燃煤锅炉改造为燃气锅炉的可行性技术研究

张小康，董 洁

（江西省锅炉压力容器检验检测研究院，江西南昌 330029）

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。所以，将燃煤锅炉改造成燃气锅炉后，不但能有效减少煤烟型烟尘的排放量，还能对工厂周围的公司质量有所改善，从而对环境起到更好的保护作用。

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。而且燃气锅炉的操作比之于燃煤锅炉更加简单方便，自动控制更易于实现，这就大大降低了生产过程中的安全风险。

2 锅炉的运行状况和改造方案

2.1 运行状况

某公司总共拥有5台燃煤锅炉，3台是位于周浦工厂的4 t DZL4-1.25燃煤锅炉，其余2台是位于康桥工厂的6 t DZL6-1.25燃煤锅炉。位于周浦工厂的3台燃煤锅炉当中有2台是夏季间歇运行，另外1台一直处于备用状态，在其他3个季节中，有1台燃煤锅炉处于间歇运行状态，另外2台则处于备用状态。位于康桥工厂的2台燃煤锅炉始终由1台处于间歇运行，另外1台处于备用状态。因为2个工厂的锅炉容量偏大，存在容量冗余情况，再加上锅炉并不是连续不断运行，有大量的时间处于保温状态，因此需要消耗大量的能源用于维持锅炉的温度，这就造成了两家工厂锅炉的煤水比相当之低。为了节约能源、减少废物排放、提升经济效益，公司决定将这两家工厂的燃煤锅炉改造成性能更优的燃气锅炉。

2.2 改造方案

（1）周浦工厂。将原有的3台4 t燃煤锅炉替换为2台2 t燃气锅炉。

（2）康桥工厂。将原有的2台6 t燃煤锅炉替换为1台4 t燃气锅炉。

由于将燃煤锅炉替换成了燃气锅炉，燃煤锅炉的配套设备可以废弃，因此周浦工厂锅炉房周围的煤棚和煤渣棚等相关建筑可以全部可以拆除，仅仅这一举措便能极大改善锅炉房周边生态环境，而位于康桥工厂原有的软水处理房、风机房、煤棚和煤渣棚等建筑则可以另作他用[2]。由于设备减少，加上运用自动化控制技术，工作人员的数量将大幅度减少，同时能达到节能减排及提高经济效益的目的。

3 经济性分析

从表1可看出，通过对两家工厂的燃煤锅炉进行改造后，可以有效节约燃料成本，尤其是康桥工厂，每年可节省上百万元人民币的燃料费。从表2可看出，在进行锅炉改造后，康桥工厂每年可节省65万元人民币的运行费用，而周浦工厂则可节省67万元人民币的运行费用，另加工厂每年可节省的运行费用多达130余万元人民币，占原运行费用的79%。

通过表2可以看出，经过对两家工厂的锅炉改造，各项投资共计343余万元人民币，但是综合考虑其他费用收益和政府在节能减排方面的补贴后，最终的投资费用只有210万元人民币。但如果不改造燃气锅炉，就必须要斥巨资引入脱硫装置来满足国家对燃煤锅炉在废气排放方面的要求。两家工厂在投资方面回收年限的平均值为0.86 a，其中康桥工厂的投资回收年限是0.41 a，而周浦工厂的则是1.75 a。

4 技术可行性分析

4.1 锅炉本体

（1）计算工厂中锅炉的较核性热力，并较核锅炉的烟风阻力和水循环，还要对内部结构采取相应的防腐措施[3]。

（2）对锅炉的炉墙烟道进行加强，尤其要重视炉膛的位置。要求完成加强的炉墙具有一定程度的密封性和强度，在最大程度上符合天然气在燃烧方面的要求。

（3）在锅炉本体周围设置面积＞0.2 m2的重力式防爆门，减小其在危险情况下对周围环境等产生的危害。

表2 两家工厂改造前后的成本对比 万元人民币

4.2 燃烧系统

锅炉的燃烧系统主要由空气供应、燃气供应、点火系统、主燃烧器、排烟系统和锅炉组成。首先，在开始改造工作前，要将燃烧系统中的排灰设施和加煤系统进行拆除。其次，燃烧器的选择要恰当，通过对炉膛进行改造后将燃烧器安装在此处。最后，配置好空气系统和燃气系统[4-5]。

4.3 锅炉房

（1）对锅炉房进行改造，保证其达到燃气锅炉房在防爆和防火等方面的要求。

（2）按照本地区供气网络的实际情况来决定调压系统和燃料气储备系统设置的必要性。

5 结束语

两家工厂进行的锅炉改造，不但能有效削减工厂所消耗的能源，每年还能节省114万元人民币的燃料费用。尤其是康桥工厂，每年可以节省上百万元人民币的燃料费用。两家工厂总投资回收年限的平均值是0.86 a，康桥工厂是0.41 a，周浦工厂是1.75 a，投资回报性非常好。两家工厂每年节省燃料可折合2758 t标准煤，约占2008年整个公司总耗能的8.6%。同时，还能减少6895 t的二氧化碳排放。还能有效避免含硫废水和含硫烟气的排放，有效改善了工厂周边的环境，并且原有锅炉的噪声问题得到合理改善，不但提升了经济和社会效益，还有利于促进社会和谐。