燃煤锅炉煤改气的途径和方法初探

第一篇：燃煤锅炉煤改气的途径和方法初探

燃煤锅炉煤改气的途径和方法初探

作为消耗一次能源的工业锅炉和生活锅炉，因其在生产和生活中的大量使用，对环境的影响（烟尘和粉尘）是最普遍和最直接的，而使用高效、清洁的燃气锅炉可有效的解决这一问题。燃气锅炉自动化程度高、热效率高，可以根据负荷的大小自动调整锅炉的燃烧状况，对我热力厂冬季大负荷运行和夏季小负荷运行的自动调整效率较高。出于节约资金的考虑，将我部热力厂原有三台20T燃煤锅炉改造为“燃气”锅炉，是一个不错的技术改造方案。这三台锅炉均配有良好的水质处理设备，在正常使用情况下，其工作寿命可达到20年以上，所以将锅炉“煤改气”是一项节省资金、工期短、见效快，切实可行的好办法。

一、锅炉“煤改气”的基本原则和要求

燃煤锅炉改造为燃气锅炉从根本上改变了锅炉的燃烧方式，同时对锅炉运行工况、锅炉房综合管理都带来巨大的变化。但特别需要注意的是燃料气体“天然气、煤制气、焦炉气等”都是易燃、易爆的有毒气体，如果处理不当会发生炉膛爆炸，燃气外溢甚至会引发火灾等。所以，对锅炉“煤改气”，以下几个方面应引起重视：

1、锅炉改造必须遵照《蒸汽锅炉安全技术监察规程》和《热水锅炉安全技术监察规程》及国家有关技术法规进行。锅炉改造方案应得到当地锅炉监管部门的认可。

2、首先应认真检查锅炉承压受热面是否存在严重腐蚀、结垢、过热等情况，受压元件必须保持基本完好。其次应根据锅炉工作年限确定其改造使用价值。（可委托当地锅检部门）

3、应认真检查锅炉炉墙、烟道系统、锅炉给水系统及锅炉送风、引风系统。以上各系统应保持基本完好。

4、锅炉改造后应保持锅炉原技术参数不变“如工作压力、温度等”而且应保持或提高原锅炉的负荷及锅炉效率。

5、锅炉改造后应符合国家环保各项技术指标的要求，彻底解决消烟除尘的问题。

6、锅炉改造后应做到简单易行，安全可靠。力求花钱少见效快，充分体现“煤炉改气炉”的优越性。

二、锅炉“煤改气”内容和方法

1、在燃煤锅炉改造为燃气锅炉的工作中，要根据不同的炉型确定不同的改造方案。

2、燃煤锅炉改造的关键环节：

(1)拆除原燃煤锅炉的出渣机、上煤斗、上煤机、链条炉排、变速箱等设备。

(2)通过对炉膛的传热计算,确定炉膛的几何尺寸,炉膛火焰中心位置。重新浇注炉膛,炉膛浇注材料采用耐火混凝土,配比为:大骨料∶中骨料∶小骨料∶砂∶耐火水泥=4∶2∶1∶1∶2。为使锅炉后拱管避开火焰中心位置,对原后拱管在原有坡度的基础上抬高。(3)装设防爆门。

(4)对锅炉本体进行1.5倍工作压力的水压试验。

对于我热力厂SHL型双锅筒横置式锅炉及其它各种水管、水火管锅炉的改造方案，一般情况下应尽量不变动锅炉本体受压元件部分，只对炉拱、炉墙作局部的改造即可。在改造施工中不论哪一种炉型都应注意以下问题：

（1）应保障烟气流动通畅，有良好的充满度且应避免出现死角和死区。

（2）燃烧器应设置在炉膛中心高度位置，且有足够的燃烧空间和长度。火焰不应冲刷到受热面管壁上，以免造成气体不完全燃烧和管壁局部过热损坏。

（3）由于天然气在炉膛中燃烧反应强烈、热强度高，对于裸露在炉膛内的锅筒底部应进行绝热处理，另外对于火管锅炉的管板入口处烟温应控制在≤6000C，以防止发生管板裂纹。

