對燃煤鍋爐改燃氣燃油鍋爐的幾點看法

　　爐膛長度爐膛寬度1前言上海市政府為了進步改善上海市的環境，在199年實事計劃中提出，上海環線內500臺燃煤鍋爐將改燃清潔燃料油或氣，基于各企業的實際經濟條件，有相當部分的企業正考慮在原有的燃煤鍋爐上改為燃油或燃氣鍋爐。由于鍋爐是種在高溫高壓狀態下運行的特種設備，因此，對于燃煤鍋爐改燃氣燃油鍋爐必須謹慎行事，否則將會帶來嚴重的不安全因素。本文從經濟性安全性和鍋爐改造的注意事項等幾個方面對型及小型鍋殼式燃煤鍋爐在受壓元件不改動的前提下改燃氣燃油鍋爐談幾點看法。

　　2燃煤鍋爐和燃氣燃油鍋爐的特性差異由于煤和油氣有性質上的不同，因此在工業鍋爐上，燃煤鍋爐和燃氣燃油鍋爐特性存在很大的差異。

　　2.1燃燒方式由于燃燒狀態不同，決定了燃燒方式的不同。燃煤鍋爐采用層燃燃燒，而燃油燃氣鍋爐采用室燃燃燒。層燃燃燒，即燃料煤在個寬大的支承面上進行并完成燃燒，其燃燒特性1.

　　爐排長度爐播寬度成燃燒。火炬的直徑和火炬長度征其燃燒特性，如收稿日期200104202.2通風方式國內的燃煤鍋爐絕大多數的通風方式均采用平衡通風，或稱負壓通風。其燃燒過程是由鼓風機和引風機共同完成的。因為煤固體燃料的燃燒特性以及顆粒度的不均勻性，在燃燒過程中，需要較大的空氣量，而且由于爐墻煙道的漏風，使實際運行煙氣出口處常的工業燃油氣鍋爐般采用內燃結構微正壓通風，其燃燒過程和燃燒產物的排出是由送風機完成的。液體和氣體燃料因其燃燒特性，使得空氣能較好地與燃料進行預混，微正壓燃燒沒有爐墻煙道1.21.3，甚至最低可達1.12左右。

　　2.3燃料的易爆性油氣燃料的易爆性與其爆炸濃度的界限有關。在爆炸濃度的界限內，遇到明火就會發生爆炸，所以爆炸濃度的界限越寬，爆炸危險越大。1為幾種主要物質的爆炸濃度的界限爆炸上下限均為其在與空氣組成的混合氣體中所占體積的百分數。

　　2.4鍋爐的熱慣性由于燃燒方式不同，對于層燃爐而言，緊急停爐后，即使停止輸送燃料，爐膛內仍存在著大量未燃盡力繼續升高，危及鍋爐的安全運行；而對燃油氣鍋爐，旦緊急停爐，不但完全切斷了輸送燃料，且爐內無未燃盡的燃料存在，所以它比較安全。

　　名稱爆炸濃度下限，爆炸濃度上限，甲烷乙烷乙炔氫氣氧化碳天然氣汽油煤油大慶原油2.5鍋爐的自動控制層燃鍋爐，由于燃料特性變化和燃燒特點的限制，特別是受到熱慣性的影響，而導致負荷調節滯后，且隨著容量的增大而滯后延長。要做到鍋爐運行的自動控制很困難，特別是對于負荷變動頻繁，負荷變化大燃油氣鍋爐，因其燃料的燃燒性基本相似，熱慣性的影響很小，同此，較容易達到自動化控制。

　　鍋爐改造過程中的安全問3.1煙風系統微正壓運行鍋爐改造首先遇到的是通風方式的選擇。由于目前中小型燃油氣鍋爐普遍采用單獨送風的微正壓運行方式，而且絕大多數的燃燒器控制系統是按照單獨送風的微正壓運行方式設計的，所以，單獨送風的微正壓運行方式往往作為首選方式被采用。

　　原有的燃煤工業鍋爐，特別是+型及相似的快裝組裝鍋爐，它們的爐膛是由水冷壁組成，磚墻單薄，保溫簡單，爐膛的密封性和承壓能力均差，改為燃油氣鍋爐后，在正常的運行中，由于爐膛內處于微正壓運行狀態，有可能引起高溫煙氣外泄，而產生不安全因素。此外，旦鍋爐出現故障，還會引起可燃氣體外泄這對燃氣鍋爐尤為嚴重導致更大的事故。極為嚴重的是，爐膛的爐墻已無法承受由于爆炸而產生的強大的壓力，造成破壞性的后果。因此，在鍋爐改造中應認真考慮爐墻密封性和外護板的足夠強度，尤其是應設置可靠的防爆裝置。

　　微負壓運行當采取微負壓運行時，鍋爐的控制要根據負壓送風的特性進行設計。由于原有的爐膛結構的限制，爐膛容積偏大，存在燃燒死角，所以應考慮延長燃燒運行時的前后吹掃時間，避免爐膛內殘存可燃氣體引起不安全因素。為了提高鍋爐的運行熱效率，也應重視爐墻密封性。

　　3.2通風裝置改造后的鍋爐，由于燃燒方式的改變，使整個鍋爐系統的風量風壓發生變化后面將提及，因此，原有的設備通風裝置往往已不適用。此外，鍋爐改造選用的燃燒器都是定型產品，如相應容量的燃燒器送風系統不能提供整個鍋爐系統足夠的壓頭，就需要增加引風機裝置，即鼓風引風的送風方式。現有的燃油鍋爐系統控制設計都立足于鼓風送風的基礎上進行制，特別是鍋爐啟動前和停爐后的吹掃階段，可能由于引風機風門的關閉，而不能達到預期的效果，帶來不安全因素，對于燃氣鍋爐更需關注這問。

　　鍋爐改造的經濟性分析此處的經濟分析，作者以鍋殼式的燃油燃氣鍋爐進行比較。

　　4.1爐膛換熱目前國內采用的燃燒器設備，除少部分燃燒重油火炬相對燃燒輕油的燃燒器噴出的火炬長度較長，油粒子粒度的均勻度較差，油粒燃燒時間較長。要取得最佳的燃燒效果，就應有相適應的爐膛結構。由前述燃燒方式的解析可知，當以層燃爐的爐膛燃燒油或氣時，其爐膛結構偏大，長度偏短，且形狀不規則，溫度場沿爐膛的長度寬度高度形成截然不同的形態，2.

