针对燃油锅炉改造成燃气锅炉安全经济运行的探讨

阙小颖

【摘要】随着某市LNG天然气工程开始投入使用，国际燃油节节攀升，越来越多的燃油锅炉改装成燃天然气锅炉。不管是从经济效益还是社会效益上，燃气锅炉都比燃油锅炉具有绝对的优势[1]。但是在改造运行过程中，存在一些不安全和不经济因素，本文针对燃油锅炉改装成燃气锅炉的安全经济运行进行探讨。

【关键词】燃油锅炉；燃气锅炉；安全经济运行

1.背景

某市是LNG燃气工程的中转站，2009年开工至今，该市部分城镇已投入天然气使用。随着国际燃油节节攀升和相对经济的天然气资源，和迫于节能和环保的要求，越来越多企业的燃油锅炉都改装成燃气锅炉。改装后的锅炉虽然满足一定经济和环保的要求，但是由于中小企业缺乏相关燃气锅炉最大能效利用知识，造成不能最大利用余热，从而导致锅炉燃烧效率偏下，甚至不能达到预期的效果，同时燃气锅炉相对与燃煤、燃油锅炉，其防爆性要求非常高，尤其是天然气，天然气的爆炸极限为5%～15%，如果发生泄露极易产生爆炸，然而部分企业缺乏对燃气锅炉的专业知识，改装后的燃气锅炉又存在一些安全隐患，影响锅炉的安全经济运行。

2.锅炉的经济运行

燃油锅炉改装成燃气锅炉的目的是为了最大的减少生产成本，提高经济效益，但笔者在日常检验过程中，发现改装后的锅炉并没有达到预期的效益。从对工业锅炉的能效测试结果的统计分析可知，一般来说，在正常运行的燃气工业锅炉的各项热损失中，热损失最大的为排烟热损失q2，占了锅炉热损失的70％～80％，而气体未完全燃烧损失q3,散热损失q5,这两项只占热损失的20％～30％。现以某市企业一台型号为WNS4-1．25-Y锅炉为例，我们按照《工业锅炉能效测试评价规则》中锅炉运工况热效率测试方法进行测试，结果如下：

经过现场测试与分析，该改装燃气锅炉燃烧效率为82.46%，没有达到《锅炉节能技术监督管理规程》TSG G0002-2010的限定值效率90%要求。造成该锅炉效率不足的主要问题在与排烟热损失，然而造成排烟热损失较大的主要原因在于锅炉的排烟温度及过量空气系数超标。在多家受检的改装锅炉中，普遍存在以上问题，造成以上问题的主要原因在于：改装后的锅炉，没有严格按照燃气锅炉的操作规范进行操作，燃烧风量配比不正确；使用单位对改装后的锅炉能效利用认识不足，由于燃气锅炉尾部烟气露点温度较低，一般为50℃～70℃，腐蚀性气体含量很少，完全可以采用全冷凝式或半冷凝式回收尾部余热，但是大多锅炉均没有对尾部余热进行回收，直接排放。

通过现场分析，该锅炉可以进行能效优化，可以根据燃气成份进行调整风量配比，使过量空气系数控制在1.1以下，还可以进行锅炉尾部烟气全冷凝式或半冷凝式回收，控制排烟温度在100℃以下。从经济上来说，经过优化的锅炉，燃烧效率可达93.91%，效率提高11.45%，节能潜力较大，该锅炉每天燃气450立方，每天可以节省燃气51.53立方，每标准立方天然气5元，一年燃烧360天记，每年可以节省9.27万元，然而该企业改装锅炉费用不足3万元。虽然从单台锅炉来看节能效益不明显，但从国家长远发展战略来看，节能减排不仅惠及当代，更是功在千秋。

3.锅炉的安全运行

（1）司炉工对燃气锅炉安全意识比较薄弱。改装后的燃气锅炉，司炉工仍然沿用燃油锅炉的操作方法及工作经验，对燃气锅炉的操作规范和专业知识严重不足。如：部分司炉工不懂得天然气主要成分，天然气作为燃烧物质的锅炉房，必须做好天然气泄漏监测工作，而大部分企业都没有做到这一点；司炉工主要是根据企业负荷运行的需要，没有经过点火前或加火的检查便随意点火或升火，点火前应检查锅炉本体各部闸门是否开关正常，检查天然燃气压力是否正常，不宜过高或过低，打开给锅炉的供气阀门，烟道上的挡板必须全部开启，否则吹风清洗受影响，造成事故的隐患。因此，企业在锅炉改造完成后，应对锅炉操作人员和管理人员进行安全培训，并及时建立起燃气锅炉的操作规程和安全巡回检查制度。锅炉的使用应严格按照规定程序进行，在整个锅炉系统点火前应进行严格检查，排除炉内可能积存的燃气，防止爆炸发生。