（4）各种水管、水火管锅炉的炉墙基本用耐火砖砌筑，外加保温材料和护板。在“煤改气”时应注意炉墙的严密性，尽量减少原有的炉门、检查门等，可用耐火材料砌堵，防止喷出火焰伤人或向炉内漏入过多的冷空气，影响锅炉效率，对于必须保留的看火孔也应采用封闭式看火孔，通过耐热玻璃观察炉火。（5）燃煤锅炉的炉膛和燃气锅炉比，一般都比较大，有足够的燃烧空间，改造后可增加燃气量，不影响燃烧工况。如果用户要求明显提高锅炉出力，可以适当增加炉膛辐射受热面，同时清除原受热面内外侧的水垢和烟垢，这样在不增大锅炉体积的情况下提高锅炉出力是不成问题的。但必须在做好锅炉的热力计算、烟风阻力计算的同时还要做好强度计算。

三、正确选择匹配的燃烧器

目前可供使用的燃烧器的种类很多，没有统一的规定，如按空气供给形式可分为大气式燃烧器和扩散式燃烧器，还可分为自然引风式和鼓风式；如按燃料混合情况可分为预混式（前混式）和外混式（后混式）；如按压力情况分为低压燃烧器（P＜5000Pa）和高压燃烧器(5000 Pa≤p≤300000 Pa)。具体选择时应注意以下几个方面：

1、燃烧机理大部分可燃气体的组分是烃类和氢（及一氧化碳），燃烧过程基本是链式反应，在正常情况下是连续不断的枝化链式反应。需要的条件：一是足够的温度（如氢气着火温度是630℃，甲烷的着火温度是645℃）；二是充分的空气混合；三是合适的燃烧空间。燃气的这种连续链式反应体现在火焰传播的速度上，而火焰的传播速度要靠可燃气体与空气的混合物的流动速度来维持，二者应当保持平衡（或维持在一定的范围内），这样才能使火焰燃烧稳定。燃烧器在工作时，混合气体（可燃气、空气）向炉膛内流动，而火焰向外传播。如果混合速度气流过大，着火区内可燃气体浓度下降，这样会影响引燃效果，使得后继气体不能着火，因此会发生脱火现象；反之，混合气体流速过小，传播的火焰会进入燃烧器内，又会发生回火现象。所以我们要结合燃气压力、锅炉背压阻力、送风压力、管道阻力等各方面情况，综合考虑选择适用的燃烧器。

2、在选择进口燃烧器时应注意以下几个方面：

（1）进口燃烧器对燃料的适应性“如压力波动范围及负荷调节范围”等要求比较严格，其主要由有整装型和分体型，整装型即在燃烧器体内装有鼓风机，实现一体化，燃烧器的功率一般在7000KW以下，而大于7000KW的燃烧器大多采用风机与燃烧器分离方式。对于整装型燃烧器，国外一般是为WNS型“卧式内燃”锅炉设计的。当用于燃煤锅炉改燃气锅炉时，由于炉型变化较大，炉体阻力差异亦很大，所以一定要注意煤炉本体及烟风道整体阻力与燃烧器匹配的问题，否则会影响燃烧器正常使用。

（2）不能简单按照锅炉容量“如X/吨蒸发量“选择进口燃烧器。因为国外（如欧美、日本等国家）对锅炉蒸发量的概念规定为“212°F华氏温度的水蒸发为212°F的蒸汽量”。因为212°F就是摄氏100℃，所以上述蒸发量实际上就是大气压力下的蒸发量，所需要的热量相当此时的汽化潜热为2257KJ/KG。而我们国内蒸发量的概念是给水从20℃，蒸发量为饱和温度时的蒸汽量。以上述为例，同样1t/h的锅炉，国外锅炉供热量是我国锅炉供热量的83%左右。这样可以看出仅按锅炉容量选择进口燃烧器，将会出现出力不足的问题。所以选择进口燃烧器不仅要考虑燃烧器的每小时耗气量，还要考虑燃烧器效率和锅炉效率，留有一定的余度。

（3）关于国产燃烧器的选择

国产燃烧器的燃烧机理与进口燃烧器基本相同，经配用进口电磁阀组和自动检测装置后，其性能比进口燃烧器毫不逊色。从其负荷调节范围大、对燃料适应性广等方面比较，更适合我们的国情。如：天津锅炉厂热能公司设计生产的RN9800系列燃烧器，选用霍尼维尔HONEYWELL电磁阀组和自动测漏装置，并在安全保护方面设置了以下连锁控制：蒸汽锅炉的低水位、超汽压连锁保护；热水锅炉低水压、超水温和突然停泵的连锁保护；燃气低气压和高气压连锁保护；(送风)空气压力过低或空气供应中断连锁保护；风机故障连锁保护；炉膛熄火连锁保护及安全连锁装置电源中断连锁保护等。一旦发生上述不安全故障时；电控系统发出声光报警，并自动停炉，切断燃料供应。在燃烧控制方面，设置了自动点火程序和二级火力燃烧工况，实现全自动控制及有关运行参数的数显监控。

