常見燃煤鍋爐改燃?xì)忮仩t的方法與注意點(diǎn)

霍華亮

摘要：在日益嚴(yán)重的環(huán)保壓力下，燃煤鍋爐進(jìn)行燃?xì)飧脑斐蔀檫@一行業(yè)的熱點(diǎn)，本文從常見的鏈條鍋爐著手，分析鍋爐燃?xì)飧脑斓闹饕悸芳靶枰⒁獾膯栴}，希望有助于實(shí)際改造工作。

關(guān)鍵詞：鍋爐；燃煤鍋爐改燃?xì)猓蝗細(xì)馊紵?/p>

鍋爐是重要的能源轉(zhuǎn)換設(shè)備，是現(xiàn)代工業(yè)中重要的熱能供應(yīng)設(shè)備，從傳統(tǒng)重工業(yè)到眾多的各類加工業(yè)，可以說延伸到生產(chǎn)和生活中的方方面面，但同時(shí)它也是能源消費(fèi)大戶和重要的大氣污染源。

我國(guó)能源構(gòu)成主要是以煤為主，這種燃料供給特點(diǎn)也形成了鍋爐主要以燃煤為主，其他燃料為輔的特點(diǎn)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)階段大型的電站鍋爐的蒸發(fā)量和參數(shù)越來越高，與之相適應(yīng)的運(yùn)營(yíng)管理和環(huán)保水平同發(fā)達(dá)國(guó)家相接近；而燃煤中小工業(yè)鍋爐由于其使用的特點(diǎn)，一直以來還維持著保有量大、分布廣、能耗高、污染重等狀況，是重要污染源，根據(jù)有關(guān)部門測(cè)算，由于鍋爐使用造成了年排放煙塵、二氧化硫、氮氧化物分別約占全國(guó)排放總量的33%、27%、9%?，F(xiàn)在每年秋冬季節(jié)來臨，我國(guó)北方均會(huì)出現(xiàn)大范圍、長(zhǎng)時(shí)間霧霾天氣，這與燃煤工業(yè)鍋爐的使用有著直接的關(guān)系，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，我國(guó)屬于發(fā)展中國(guó)家，高速的經(jīng)濟(jì)發(fā)展必然要求更高的能源需求，這種情況導(dǎo)致了我國(guó)能源總消耗量始終保持高速增長(zhǎng)，我國(guó)僅用了兩個(gè)3年的時(shí)間，全年發(fā)電總量在2007年達(dá)到3.28萬億kWh，2010年我國(guó)全年發(fā)電總量4.14萬億kWh，而美國(guó)從2萬億kWh 到4萬億kWh用了29年的時(shí)間。這種以“兩高一資”產(chǎn)業(yè)為主導(dǎo)的高速經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)舉世矚目的跨越式增長(zhǎng)，GDP總量位居世界第二位；同時(shí)，“資源型”、“粗放型”的特質(zhì)，也導(dǎo)致了能源利用系統(tǒng)效率低、能源需求的高度緊張和對(duì)環(huán)境的嚴(yán)重污染。這表明隨著我國(guó)的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，中國(guó)能源利用必須做出一定的調(diào)整，才可能維持經(jīng)濟(jì)社會(huì)、生態(tài)文明可持續(xù)發(fā)展。

與燃煤相比，燃?xì)馐且环N潔凈環(huán)保的高質(zhì)能源，組成成分中不含硫磷等雜質(zhì)，尾氣中二氧化碳也少于燃煤，溫室效應(yīng)程度較低，因而能從根本上改善環(huán)境質(zhì)量。同時(shí)由于近年來城市燃?xì)廨斔凸艿赖谋榧?，也為利用燃?xì)庾鳛槟茉垂┙o提供了方便。燃?xì)忮仩t具有自動(dòng)化程度高，制造安裝和操作相對(duì)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，隨著現(xiàn)在大氣污染的惡化，全國(guó)各地都加快了燃煤鍋爐治理的速度，要求統(tǒng)籌城區(qū)和產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)集中供熱系統(tǒng)規(guī)劃和建設(shè)，逐漸淘汰小型、分散的工業(yè)鍋爐和生活鍋爐。在這種對(duì)燃煤鍋爐關(guān)停并轉(zhuǎn)的情況下，把舊有的燃煤鍋爐改造成為燃?xì)忮仩t，不失為一個(gè)經(jīng)濟(jì)節(jié)約、直接快速的可選之路。

