常见燃煤锅炉改燃气锅炉的方法与注意点

霍华亮

摘要：在日益严重的环保压力下，燃煤锅炉进行燃气改造成为这一行业的热点，本文从常见的链条锅炉着手，分析锅炉燃气改造的主要思路及需要注意的问题，希望有助于实际改造工作。

关键词：锅炉；燃煤锅炉改燃气；燃气燃烧器

锅炉是重要的能源转换设备，是现代工业中重要的热能供应设备，从传统重工业到众多的各类加工业，可以说延伸到生产和生活中的方方面面，但同时它也是能源消费大户和重要的大气污染源。

我国能源构成主要是以煤为主，这种燃料供给特点也形成了锅炉主要以燃煤为主，其他燃料为辅的特点。随着科学技术的发展，现阶段大型的电站锅炉的蒸发量和参数越来越高，与之相适应的运营管理和环保水平同发达国家相接近；而燃煤中小工业锅炉由于其使用的特点，一直以来还维持着保有量大、分布广、能耗高、污染重等状况，是重要污染源，根据有关部门测算，由于锅炉使用造成了年排放烟尘、二氧化硫、氮氧化物分别约占全国排放总量的33%、27%、9%。现在每年秋冬季节来临，我国北方均会出现大范围、长时间雾霾天气，这与燃煤工业锅炉的使用有着直接的关系，从长远来看，我国属于发展中国家，高速的经济发展必然要求更高的能源需求，这种情况导致了我国能源总消耗量始终保持高速增长，我国仅用了两个3年的时间，全年发电总量在2007年达到3.28万亿kWh，2010年我国全年发电总量4.14万亿kWh，而美国从2万亿kWh 到4万亿kWh用了29年的时间。这种以“两高一资”产业为主导的高速经济发展模式，实现了我国经济建设举世瞩目的跨越式增长，GDP总量位居世界第二位；同时，“资源型”、“粗放型”的特质，也导致了能源利用系统效率低、能源需求的高度紧张和对环境的严重污染。这表明随着我国的经济和社会的发展，中国能源利用必须做出一定的调整，才可能维持经济社会、生态文明可持续发展。

与燃煤相比，燃气是一种洁净环保的高质能源，组成成分中不含硫磷等杂质，尾气中二氧化碳也少于燃煤，温室效应程度较低，因而能从根本上改善环境质量。同时由于近年来城市燃气输送管道的遍及，也为利用燃气作为能源供给提供了方便。燃气锅炉具有自动化程度高，制造安装和操作相对简单等特点，随着现在大气污染的恶化，全国各地都加快了燃煤锅炉治理的速度，要求统筹城区和产业集聚区集中供热系统规划和建设，逐渐淘汰小型、分散的工业锅炉和生活锅炉。在这种对燃煤锅炉关停并转的情况下，把旧有的燃煤锅炉改造成为燃气锅炉，不失为一个经济节约、直接快速的可选之路。

根据燃煤锅炉的结构特点结合燃气的特点，对具体问题进行具体分析，是燃煤锅炉改造为燃气锅炉最根本的要求。这一要求需要达到的该目标一般应包括以下几点：（1）保持原有锅炉的额定参数（额定蒸汽压力，气温，额定供水温度等，提高或者维持锅炉的出力和效率。（2）改造后达到消烟除尘，减少对大气的污染程度，满足现代社会对环保的要求。（3）锅炉改造方案简单易行，投资少、见效快、工期短。涉及面越小越好，在情况许可的情况下，只对必须的炉膛结构和燃烧设备进行改造和更换，改造部分不宜超出锅炉本体基本结构范围。

在确定目标的前提下，因地制宜制定改造设计方案。考察被改造的燃煤锅炉的现况，应具备以下基本条件：锅炉的受压部件完好；锅炉的给水系统和送、引风系统等必要的辅机系统必须基本完好。

本文现以较为普遍的链条锅炉为例，制定较为通用燃煤锅炉改燃气的思路方案，以供参考。

一、改造的主要思路方法

（1）根据燃煤锅炉和燃气锅炉锅炉的结构特征的异同点，锅炉结构改后仍为外燃式结构锅炉。

（2）对于吨位较大的锅炉，因为其本体炉膛空间比较大，可以不比必拆除链条炉排，只是在链条炉排上铺设足够层数的耐火砖，避免炉排烧损即可，既减少改造工程量，也有利施工速度的加快，最后用耐火水泥掺入少量的钢纤维，砖缝密实，构成改造后锅炉的干炉底；对于小吨位的锅炉，因为炉膛空间比较小，而燃烧器喷出的火焰的直径较大，除了拆除链条炉排，连并风室一并拆除，在底座和锅炉的支架之间构筑耐火干炉底。