四、爆燃与防爆

燃煤锅炉改燃气锅炉最危险的就是发生炉膛爆炸事故。爆炸的原因主要是由于炉膛或烟道内存有一定量的可燃气体与空气混合后达到其爆炸极限范围，被明火或锅炉本身的高温(受热的炉墙内壁发出的热量)引燃而发生爆炸。

燃煤锅炉改造为燃气锅炉后应从以下几个方面防止炉膛爆炸事故的发生：（1）必须配有可靠的安全保护控制措施，如前介绍的各项联锁保护。

（2）对于水管锅炉在炉膛出烟口位置(或正对炉膛中心位置.及烟道上设置防爆门。防爆门的作用是当炉膛或烟道内的混合气体发生爆燃时能自动打开，泄放一定的炉内压力，以保护炉墙不受严重破坏。防爆门有

重力式和膜片式等。关于防爆门的开启压力和设置面积，目前没有统一标准:一般按每立方米炉膛烟道的容积设置0.02m2来考虑防爆门面积。当采用重力式防爆门时，对正压运行的锅炉其开启压力可按计算出的炉膛压力加1000pa(结果不小于2000Pa)设计门的重量。当锅炉负压运行时，可按炉压为2000Pa计算。

当选用膜片式防爆门时，其材料可选0.2-0.3mm薄铝片或经划十字刻痕的薄镀锌铁板，其厚度为0.3-0.4mm，刻痕深度0.15-0.2mm，使用前应按设计压力做破裂试验，以防盲目安装后发生炉膛爆炸事故。膜片也可采用3-5mm厚的石板棉，但同样需做破裂试验。

（3）必须严格制定和执行安全操作规程，特别是在每次点火启动时，一定要做到彻底吹扫工作，掌握好吹扫时间。吹扫时间必须是根据通风机的流量，计算出通风量为三倍炉膛、烟道容积所需要的时间再延时30秒以上。也就是说，必须保证在风门打开后，吹扫的风量容积大于或等于三倍炉膛和烟道的容积量，所需的时间再延持30秒以上。在锅炉运行中注意风—气比例调节，防止出现脱火、回火现象，保证气体完全燃烧。

（4）当几台锅炉共用一个烟道时，每台锅炉都应设有烟道门，而且每台烟道门应设置限位开关。必须保证在锅炉启动前打开烟道门后，锅炉才能投入使用。防止因烟道门未打开，误操作造成通风不畅发生事故。

同时，在燃气锅炉点火前,必须仔细吹扫炉膛和烟道,排除炉内可能积存的可燃气体。维持燃烧器前的燃气压力稳定。燃烧系统必须具有自动点火和熄火保护的功能。锅炉房内的燃气供应系统,及其相关的电气设备,也要采取相应的安全措施。比如,采用防爆电器,设置燃气泄漏报警切断装置等。

结束语：

以上只是对燃煤锅炉进行煤改气可行性的一般分析和初步探讨以及具体进行施工中的一些注意事项。无论从经济角度还是环保方向上来看，大力发展燃气锅炉是目前的发展趋势，我科学城天然气输配量较为充足，完全可以满足热力厂煤改气后对天然气的需求而无须另外大投入建设天然气输配管网。热力厂煤改气后可以大大降低烟尘排放量，可以显著改善科学城的空气质量、更好的保护环境。

参考文献：

1、锅炉原理及计算 冯骏凯、沈幼庭主编 科学出版社1992;

2、工业锅炉安全技术基础 上海市劳动局锅炉安全监察处编著;

3、中小型燃气锅炉房 中国建筑工业出版社1988

第二篇：锅炉煤改气方案

锅炉煤改气方案

燃煤锅炉在实际使用运行中，热效率低，能源浪费大，排尘浓度大，煤的含硫量高，对大气污染严重。尤其是近年来，能源供需和环境污染的矛盾日益突出。而燃气锅炉的热效率高，对大气污染又低，有很好的环保性能。发达国家的燃气锅炉占有相当大的比重，俄罗斯占60%，美国占98%，日本占99%，发展燃气锅炉是大势所趋。因此，我国越来越多的大中城市制定了相应的强制性法规，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造为燃气锅炉。根据新的环保法，对产生大气污染的设备要实行监管，严格限定污染物的排放量，实施“碧水蓝天工程”，推荐使用清洁燃料或天然气，各级政府会采取相应措施，推行燃煤全面及燃气化改造。天然气是目前世界上一种最清洁的燃料，它燃烧充分，产生的灰份、含硫量和含氮量比燃煤低的多。同时，气体燃料通过管道输送，可极大的减小劳动强度，改善劳动条件，降低运行成本。