根據(jù)燃煤鍋爐的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)合燃?xì)獾奶攸c(diǎn)，對(duì)具體問題進(jìn)行具體分析，是燃煤鍋爐改造為燃?xì)忮仩t最根本的要求。這一要求需要達(dá)到的該目標(biāo)一般應(yīng)包括以下幾點(diǎn)：（1）保持原有鍋爐的額定參數(shù)（額定蒸汽壓力，氣溫，額定供水溫度等，提高或者維持鍋爐的出力和效率。（2）改造后達(dá)到消煙除塵，減少對(duì)大氣的污染程度，滿足現(xiàn)代社會(huì)對(duì)環(huán)保的要求。（3）鍋爐改造方案簡(jiǎn)單易行，投資少、見效快、工期短。涉及面越小越好，在情況許可的情況下，只對(duì)必須的爐膛結(jié)構(gòu)和燃燒設(shè)備進(jìn)行改造和更換，改造部分不宜超出鍋爐本體基本結(jié)構(gòu)范圍。

在確定目標(biāo)的前提下，因地制宜制定改造設(shè)計(jì)方案?？疾毂桓脑斓娜济哄仩t的現(xiàn)況，應(yīng)具備以下基本條件：鍋爐的受壓部件完好；鍋爐的給水系統(tǒng)和送、引風(fēng)系統(tǒng)等必要的輔機(jī)系統(tǒng)必須基本完好。

本文現(xiàn)以較為普遍的鏈條鍋爐為例，制定較為通用燃煤鍋爐改燃?xì)獾乃悸贩桨福怨﹨⒖肌?/p>

一、改造的主要思路方法

（1）根據(jù)燃煤鍋爐和燃?xì)忮仩t鍋爐的結(jié)構(gòu)特征的異同點(diǎn)，鍋爐結(jié)構(gòu)改后仍為外燃式結(jié)構(gòu)鍋爐。

（2）對(duì)于噸位較大的鍋爐，因?yàn)槠浔倔w爐膛空間比較大，可以不比必拆除鏈條爐排，只是在鏈條爐排上鋪設(shè)足夠?qū)訑?shù)的耐火磚，避免爐排燒損即可，既減少改造工程量，也有利施工速度的加快，最后用耐火水泥摻入少量的鋼纖維，磚縫密實(shí)，構(gòu)成改造后鍋爐的干爐底；對(duì)于小噸位的鍋爐，因?yàn)闋t膛空間比較小，而燃燒器噴出的火焰的直徑較大，除了拆除鏈條爐排，連并風(fēng)室一并拆除，在底座和鍋爐的支架之間構(gòu)筑耐火干爐底。

（3）通過對(duì)鍋爐的燃?xì)鉄崃盁燂L(fēng)道的阻力計(jì)算，來衡量燃?xì)忮仩t的出力及送（引）風(fēng)機(jī)的能力，應(yīng)對(duì)不同類型對(duì)流管的煙風(fēng)阻力的計(jì)算應(yīng)采取適當(dāng)?shù)臄?shù)值并仔細(xì)核算，避免實(shí)際運(yùn)行中出現(xiàn)“小馬拉大車”的情況，功率達(dá)不到需求量。

（4）考慮到改造后的煙風(fēng)道的阻力大小，既可以選擇鼓風(fēng)式全自動(dòng)控制燃燒機(jī)，也可以選擇選用分體式（不含送風(fēng)機(jī)）的燃燒機(jī)，前者在改造中可以拆除送風(fēng)機(jī)，經(jīng)過計(jì)算引風(fēng)機(jī)的功率足夠克服煙風(fēng)道的阻力，也可以保留送風(fēng)機(jī)而拆除送風(fēng)機(jī)，如果采用后者式樣的燃燒機(jī)，在核準(zhǔn)送風(fēng)量允許的情況下，送風(fēng)機(jī)仍可以留用并移至爐前，這是因?yàn)槿細(xì)鈺r(shí)送風(fēng)機(jī)仍有較大的余量可供應(yīng)用，保證燃?xì)獾某浞秩紵?/p>

（5）去除煤斗和螺旋除渣機(jī)，并將地下灰室用耐火磚砌筑，密封嚴(yán)實(shí)同爐膛一體形成干爐底。

（6）由于燃?xì)獾囊妆?，?yīng)把檢查爐門改作防爆門或留作檢查門，運(yùn)行中應(yīng)做好防護(hù)措施。

（7）燃燒器的選型和布置與爐膛形式關(guān)系密切。若燃燒器口開在鍋爐的前墻，前拱可以保留，向下延伸至爐底，外墻面采用用厚為16mm以上的鋼板作為基礎(chǔ)板和護(hù)板，便于燃燒器安裝時(shí)進(jìn)行固定燃燒機(jī)，此外也有利于耐火磚和保溫材料的貼合構(gòu)筑。

（8）在投入使用前，對(duì)于汽水系統(tǒng)，應(yīng)將水側(cè)的水垢進(jìn)行清洗，以提高鍋爐受熱面的傳熱能力。由于燃?xì)獾臐崈籼匦?，在改造時(shí)對(duì)于爐膛和各類受熱面進(jìn)行清理，有助于運(yùn)行過程中熱傳遞，節(jié)約燃?xì)狻?/p>

