10蒸吨燃煤锅炉改燃气锅炉技术方案

新环境保护法发布后，要求对产生大气污染的设备实行监管，严格限定污染物排放量，实施“碧水蓝天”工程，推荐使用清洁燃料，如天然气等；各级政府积极采取响应措施，推行燃煤锅炉全面改造天然气锅炉。燃煤锅炉在实际使用过程中，热效率低，能源浪费大，排烟浓度大，煤的含硫量高，对大气污染严重。尤其是近年来，能源供需与环境污染的矛盾日益突出。而燃气锅炉的热效率高，对大气污染低，有很好的环保性能。一些发达国家的燃气锅炉已经占有相当大的比重，如俄罗斯占60%，美国占98%，日本占99%，发展燃气锅炉是大势所趋。我国也有越来越多的城市投身于煤改气改造，限制燃煤锅炉的使用，例如北京、上海、西安等地不再批准建设新的燃煤锅炉房，原有的锅炉房一律改为燃气锅炉等清洁型锅炉。目前，天然气是世界上已发现的最清洁的燃料，它燃烧充分，产生的灰分、含硫量和含氮量远低于燃煤；同时，气体燃料通过管道运输，极大程度上减小劳动强度，改烧劳动环境，降低运行成本。燃气锅炉本次针对10蒸吨/小时燃煤链条锅炉热效率低、生产成本高、环境污染严重等问题，把燃煤锅炉改成燃气锅炉，可以提升锅炉热效率、降低生产成本，大大降低煤烟型烟尘排放量，显著改善空气质量，实现环境保护的目的。一、基本说明原有SHL-1.25-AⅡ型燃煤蒸汽锅炉，2000年生产，2003年投入使用；锅炉炉体受压元件基本完好，有继续利用价值；锅炉的给水系统和送、引风系统基本完好，非常适合改造为燃气锅炉。原燃煤锅炉参数额定蒸发量：10t/h；额定工作压力：1.25MPa；给水温度：105℃；设计效率：≥90%；使用燃料：煤炭；燃料消耗量：5t 标准煤/吨蒸汽；燃烧方式：室燃；电能消耗（风系统）；96.4Kw改造要求用户要求将现有的这台10t/h的燃煤蒸汽锅炉改造为天然气锅炉，并达到以下目标。1.保持原锅炉的额定参数（汽温、汽压、给水温度等）2.保持或提高原锅炉的出力和效率3.通过改造消除烟尘，满足环保要求4.改造方案简单易行，投资少、见效快、工期短，因此改造时涉及面越小越好，改造时不超过锅炉本体基本结构之外。二、改造方案注意要点1.燃烧器的选型和布置与炉膛型式关系密切，应使炉内火焰的充满度好，不形成气流死角；避免相邻燃烧器的火焰相互干扰；低负荷时保持火焰在炉膛中心位置，避免火焰中心偏离炉膛对称中心了未燃尽的燃气空气混合物不应接触受热面，以免形成气体不完全燃烧；高温火焰要避免告诉冲刷受热面，以免受热面强度过高使管壁过热等。燃烧器的布置还要考虑燃气管道和风道的布置合理，操作、检修和维护方便。2.燃气锅炉炉膛出口烟气温度不会受积灰和高温腐蚀等限制，一般允许在1300℃左右。3.一般燃煤锅炉改成燃气锅炉后，由于受热面和积灰明显减轻，传热条件改善，不完全热损失也可以控制的较小，所以锅炉效率会提高约5-10%。设计构思1.炉膛设计考虑天然气燃烧的火焰直径（φ1500mm）和火焰长度（4500mm），使炉膛空间与火焰的充满度达到最佳。炉膛容积热负荷设计为≤100*10^4cal/mh。2.天然气主要成分是CH4，燃烧后产生的H2O蒸汽份额较大，故其辐射能力较强，炉膛受热面可适当增加，以充分利用其辐射传热，提高热效率，降低钢材消耗，确保锅炉出力，并可能提高锅炉出力。3.锅炉炉膛内采用微正压燃烧。要求锅炉的炉墙密封性能要加强。4.由于燃气锅炉的空气过剩系数较小，只有1.05~1.2之间，燃烧所需风量较少，拆除除尘器后，烟道系统烟尘较小，所以烟道阻力小，引风机风量有较多的富余采用挡板风门调节，损耗较大，可考虑采用变频调速方式对引风机进行调控。