一、改造技术方案

1、燃煤锅炉改成燃气锅炉注意要点

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；避免相临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；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；高温火焰要避免高速冲刷受热面，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、检修和维修方便。

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℃左右的较高范围。

3）一般燃煤锅炉改造成燃气锅炉后，由于受热面和积灰明显减轻，传热条件改善，不完全热损失也可控制得较小，所以锅炉效率可提高约5%-10%。

2、技术方案总的构思

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≤100×10cal/mh

② 考虑到天然气主要成份为CH4，其燃烧后产生的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。

43③ 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，燃烧所需风量较少一些，加上拆除除尘器后，以及烟道系统烟尘较小，所以烟道阻力较小，引风机风量有较多的富余采用档板风门调节，功率损耗较大，建议可考虑采用变频调速方式对引风机进行调控。

⑤ 在炉膛和后烟室看火门处，增加一个至两个防爆门，提高锅炉的抗爆性能。

⑥ 新增加燃烧器控制系统与原有的锅炉控制有机结合在一起，具有燃烧程控功能，能预吹扫自动点火，火焰检测器自检，负荷自动调节，火焰监测故障报警联锁停炉。燃气阀阻检漏，压力高低报警，水位调节水位高低报警，极低水位停炉。蒸汽压力超高炉膛温度超高报警，引风机与燃烧机顺控联锁功能。

3、技术方案简要阐述

① 配置进口燃气燃烧器：“芬兰”“奥林”GP—700M，DN100一体化全自动燃烧器及包括，组合电磁阀调压阀、过滤器、检漏装置，高压气压开关，气压表及连杆等组成阀组一套，该机输出功率2—8.4MW，火焰尺寸Φ1500X4800

② 拆除煤斗：在原锅炉基础平面±0.00处以上到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。

③ 拆除炉排：拆除炉排的全炉炉排，以及前后轴和后部老鹰铁。

④ 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。

⑤ 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保温混凝土80mm厚，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。

⑥ 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。

⑦ 用原有左侧和后部的看火门，改成两个防爆门。

⑧ 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。

⑨ 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。

⑩ 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。

⑾ 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。

⑿ 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，能达到如下功能：

a.水位自动调节，指示。

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，工作性自动起停。

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.燃气系统泄漏报警，停炉。j.燃烧机停炉后吹扫。

k.引风机与燃烧机顺控联锁，起动时引风机先开，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。

⒀ 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。

⒁ 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。

二、燃气系统

1、天然气的组份、热性及物理特性 ① 组份（%）

CO:0.1 H2:0.2 CH4:95.5 CmHm:1.0 CO2:0.5 N2:2.7 ② 热值 8000kcal/Nm ③ 物理特性

a.标态下密度 0.7435kg/Nm

b.燃烧所需要的空气量 9.64Nm/ Nm c.燃烧产物的烟气含尘量 10.648mg/ Nm d.最低着火温度 400C e.理论燃烧温度 1700C

2、燃烧器对天然气的参数要求：

① 天然气供气压力（动压）1100mmH2O—1500mmH2O ② 热值 ≥8000kcal/Nm ③ 流量：80 Nm/吨蒸汽.h

3、燃气管道流程及设备：

天然气管道为中压A，为达到锅炉燃烧器前的压力要求，同时又可以防止燃气压力的上下波动，需要设置一台落地式燃气调压计量柜，该调压柜可完成过滤、调压、稳压、计量、安全切断等功能。为保证向

3ОО

33锅炉24小时不间断供气，可采用2+1型式，及双回路加旁通。

第三篇：4T锅炉煤改气设计方案

4T锅炉煤改气设计方案

（嘉峪关凤翔新型节能材料有限责任公司）

编制：宋伟 审核：闫兰宪 批准：陈敬东

甲方：嘉峪关凤翔新型节能材料有限责任公司 乙方：中核动力设备有限公司

锅炉煤改气设计的基本原则和具体方案介绍。根据我国环保政策的要求全国许多大中城市加强环境治理，特别是陕北、新疆、渤海等各大油、气田开发出大量天然气供给各城市。为了有效利用能源，控制大气污染，许地方政府要求将燃煤锅炉更换为燃气锅炉但由于经济财力所限，有很大一批用户希望能将原有燃煤锅炉改造为燃气(燃油)锅炉。实际上一般工业锅炉均配有良好的水质处理设备，在正常使用情况下，其工作寿命可达到 2O 年以上，所以将锅炉 “煤改气”是一种既节省资金又工期短，见效恢，切实可行的好办法