（3）通过对锅炉的燃气热力及烟风道的阻力计算，来衡量燃气锅炉的出力及送（引）风机的能力，应对不同类型对流管的烟风阻力的计算应采取适当的数值并仔细核算，避免实际运行中出现“小马拉大车”的情况，功率达不到需求量。

（4）考虑到改造后的烟风道的阻力大小，既可以选择鼓风式全自动控制燃烧机，也可以选择选用分体式（不含送风机）的燃烧机，前者在改造中可以拆除送风机，经过计算引风机的功率足够克服烟风道的阻力，也可以保留送風机而拆除送风机，如果采用后者式样的燃烧机，在核准送风量允许的情况下，送风机仍可以留用并移至炉前，这是因为燃气时送风机仍有较大的余量可供应用，保证燃气的充分燃烧。

（5）去除煤斗和螺旋除渣机，并将地下灰室用耐火砖砌筑，密封严实同炉膛一体形成干炉底。

（6）由于燃气的易爆性，应把检查炉门改作防爆门或留作检查门，运行中应做好防护措施。

（7）燃烧器的选型和布置与炉膛形式关系密切。若燃烧器口开在锅炉的前墙，前拱可以保留，向下延伸至炉底，外墙面采用用厚为16mm以上的钢板作为基础板和护板，便于燃烧器安装时进行固定燃烧机，此外也有利于耐火砖和保温材料的贴合构筑。

（8）在投入使用前，对于汽水系统，应将水侧的水垢进行清洗，以提高锅炉受热面的传热能力。由于燃气的洁净特性，在改造时对于炉膛和各类受热面进行清理，有助于运行过程中热传递，节约燃气。

（9）燃煤锅炉通常是负压燃烧，燃气锅炉通常是正压燃烧的，这时应加强与外界的密封性。

（10）若鍋炉的长度和火焰长度相当，可考虑在炉膛内设置二次反射拱，有助于提高热辐射强度，该拱应上接锅筒，下连干炉底。燃煤炉改为燃气炉，为了增加锅炉炉膛的容积，原锅炉的前后拱应尽量拆除，只有在保证有较大锅炉容积的基础上辅助地设置二次辐射区，才会有效果。

二、燃煤锅炉改成燃气锅炉的注意要点

（1）在燃气锅炉改造安装前，相关单位应当按照GB 50028《城镇燃氣设计规范》等国家标准或行业标准确定安全可靠的供气方式，供气系统中使用的压力容器、压力管道和气瓶应当符合特种设备相关安全技术规范和标准的要求。

（2）燃烧器的选型，应当确认所选配的燃烧器符合锅炉制造企业规定的配置技术要求。燃烧器应当符合《锅炉安全技术监察规程》等安全技术规范和标准的要求，燃气燃烧器应当通过型式试验，以提高锅炉的安全性能和节能环保水平。

燃烧器在炉膛内的部置上，应使炉内火焰充满度比较好，避免相邻燃烧器的火焰相互干扰；避免火焰中心偏离炉膛中心位置；未燃尽的燃气空气混合物不应接触受热面，高温火焰要避免高速冲刷受热面，以免受热面热强度过高使管壁过热等。燃烧器布置还要考虑燃气管道和风道布置合理，操作、检查和维修方便。

锅炉改造安装完成后进行的系统调试应当由锅炉使用单位与锅炉安装（改造）单位或燃烧器生产企业共同完成，调试时应由持相应资质的锅炉作业人员进行锅炉操作。需对燃烧器进行调试时，应当由燃烧器制造单位或其授权单位的技术人员进行现场指导。锅炉系统和燃烧器调试期间，锅炉使用单位的安全管理机构应当确保无关人员不得在锅炉附近聚集。

（3）燃气锅炉炉膛出口尾气不含积灰也不受高温腐蚀等限制，出口温度可达到在1300℃左右，但出于节能的考虑，可以在炉尾末端增设受热面，可以有效降低出口温度，减少热能损失。

（4）燃气锅炉，可适当提高烟气流速，使对流受热面的传热系数增大，在不增加锅炉受热面的情况下，提高锅炉出力。

（5）燃煤锅炉如果炉膛容积比较大，可以利用大体积的优点，有利于锅炉热功率的提高，是可供优先选择的方案。

（6）鍋炉改造后，为保证蒸汽品质，尤其是对有过热器的锅炉尤为重要，还应注意锅内汽水分离装置的能力。

（7）在锅炉尾气排出部分，可以采用原有省煤器或加装节能器（非承压部件），来利用排出的尾气温度较高的特点，提升进水温度，进一步达到更高的节能效果。

（8）燃烧机在工作过程中噪音较大，可以采用炉前消声装置。

以上主要是针对常见的链条工业锅炉的改造方法的分析，对于其他的燃煤炉型锅炉也有一定的借鉴作用，在改造中多结合现实情况，总能找到适合的思路和方法的。

参考文献：

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