（9）燃煤鍋爐通常是負(fù)壓燃燒，燃?xì)忮仩t通常是正壓燃燒的，這時(shí)應(yīng)加強(qiáng)與外界的密封性。

（10）若鍋爐的長(zhǎng)度和火焰長(zhǎng)度相當(dāng)，可考慮在爐膛內(nèi)設(shè)置二次反射拱，有助于提高熱輻射強(qiáng)度，該拱應(yīng)上接鍋筒，下連干爐底。燃煤爐改為燃?xì)鉅t，為了增加鍋爐爐膛的容積，原鍋爐的前后拱應(yīng)盡量拆除，只有在保證有較大鍋爐容積的基礎(chǔ)上輔助地設(shè)置二次輻射區(qū)，才會(huì)有效果。

二、燃煤鍋爐改成燃?xì)忮仩t的注意要點(diǎn)

（1）在燃?xì)忮仩t改造安裝前，相關(guān)單位應(yīng)當(dāng)按照GB 50028《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)確定安全可靠的供氣方式，供氣系統(tǒng)中使用的壓力容器、壓力管道和氣瓶應(yīng)當(dāng)符合特種設(shè)備相關(guān)安全技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的要求。

（2）燃燒器的選型，應(yīng)當(dāng)確認(rèn)所選配的燃燒器符合鍋爐制造企業(yè)規(guī)定的配置技術(shù)要求。燃燒器應(yīng)當(dāng)符合《鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》等安全技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的要求，燃?xì)馊紵鲬?yīng)當(dāng)通過型式試驗(yàn)，以提高鍋爐的安全性能和節(jié)能環(huán)保水平。

燃燒器在爐膛內(nèi)的部置上，應(yīng)使?fàn)t內(nèi)火焰充滿度比較好，避免相鄰燃燒器的火焰相互干擾；避免火焰中心偏離爐膛中心位置；未燃盡的燃?xì)饪諝饣旌衔锊粦?yīng)接觸受熱面，高溫火焰要避免高速?zèng)_刷受熱面，以免受熱面熱強(qiáng)度過高使管壁過熱等。燃燒器布置還要考慮燃?xì)夤艿篮惋L(fēng)道布置合理，操作、檢查和維修方便。

鍋爐改造安裝完成后進(jìn)行的系統(tǒng)調(diào)試應(yīng)當(dāng)由鍋爐使用單位與鍋爐安裝（改造）單位或燃燒器生產(chǎn)企業(yè)共同完成，調(diào)試時(shí)應(yīng)由持相應(yīng)資質(zhì)的鍋爐作業(yè)人員進(jìn)行鍋爐操作。需對(duì)燃燒器進(jìn)行調(diào)試時(shí)，應(yīng)當(dāng)由燃燒器制造單位或其授權(quán)單位的技術(shù)人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)。鍋爐系統(tǒng)和燃燒器調(diào)試期間，鍋爐使用單位的安全管理機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)確保無關(guān)人員不得在鍋爐附近聚集。

（3）燃?xì)忮仩t爐膛出口尾氣不含積灰也不受高溫腐蝕等限制，出口溫度可達(dá)到在1300℃左右，但出于節(jié)能的考慮，可以在爐尾末端增設(shè)受熱面，可以有效降低出口溫度，減少熱能損失。

（4）燃?xì)忮仩t，可適當(dāng)提高煙氣流速，使對(duì)流受熱面的傳熱系數(shù)增大，在不增加鍋爐受熱面的情況下，提高鍋爐出力。

（5）燃煤鍋爐如果爐膛容積比較大，可以利用大體積的優(yōu)點(diǎn)，有利于鍋爐熱功率的提高，是可供優(yōu)先選擇的方案。

（6）鍋爐改造后，為保證蒸汽品質(zhì)，尤其是對(duì)有過熱器的鍋爐尤為重要，還應(yīng)注意鍋內(nèi)汽水分離裝置的能力。

（7）在鍋爐尾氣排出部分，可以采用原有省煤器或加裝節(jié)能器（非承壓部件），來利用排出的尾氣溫度較高的特點(diǎn)，提升進(jìn)水溫度，進(jìn)一步達(dá)到更高的節(jié)能效果。

（8）燃燒機(jī)在工作過程中噪音較大，可以采用爐前消聲裝置。

以上主要是針對(duì)常見的鏈條工業(yè)鍋爐的改造方法的分析，對(duì)于其他的燃煤爐型鍋爐也有一定的借鑒作用，在改造中多結(jié)合現(xiàn)實(shí)情況，總能找到適合的思路和方法的。

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