一、基本情况

嘉峪关凤翔新型节能材料有限责任公司原有4t/h燃煤蒸汽锅炉一台，该锅炉为无锡华光工业锅炉有限公司生产，型号SZL-2.5/280-M型，2009年5月生产，2010年投入使用。锅炉炉体受压元件基本完好，有继续使用价值；锅炉的给水系统和送、引风系统基本完好，非常适宜改造为燃气锅炉。

锅炉参数 ①额定出力 4t/h ②额定工作压力 2.5Mpa ③给水温度 20℃ ④设计效率 ≥78% ⑤使用燃料燃煤 ⑥过热蒸汽温度 280℃ ⑦燃烧方式链条炉排 ⑧水压实验压力3.44Mpa

二、锅炉 “煤改气”原则和要求

锅炉 “煤改气”的基本原则和要求燃煤锅炉改造为燃气锅炉从根本上改变了锅炉的燃烧方式，同时对锅炉运行工况、锅炉房综合管理都带来巨大的变化。特别是燃料气体(天然气、煤制气、焦炉气等)是可燃、可爆的有毒气体，如果处理不当会发生炉膛爆炸，燃气外溢甚至会引发火灾等。所以，对锅炉 “煤改气”，以下几个方面应引起大家重视。

(1)锅炉改造必须遵照《蒸汽锅炉安全技术监察规程》及国家有关技术法规进行。锅炉改造方案应得到当地锅炉监管部门的认可。

(2)首先应认真检查锅炉承压受热面是否存在严重腐蚀、结垢、过热等情况，受压元件必须保持基本完好。其次应根据锅炉工作年限确定其改造使用价值。检查工作应请当地锅炉监检部门进行。

(3)应认真检查锅炉炉墙、烟道系统、锅炉给水系统及锅炉送风、引风系统。以上各系统应保持基本完好。(4)锅炉改造后保持锅炉原技术参数不变(如工作压力、温度等)而且应保持或提高原锅炉的负荷及锅炉效率。

(5)锅炉改造后应符合国家环保各项技术指标的要求，彻底解决消烟除尘的问题

(6)锅炉改造应做到简单易行，安全可靠，力求花钱少见效快，充分体现 “煤炉改气炉”的优越性。

三、锅炉 “煤改气”内容和方法 3.1 确定合理的设计方案

在燃煤锅炉改造为燃气锚炉的工作中，要根据不同的炉型确定不同的改造方案。首先我们应根据炉膛对流等各受热面的几何结构考虑燃料变化后引起的燃烧特性和传热的变化。尤其是以烷类碳氢化台物为主要成分的天然气等高热值气体，在炉膛中的燃烧过程要比燃煤强烈得多，燃烧中炉膛热强度大大提高。在加大炉膛热负荷的同时，炉膛出口烟温会有所提高(有过热器的锅炉应考虑对过热器的影响)。在对流受热面中，由于炉膛吸热量增加，而且对流受热面表面污染情况比燃煤时大有改善、会使得传热条件相应得到改善，排烟中的过量空气系数和排烟温度都会有所降低这样锅炉效率也会有所提高。在锅炉改造中，要对各段受热面热负荷分配情况进行详细的热力计算同时注意烟气流动分布情况进行烟风阻力计算，以便正确的确定风机参数。

3.1.1W N L 型煤炉改气炉 在改造方案中针对不同的炉型制定具体的改造内容WN型卧式内燃链条锅炉在改造时应拆除原有炉排，锅炉前部应设置燃烧器，并对前后烟箱进行加强保温和密封改造，特别是扁炬箱更应引起重视。加厚耐火材料及保温材料(应采用低传导优质材料，如硅酸铝、矽土等)防止后烟箱过热，因没有砌筑护墙泄露、喷火问题，以正压燃烧方式最好，这样比负压运行的锅炉效率可提高 2％左右但须重新更换鼓风机、原有鼓、引风机不可再继续使用。

