運行情況觀察，此燃燒器有以下特點：（1）與熱流量相同的大氣式燃燒器相比，其結(jié)構(gòu)緊湊；（2）熱流量調(diào)節(jié)范圍大；（3）要求的燃氣壓力較低；（4）不需要鼓風(fēng)設(shè)備；（5）燃燒穩(wěn)定性好；（6）運行時無噪聲。其不足之處是使用范圍受限，不能用于微正壓燃燒的鍋爐上。

　　3改裝中應(yīng)注意的問題注意防爆問題。燃氣與空氣混合，濃度在一定范圍之內(nèi)遇明火會發(fā)生爆炸。故改裝后的鍋爐房所用電器須更換防爆電器和防爆照明設(shè)備。鍋爐房內(nèi)安設(shè)燃氣泄漏報警系統(tǒng)。在鍋爐本體上要裝設(shè)防爆門，防爆門不能布置在操作地點。要考慮爆炸時由防爆門沖出的煙氣和火焰不能傷害操作人員。

　　盡可能少用燃燒器，一般不超過兩個。燃燒器的布置受制于爐膛形狀、尺寸。燃燒器個數(shù)不宜多，否則有可能使相鄰燃燒器的火焰互相干擾，特別是會降低熄火保爐裝置光敏監(jiān)測器工作的可靠性，易出爆炸事故。燃燒器個數(shù)多則調(diào)節(jié)的對象就多，使自控系統(tǒng)復(fù)雜。

　　控制爐內(nèi)負壓值。由燃煤鍋爐改燒燃氣，基本上都保留了原有的引風(fēng)機，故爐內(nèi)處于負壓運行。但負壓值不可太大，否則會破壞燃燒器的燃燒穩(wěn)定性，出現(xiàn)脫火甚至導(dǎo)致爐內(nèi)爆炸；另外亦會增加空氣吸入量，使排煙熱損失增加。一般將爐內(nèi)負壓保持在一8