对燃煤锅炉改燃气燃油锅炉的几点看法

对燃煤锅炉改燃气燃油锅炉的几点看法

　对燃煤锅炉改燃气燃油锅炉的几点看法李桂香陈明华21.上海市锅炉压力容器检验所；2.上海市质量技术监督局意的事项。

　　炉膛长度炉膛宽度1前言上海市政府为了进步改善上海市的环境，在199年实事计划中提出，上海环线内500台燃煤锅炉将改燃清洁燃料油或气，基于各企业的实际经济条件，有相当部分的企业正考虑在原有的燃煤锅炉上改为燃油或燃气锅炉。由于锅炉是种在高温高压状态下运行的特种设备，因此，对于燃煤锅炉改燃气燃油锅炉必须谨慎行事，否则将会带来严重的不安全因素。本文从经济性安全性和锅炉改造的注意事项等几个方面对型及小型锅壳式燃煤锅炉在受压元件不改动的前提下改燃气燃油锅炉谈几点看法。

　　2燃煤锅炉和燃气燃油锅炉的特性差异由于煤和油气有性质上的不同，因此在工业锅炉上，燃煤锅炉和燃气燃油锅炉特性存在很大的差异。

　　2.1燃烧方式由于燃烧状态不同，决定了燃烧方式的不同。燃煤锅炉采用层燃燃烧，而燃油燃气锅炉采用室燃燃烧。层燃燃烧，即燃料煤在个宽大的支承面上进行并完成燃烧，其燃烧特性1.

　　炉排长度炉播宽度成燃烧。火炬的直径和火炬长度征其燃烧特性，如收稿日期200104202.2通风方式国内的燃煤锅炉绝大多数的通风方式均采用平衡通风，或称负压通风。其燃烧过程是由鼓风机和引风机共同完成的。因为煤固体燃料的燃烧特性以及颗粒度的不均匀性，在燃烧过程中，需要较大的空气量，而且由于炉墙烟道的漏风，使实际运行烟气出口处常的工业燃油气锅炉般采用内燃结构微正压通风，其燃烧过程和燃烧产物的排出是由送风机完成的。液体和气体燃料因其燃烧特性，使得空气能较好地与燃料进行预混，微正压燃烧没有炉墙烟道1.21.3，甚至最低可达1.12左右。

　　2.3燃料的易爆性油气燃料的易爆性与其爆炸浓度的界限有关。在爆炸浓度的界限内，遇到明火就会发生爆炸，所以爆炸浓度的界限越宽，爆炸危险越大。1为几种主要物质的爆炸浓度的界限爆炸上下限均为其在与空气组成的混合气体中所占体积的百分数。

　　2.4锅炉的热惯性由于燃烧方式不同，对于层燃炉而言，紧急停炉后，即使停止输送燃料，炉膛内仍存在着大量未燃尽力继续升高，危及锅炉的安全运行；而对燃油气锅炉，旦紧急停炉，不但完全切断了输送燃料，且炉内无未燃尽的燃料存在，所以它比较安全。

　　名称爆炸浓度下限，爆炸浓度上限，甲烷乙烷乙炔氢气氧化碳天然气汽油煤油大庆原油2.5锅炉的自动控制层燃锅炉，由于燃料特性变化和燃烧特点的限制，特别是受到热惯性的影响，而导致负荷调节滞后，且随着容量的增大而滞后延长。要做到锅炉运行的自动控制很困难，特别是对于负荷变动频繁，负荷变化大燃油气锅炉，因其燃料的燃烧性基本相似，热惯性的影响很小，同此，较容易达到自动化控制。

　　锅炉改造过程中的安全问3.1烟风系统微正压运行锅炉改造首先遇到的是通风方式的选择。由于目前中小型燃油气锅炉普遍采用单独送风的微正压运行方式，而且绝大多数的燃烧器控制系统是按照单独送风的微正压运行方式设计的，所以，单独送风的微正压运行方式往往作为首选方式被采用。

　　原有的燃煤工业锅炉，特别是+型及相似的快装组装锅炉，它们的炉膛是由水冷壁组成，砖墙单薄，保温简单，炉膛的密封性和承压能力均差，改为燃油气锅炉后，在正常的运行中，由于炉膛内处于微正压运行状态，有可能引起高温烟气外泄，而产生不安全因素。此外，旦锅炉出现故障，还会引起可燃气体外泄这对燃气锅炉尤为严重导致更大的事故。极为严重的是，炉膛的炉墙已无法承受由于爆炸而产生的强大的压力，造成破坏性的后果。因此，在锅炉改造中应认真考虑炉墙密封性和外护板的足够强度，尤其是应设置可靠的防爆装置。

　　微负压运行当采取微负压运行时，锅炉的控制要根据负压送风的特性进行设计。由于原有的炉膛结构的限制，炉膛容积偏大，存在燃烧死角，所以应考虑延长燃烧运行时的前后吹扫时间，避免炉膛内残存可燃气体引起不安全因素。为了提高锅炉的运行热效率，也应重视炉墙密封性。

　　3.2通风装置改造后的锅炉，由于燃烧方式的改变，使整个锅炉系统的风量风压发生变化后面将提及，因此，原有的设备通风装置往往已不适用。此外，锅炉改造选用的燃烧器都是定型产品，如相应容量的燃烧器送风系统不能提供整个锅炉系统足够的压头，就需要增加引风机装置，即鼓风引风的送风方式。现有的燃油锅炉系统控制设计都立足于鼓风送风的基础上进行制，特别是锅炉启动前和停炉后的吹扫阶段，可能由于引风机风门的关闭，而不能达到预期的效果，带来不安全因素，对于燃气锅炉更需关注这问。