3.1.2DZS型及SZL型煤炉改气

对于DZL型单锅筒纵置式锅炉、SZL 型双锅筒纵置式锅炉、SHL型双锅筒横置式锅炉及其它各种水管、水火管锅炉的改造方案，一般晴况下应尽量不变动锅炉本体受压元件部分，只对炉拱、炉墙作局部的改造即可，锅炉的炉排、煤斗等拆除后，在前墙设置燃烧器(国产)和箱；在后墙部位设置防爆门、看火孔及检查门(封密式)，烟气流动走向仍为原设计流程，这种锅炉可在保留原鼓引风机不变的情况下．采用微负压运行方式。如果用户希望采用微正压运动方式，须重新砌筑炉墙(加厚)而且按微正压炉膛要求重新焊制严密合格的护板，同时更换新鼓风机。这样做虽然初次投资略大些，约占改造费用的 20％-25％左右，但由于提高了锅炉效率，可从节约燃料方面回收投资。

不论哪一种炉型在改造中都应注意以下问题：

(1)应保障烟气流动通畅．有良好的充满度且应避免出现死角和死区。(2)燃烧器应设置在炉膛中心高度位置，且有足够的燃烧空间和长度。火焰不应冲刷到受热面管壁上．以免造成气体不完全燃烧和管壁局部过热损坏。

(3)由于天然气在炉膛中燃烧反应强烈、热强度高，对于裸露在炉膛内的锅筒底部应进行绝热处理(如DZL型锅炉的“烧肚皮”问题)。另外烟火管锅炉的管板人口处娴温应控制在 ~< 600℃，以防止发生管板裂纹。

(4)各种水管、水火管锅炉的炉墙基本用耐火砖砌筑．外加保温材料和护板在 “煤改气”时应注意炉墙的严密性，尽量减少原有的炉门检查门等，可用耐火材料砌堵，防止喷出火焰伤人或向炉内漏人过多的冷空气，影响锅炉效率，剥于必须保留的看火孔也应采用封闭式看火孔，通过耐热玻璃观察炉火。

(5)燃煤锅炉的炉膛和燃气锅炉比，一般都比较大，有足够的燃烧空间，改造后可增加燃气量，不影响燃烧工况。如果用户要求明显提高锅炉出力，可适当增加炉膛辐射受热面，同时清除原受热面内外侧的水垢和烟垢，这样在不增大锅炉体积的情况下提高锅炉出力是不成问题的。但必须在做好锅炉的热力计算、烟风阻力计算的同时还要做好强度计算。

3.2正确选择匹配的燃烧器

在锅炉改造中要根据不同燃料气体选择不同的燃烧器。目前应用的可燃气有天然气、油田气、焦炉煤气、发生炉煤气、液化石油气等。目前可供使用的燃烧器的种类很多，没有统一的规定，如按空气供给形式可分为大气式燃烧器和扩散式燃烧器．还可分为自然引风式和鼓风式；如按燃料混合情况可分为预混式(前混式)和外混式(后混式)；如按压力情况分为低压燃烧器(p <5000Pa)和高压燃烧器(5000 ≤P ≤300000P a)。具体选择时应注意以下几个方面：

3.2.1 燃烧机理

大部分可燃气体的组分是烃类和氢(及一氧化碳)，燃烧过程基本是链式反应，在正常情况下是连续不断的枝化链式反应需要的条件：

①是足够的温度(如氢气着火温度是530~C，甲烷的着火温度是645℃)。②是充分的空气混合。

③是合适的燃烧空问。

燃气的这种连续链式反应体现在火焰传播的速度上，而火焰的传播速度要靠可燃气体与空气的混合物的流动速度来维持，二者应当保持平衡(或维持在一定的范围内)，这样才能使火焰燃烧稳定。燃烧器在工作时，混合气体(可燃气 + 空气)向炉膛内流动．而火焰向外传播。如果混合速度气流过大．着火区内可燃气体浓度下降，这样会影响引燃效果．使得后继气体不能着火，因此会发生脱火现象；反之，混合气体流速过小，传播的火焰会进入燃烧器内，又会发生回火现象。所以我们要结合燃气压力、锅炉背压阻力、送风压力、管道阻力等各方面情况，综合考虑选择适用的燃烧器。

3.2.2关于进口燃烧器的选择 目前有许多国家的燃烧器捅人国内，如德国、意大利、英国、法国、日本、南韩等等。国外进口燃烧器大部分产品技术性能较完善，造形美观、体积小、效率高，但价格昂贵，而且对燃料的适应性(如压力波动范围)及负荷调节范围等要求比较严格。在选择进口燃烧器时应注意以下几个方面：