（2）改装后的锅炉房不合理，空间过于窄小，通风量不足；燃气锅炉房内应至少有每小时不少于3次的换气量，换气量中不包括锅炉燃烧用气量，在正常使用状态下应有每小时不少于6次的换气量，在事故状态下要有每小时不少16于12次的换气量[2]。当自然通风不能满足要求时，应设置机械通风装置。以上均是为了保证排除各房间内空气中易燃易爆油气而规定设置的最小通风量。所以由于厂房的限制，锅炉房的空间不能扩大时，同时自然通风不能满足要求，应设置机械通风，已保证锅炉房的换气量。同时锅炉房，必须做好天然气泄漏监测工作，防止天然气泄露的事故发生[3]。

（3）改装后的锅炉仍然采用原有的燃油机头，有些燃烧机头过于老化，自动化程度不高，没有燃气高压控制器或反应不灵敏。当燃气压力过高时，锅炉会出现脱火现象，甚至在炉膛内发生爆炸，因此燃烧器必须在设计的燃气压力下运行，超高或过低均应启动切断装置。

（4）锅炉运行期间，应确保各项安全保护装置灵敏可靠。如：高低水位报警；低水位自动进水；锅筒超压联锁装置；点火与熄火保护装置等。锅炉运行期间，应定期进行安全保护装置功能试验，然而笔者在检验过程中，有部分司炉工不会进行功能试验，甚至不懂这些安全保护装置的重要性。

（5）燃气锅炉相对与燃煤、燃油锅炉，其防爆性要求非常高，尤其是天然气，天然气的爆炸极限为5%～15%，如果发生泄露极易产生爆炸，可燃混合气体在密闭容积内爆炸时，所产生压力，对于不同的燃气大约为0.75Mpa-1.65MPa。因此改装后的燃气锅炉应该配备针对天然气燃烧的合格防爆门。但是绝大多数的使用单位均忽视这一点，大多改装后的燃气锅炉仍然采用原有燃油锅炉，并且已经使用很久的防爆门，更有老式的燃油锅炉没有设置防爆门。所以燃油锅炉改烧燃气后必须安装合适的防爆门，防爆门面积按炉膛和烟道的容积选取并应符合有关规定，一般取0.025m2／m3，防爆门应安装在容易泄爆的地方，炉膛、烟道尤其是在烟道中难以避免的死角、转弯处、闷顶等易于聚集可燃气体的停滞区都是最容易发生爆炸的部位，因此，防爆门通常安装在燃气锅炉的炉膛和烟道以及其他易受到锅炉爆炸时产生的压力波冲击的部位，一旦这些部位发生可燃气体的爆炸由防爆门泄压，防止锅炉本体受损、炉墙倒塌，防止人员伤亡。

4.结束语

我们知道不管是从经济效益还是社会效益上，燃气锅炉都比燃煤、燃油锅炉具有绝对的优势[4]。我国是资源消耗大国，可持续发展、保护自然环境是整个社会的共识，燃气锅炉采用的天然气作为最清洁的能源，产生的污染最少，能源利用率高。因此，燃气锅炉的推广应用必是大势所趋，其具有着广阔的发展空间。但是在最求各种效益的同时，必须充分了解改装后的锅炉属性，发挥效率最大化，要不就会适得其反，不能真正的发挥它的节能效益；同时改装后的燃气锅炉，必须采取相应的安全措施，确保锅炉安全运行。因此，为保证燃气锅炉安全运行，我们可以采取相应的措施。如在燃气锅炉上采用先进的计算机控制系统，由于社会上管理水平、司炉工素质参差不齐的状况下，众多的改装燃气锅炉分散于城区，存在诸多安全隐患。因此，我们应当吸取近年来小煤窑、烟花厂分散管理、事故频发、伤亡惨重的教训，对燃气锅炉的安全运行给予足够的重视，防范事故的发生，维护社会的经济发展。[科]

【参考文献】

［１］王洪玉.浅谈燃气锅炉的优越性和应用前景[J].科学实践.

［２］燃油燃气锅炉房设计手册编写组[M].北京：机械工业出版社.

［３］李睿，刘建海．浅析燃气锅炉房通风量的计算[J]．输配与应用，2011(2).

［４］李迎建，李群．燃天然气和燃油锅炉热效率及供热成本分析[J]．石油与天然气化工，2003(1).