　　在層燃爐膛懸浮燃燒，其爐膛的寬度方向有個明顯峰值，即燃燒器的布置位置，爐膛寬度越大，溫度分布越不均勻；沿長度方向相對溫度曲線比較平坦，這是燃燒火炬而導致的。沿高度方向的溫度分布完全取決于燃燒器的布置位置。由于+型鍋爐其爐膛高度較低，特別是4你以下的鍋爐，很多改造的方案將燃燒器布置的位置與爐膛出口窗幾乎處于同水平面。

　　綜合上述因素，造成爐膛內火焰充滿度差，容易形成死角，高溫煙氣在爐膛停留時間短，單位受熱面4.2對流換熱在燃煤鍋爐的設計中，對流管束的煙氣流速般設計在182267，這主要考慮到避免過大的煙管磨損及阻力損失，又能取得較大的放熱系數，有較好的換熱效果。在改燃油或燃氣鍋爐以后，相同容量的煙氣量較燃煤的煙氣量要少得多，可為原煙氣量的54.87左右按標準狀態計算。按相同的溫差折算，此時的煙氣流速約為9.8712.0667.由于對流放熱系數是煙速的函數！=，在相同條件下，對流放熱系數將減少為原來的61.84.在換熱公式，中，傳熱系數！由于輻射放熱系數！=遠小于對流放熱系數此處為了便于述，將輻射放熱系數略去。因此，在假設其它條件不變的基礎上，由于煙氣量的減少，而引起換熱效果下降3540.4.3散熱損失導熱傳熱公式，=0其中，為面積，為傳導系數，為壁面溫度與環境溫度的差值。由于改造鍋爐的面較原設計的燃油氣鍋爐大得多此處與常用的鍋殼式燃油氣爐比較。特別是改造后比原設計燃油氣鍋爐嚴重得多。

　　由于上述的原因，在燃煤鍋爐改造成燃油氣鍋爐后，雖然較原燃煤鍋爐而言，能大幅度提高鍋爐的熱效率，但與原設計的燃油氣鍋爐比較，很難保證達到相同的熱效率。也就是說，難以達到與原設計的燃油氣鍋爐相同的運行成本。

　　4.4送風系統部分用戶為了進步提高鍋爐的熱效率，在鍋爐改造時要求保留原有的省煤器部分，但需要引起注意當采用省煤器后，現行的燃燒器的鼓風機壓頭可能無法滿足整個系統的阻力損失，因此需要重新配置。由于原有的引風機的風量風壓過大，根本無法使用，需要重新更新引風機，這樣與新設計的燃油氣鍋爐相比，機組的運行成本增加，運行效率下降。

　　若要避免前面所述的問，達到鍋爐的全自動控制，需要進行新的鍋爐控制系統的設計，并增加鍋爐改造成本費用。

　　鍋爐改造注意事項當用戶需要進行鍋爐改造時，應慎重考慮，嚴格按照國家的法令法規進行。建議對以下事項予以關注原有的鍋爐使用期限，若運行時間較長，應考慮預期壽命問；改造的鍋爐應無嚴重缺陷和未發生過重大事故；選擇合適的燃燒器型式及合理的布置位置，防止由于燃燒器布置不合理，使爐膛出口煙氣溫度過高；無論采用何種送風方式，鍋爐外殼須采用全封閉結構，并應有足夠的抗爆強度，特別是微正壓燃燒系統，更要引起重視；應進行必要的煙風阻力計算，并選擇合理的鼓引風機；合理地設置防爆裝置。

　　污系統鍋爐的單位，認為連續排污也是將鍋水的鹽分泥垢排掉，完全可以減少或取代排污閥的正常排污。實際上面排污系統正常工作時，只是將鍋水上部面的部分鹽分泡沫及浮在面的泥垢，通過排污管長期連續不斷地排掉，防止出現汽水共騰現象。

　　由于系統是長開狀態，排出的鍋水是少量的，鍋內的大多數鹽分和泥垢都沉淀在鍋筒低部或者過熱的煙管上。如果不正常化驗，掌握鍋水堿度，做到隨時排污使堿度降到規定值，就可能產生嚴重后果。

　　6不重視除氧。有些單位對于鍋爐給水含氧問沒有引起重視，特別是水循環量比較大的熱水鍋爐，認為給水含氧不會造成危害，但在實際運行過程中，沒有經過除氧的給水中含有大量的溶解氧，在進入鍋爐后受到高溫高壓而析出，吸附在金屬的面上使鍋爐受壓金屬元件出現潰瘍型腐蝕坑，這種腐蝕對金屬構件的強度破壞十分嚴重，導致鍋爐報廢的事故經常出現。15761996規定額定蒸發量大于61的蒸汽鍋爐應除氧，同樣額定功率大于等于4.234的熱水鍋爐也應除氧，從而避免出現事故。