(1)进口燃烧器有整装型和分体型。整装型即在燃烧器体内装有鼓风机，实现一体化，燃烧器的功率一般在 7000kW 以下，而大于 7000kW 的燃烧器大多采用风机与燃烧器分离方式。对于整装型燃烧器，国外一般是为 W N S 型(卧式内燃)锅炉设计的。当用于燃煤锅炉改燃气锅炉时，由于炉型变化较大，炉体阻力差异亦很大，所以一定要注意煤炉本体及烟风道整体阻力与燃烧器匹配的问题，否则会影响燃烧器正常使用。

(2)不能简单按照锅炉容量(如X 吨蒸发量)选择进口燃烧器。因为国外(如欧美、日本等国家)对锅炉蒸发量的概念规定为从 212。F(华氏温度)的水蒸发为212。F的蒸汽量，因为 212。F 就是摄氏 100~C ．所以上述蒸发量实际上就是大气压力下的蒸发量，所需要的热量相当此时的汽化潜热为 2257kJ／kg。而我们国内蒸发量的概念是给水从 20℃，蒸发量为饱和温度时的蒸汽量。以上述为例，同样 1t／h 的锅炉，国外锅炉供热量是我国锅炉供热量的 83％左右。这样可以看出仅按锅炉容量选择进口燃烧器，将会出现出力不足的问题。所以选择进口燃烧器不仅要考虑燃烧器的每小时耗气量，还要考虑燃烧器效率和锅炉效率，留有一定的余度。3.2.3关于国产燃烧器的选择

国产燃烧器的燃烧机理与进口燃烧器基本相同，经配用进口电磁阀组和自动检测装置后，其性能比进口燃烧器毫不逊色。从其负荷调节范围太、对燃料适应性广等方面比较，更适合我们的国情，燃烧器选用霍尼维尔 H oneyw ell电磁阀组和自动测漏装置，并在安全保护方面设置了以下连锁控制：蒸汽锅炉的低水位、超汽压连锁保护；热水锅炉低水压、超水温和突然停泵的连锁保护；燃气低气压和高气压连锁保护；(送风)空气压力过低或空气供应中断连锁保护；风机故障连锁保护；炉膛熄火连锁保护及安全连锁装置电源中断连锁保护等。一旦发生上述不安全故障时；电控系统发出声光报警，并自动停炉，切断燃料供应。在燃烧控制方面，设置自动点火程序和二级火力燃烧工况，实现全自动控制及有关运行参数的数显监控。

3.3炉前燃气系统的确定

正确设计和安装炉前燃气系统是锅炉煤改气”重要的一环，如果处理不当，就有可能发生事故。常用的燃气系统装置的作用是在每次点火启动之前，向电磁阀组内充气后，根据压力信号检查各电磁阀是否泄漏，如没有泄漏则转人点火程序，否则发出声光报警。为了防止燃气压力过高或过低对点火和燃烧完全的影响，在系统中设置了燃气压力高限和低限保护装置(高、低压开关)，其限值可根据燃料和燃烧器的情况调整设定。

3.4爆燃与防爆 燃煤锅炉改燃气锅炉最危险的就是发生炉膛爆炸事故。爆炸的原因主要是由于炉膛或烟道内存有一定量的可燃气体与空气混合后达到其爆炸极限范围，被明火或锅炉本身的高温(受热的炉墙内壁发出的热量)引燃而发生爆炸。

燃煤锅炉改造为燃气锅炉后应从以下几个方面防止炉膛爆炸事故的发生：

(1)必须配有可靠的安全保护控制措施，如前介绍的各项联锁保护。(2)对于水管锅炉在炉膛出烟口位置(或正对炉膛中心位置)及烟道上设置防爆门：防爆门的作用是当炉膛或烟道内的混合气体发生爆燃时能自动打开，泄放一定的炉内压力，以保护炉墙不受严重破坏。防爆门有重力式和膜片式等。关于防爆门的开启压力和设置面积，目前没有统一标准，一般按每立方米炉膛烟道的容积设置 0．025m 2来考虑防爆门面积。当采用重力式防爆门时，对正压运行的锅炉其开启压力可按计算出的炉膛压力加 1000Pa(结果不小于 2000Pa)设计门的重量。当锅炉负压运行时，可按炉压为 2000Pa 计算。当选用膜片式防爆门时，其材料可选 0．2 ．3m m薄铝片或经划十字刻痕的薄镀锌铁板，其厚度为 O 3—0．4m m，刻痕深度 0 1 52m m，使用前应按设计压力做破裂试验，以防盲目安装后发生炉膛爆炸事故。膜片也可采用 3~5m m 厚的石板棉，但同样需做破裂试验。