　　锅炉改造的经济性分析此处的经济分析，作者以锅壳式的燃油燃气锅炉进行比较。

　　4.1炉膛换热目前国内采用的燃烧器设备，除少部分燃烧重油火炬相对燃烧轻油的燃烧器喷出的火炬长度较长，油粒子粒度的均匀度较差，油粒燃烧时间较长。要取得最佳的燃烧效果，就应有相适应的炉膛结构。由前述燃烧方式的解析可知，当以层燃炉的炉膛燃烧油或气时，其炉膛结构偏大，长度偏短，且形状不规则，温度场沿炉膛的长度宽度高度形成截然不同的形态，2.

　　在层燃炉膛悬浮燃烧，其炉膛的宽度方向有个明显峰值，即燃烧器的布置位置，炉膛宽度越大，温度分布越不均匀；沿长度方向相对温度曲线比较平坦，这是燃烧火炬而导致的。沿高度方向的温度分布完全取决于燃烧器的布置位置。由于+型锅炉其炉膛高度较低，特别是4你以下的锅炉，很多改造的方案将燃烧器布置的位置与炉膛出口窗几乎处于同水平面。

　　综合上述因素，造成炉膛内火焰充满度差，容易形成死角，高温烟气在炉膛停留时间短，单位受热面4.2对流换热在燃煤锅炉的设计中，对流管束的烟气流速般设计在182267，这主要考虑到避免过大的烟管磨损及阻力损失，又能取得较大的放热系数，有较好的换热效果。在改燃油或燃气锅炉以后，相同容量的烟气量较燃煤的烟气量要少得多，可为原烟气量的54.87左右按标准状态计算。按相同的温差折算，此时的烟气流速约为9.8712.0667.由于对流放热系数是烟速的函数！=，在相同条件下，对流放热系数将减少为原来的61.84.在换热公式，中，传热系数！由于辐射放热系数！=远小于对流放热系数此处为了便于述，将辐射放热系数略去。因此，在假设其它条件不变的基础上，由于烟气量的减少，而引起换热效果下降3540.4.3散热损失导热传热公式，=0其中，为面积，为传导系数，为壁面温度与环境温度的差值。由于改造锅炉的面较原设计的燃油气锅炉大得多此处与常用的锅壳式燃油气炉比较。特别是改造后比原设计燃油气锅炉严重得多。

　　由于上述的原因，在燃煤锅炉改造成燃油气锅炉后，虽然较原燃煤锅炉而言，能大幅度提高锅炉的热效率，但与原设计的燃油气锅炉比较，很难保证达到相同的热效率。也就是说，难以达到与原设计的燃油气锅炉相同的运行成本。

　　4.4送风系统部分用户为了进步提高锅炉的热效率，在锅炉改造时要求保留原有的省煤器部分，但需要引起注意当采用省煤器后，现行的燃烧器的鼓风机压头可能无法满足整个系统的阻力损失，因此需要重新配置。由于原有的引风机的风量风压过大，根本无法使用，需要重新更新引风机，这样与新设计的燃油气锅炉相比，机组的运行成本增加，运行效率下降。

　　若要避免前面所述的问，达到锅炉的全自动控制，需要进行新的锅炉控制系统的设计，并增加锅炉改造成本费用。

　　锅炉改造注意事项当用户需要进行锅炉改造时，应慎重考虑，严格按照国家的法令法规进行。建议对以下事项予以关注原有的锅炉使用期限，若运行时间较长，应考虑预期寿命问；改造的锅炉应无严重缺陷和未发生过重大事故；选择合适的燃烧器型式及合理的布置位置，防止由于燃烧器布置不合理，使炉膛出口烟气温度过高；无论采用何种送风方式，锅炉外壳须采用全封闭结构，并应有足够的抗爆强度，特别是微正压燃烧系统，更要引起重视；应进行必要的烟风阻力计算，并选择合理的鼓引风机；合理地设置防爆装置。

　　污系统锅炉的单位，认为连续排污也是将锅水的盐分泥垢排掉，完全可以减少或取代排污阀的正常排污。实际上面排污系统正常工作时，只是将锅水上部面的部分盐分泡沫及浮在面的泥垢，通过排污管长期连续不断地排掉，防止出现汽水共腾现象。

　　由于系统是长开状态，排出的锅水是少量的，锅内的大多数盐分和泥垢都沉淀在锅筒低部或者过热的烟管上。如果不正常化验，掌握锅水碱度，做到随时排污使碱度降到规定值，就可能产生严重后果。

　　6不重视除氧。有些单位对于锅炉给水含氧问没有引起重视，特别是水循环量比较大的热水锅炉，认为给水含氧不会造成危害，但在实际运行过程中，没有经过除氧的给水中含有大量的溶解氧，在进入锅炉后受到高温高压而析出，吸附在金属的面上使锅炉受压金属元件出现溃疡型腐蚀坑，这种腐蚀对金属构件的强度破坏十分严重，导致锅炉报废的事故经常出现。15761996规定额定蒸发量大于61的蒸汽锅炉应除氧，同样额定功率大于等于4.234的热水锅炉也应除氧，从而避免出现事故。