5.增加一个至两个防爆门，提高锅炉抗爆性能。6.新增加燃烧器控制系统与原锅炉控制系统有机结合，使其具有燃烧程控功能，能预吹扫自动点火，火焰检测器自检，符合自动调节，火焰检测故障报警联锁停炉。技术方案1.拆除煤斗：在原锅炉基础上拆除锅炉前炉墙面板以前煤斗部分前落灰斗，以及炉排的全轴部分。2.拆除炉排：拆除炉排的全炉炉排以及前后轴。3.拆除炉排中间的风箱组成燃烧室空间：根据火焰的尺寸要求，将上下炉排中间的风箱部分拆除，形成一个圆弧形炉膛底部。4.密封炉排下面的落灰室以及管部的排渣斗，用炉渣将炉排底部的落灰室和后部的渣斗堵住并在炉渣上部放置厚度80mm的保温混凝土，再在混凝土上放置两层耐火砖(圆弧形放置)，最后用耐火混凝土浇注抹面形成耐火保温炉膛底。5.制作全炉墙及燃烧器的连接面板：用厚度为16mm的钢板在炉座基础平面处以上与锅炉全炉墙平面处进行焊接固定(与钢架相连焊接)根据燃烧头的安装固定尺寸要求，开孔并钻四个固定螺栓孔(攻丝)，用耐火砖在钢板内侧砌筑耐火前墙(在钢板与耐火砖之间适当留50-80mm的间隙用来填充保温材料)和原有前炉墙, 以及新做炉底相连，形成完全密封的新前炉墙。6.将原有左侧和后部的看火门，改成两个防爆门。7.拆除原有的鼓风机，除尘器，以及空气预热器，将原有的鼓风机及送风道全部拆除(预热器可根据情况考虑)，原除尘器被拆除后，钢制烟道将原除尘器卷入口和出口之间空间进行连接。形成完整烟道。8.清除炉内水冷壁管对流管束等受热面上的烟垢，同时将锅炉内水侧的水垢进行清洗，提高锅炉受热面的传热能力。9.对所有的炉墙及炉门进行密封：由于燃气锅炉在微正压状态运行，为了安全，需要对所有的炉墙及炉门进行密封。10.安装燃烧机：先将燃烧头拆下，装在前炉墙上的燃烧器连接面板上，并用耐火材料将燃烧筒与炉墙处进行密封；然后按要求依次装上燃气阀组及附件，最后装_上燃烧机主体部分。11.根据燃烧机要求，结合原有的控制系统，设计制作新的控制系统，充分利用原有的系统保留部分的控制器件，新增加部分重新做一个控制柜，将新控制柜与原有控制内保留部分结合，形成新的完整控制系统，可实现以下功能：a.水位自动调节、指示功能。b.水位高低报警、极低水位报警联锁停炉。c.炉膛出口温度超高报警、停炉。d.蒸汽压力超压报警、停炉。e.燃烧负荷自动调节，大、小火自动转接。f.根据压力，适当调节锅炉启停。g.燃烧程控自动控制，自动实现预吹扫，高压点火，火焰自检，火焰监测，故障熄火报警停炉联锁。h燃气高、低压报警。.i.燃气系统泄露报警、停炉。j.燃烧机停炉后吹扫。k.引风机与燃烧机顺控联锁，启动时引风机先开，燃烧器后开，停炉时燃烧器先停，引风机后停。l.所需的电机控制回路，都有短路、缺相、过载等保护功能。12.调试时要对引风机的风量和压头进行调整:由于改造后引风机有较大富裕量，需要将引风门关小到一定程度，以减少风量和降低风压。13.引风机改为变频控制:由于引风机功率较大，且改燃气后风量要求较燃煤时少，拆除除尘器和空预器的烟道阻力减小，引风机富裕量较大，采用加挡板调节时，电耗较大，改为变频调节后，能耗会降到原能耗的1/2~1/3，因此节能效果明显。通过上述案例分析，郑州方快锅炉小锅认为，燃气锅炉的使用可以大大改善工作环境，降低劳动强度，提升企业品味。且随着国家环保政策、能源政策的发展趋势改善，燃气锅炉的运行费用较燃煤锅炉有非常大的下降空间，因此，锅炉“煤改气”具有相当大的改造价值。