(3)必须严格制定和执行安全操作规程．特别是在每次点火启动时，一定要做到彻底吹扫工作，掌握好吹扫时间。吹扫时问必须是根据通风机的流量，计算出通风量为三倍炉膛、烟道容积所需要的时间再延时 30 秒以上。也就是说，必须保证在风门打开后，吹扫的风量容积太于或等于三倍炉膛和烟道的容积量，所需的时间再延持 30 秒以上。在锅炉运行中注意冈广_气比例调节，防止出现脱火、回火现象，保证气体完全燃烧。

(4)当几台锅炉共用一个烟道时，每台锅炉都应设有烟道门，而且每台烟道门应设置限位开关。必须保证在锅炉启动前打开烟道门后，锅炉才能投人使用。防止因烟道门未打开，误操作造成通风不畅发生事故。

中核动力设备有限公司

2015年3月2日

第四篇：锅炉煤改气方案实施探讨

锅炉煤改气工程实施探讨

摘要：根据新的环保法，对产生大气污染的设备要实行监管，严格限定污染物的排放量，实施“碧水蓝天工程”，AAA作为旅游城市，积极推荐使用清洁燃料或天然气，减少雾霾天气，改善空气质量一直走在国家前列。本文详细介绍了煤锅炉改为燃气锅炉实施可能性、应该注意的事项、推进过程中存在的困难及解决建议。

关键词： 煤锅炉 燃气锅炉 改造工程

一、煤锅炉改为燃气锅炉发展趋势

燃煤锅炉在实际使用运行中，热效率低，能源浪费大，排尘浓度大，煤的含硫量高，对大气污染严重。而燃气锅炉的热效率高，对大气污染又低，有很好的环保性能。发达国家的燃气锅炉占有相当大的比重，俄罗斯占60%，美国占98%，日本占99%，发展燃气锅炉是大势所趋。AAA政府2013年已采取相应措施，积极全面推行燃煤锅炉燃气化改造。

由于AAA周边县市的发达印染、化纤产业，往往以燃煤为燃料，而燃煤通常会产生大量的二氧化硫、氮氧化物、烟尘等大气污染物，这些均是PM2.5的重要来源，也是产生灰霾天的关键元凶。根据AAA市煤改气进程，2013年BBB区对176家企业实行“煤改气”工程，包括绕城线及产业集聚区范围内128家整治单位的燃煤工业锅炉，以及48家印染企业的导热油锅炉实施改造。2014年，BBB区出台了《AAA市BBB区加快推进燃煤锅炉清洁化改造工作实施意见》，对全区所有10蒸吨/时（含）以上非电燃煤锅炉烟气清洁化改造。2015年5月份，《BBB区10蒸吨以下燃煤锅炉淘汰改造工作方案》酝酿出炉，对所有10蒸吨以下燃煤锅炉进行了淘汰改造，可见AAA政府对煤改气的力度会越来越大。

二、燃煤锅炉改燃气锅炉技术上的可行性

燃煤锅炉改燃气锅炉有两种更换方式：第一种方式是把原燃煤锅炉通过技术改造变成燃气锅炉，第二种方式则根据原燃煤锅炉出力等技术参数彻底淘汰燃煤锅炉，买一台同样效果的燃气锅炉，但这两种方式都要对原有厂房，水泵房、防爆措施等技术改造。

在燃煤锅炉改造为燃气锅炉的工作中，应以不变动锅炉本体受压元件部分，减少对原有锅炉改动为原则。改造过程应着重从燃气燃烧器的选择、燃烧器数量的确定、燃烧器布置、炉膛布置的匹配性设计、选择防爆措施等方面考虑，循序渐进，既要考虑经济效益，又要从实用性出发。由于燃煤锅炉通过技术改造转变成燃气锅炉实施比较复杂、改造周期长，根据目前改造情况，大部分采用第二种方式。

三、改造中应注意的问题

1、消防安全方面

燃气锅炉房属于甲类厂房以及耐火等级不低于二级，消防安全方面远远高于燃煤锅炉厂房，因此把燃煤锅炉改造成燃气锅炉时，锅炉厂房应重新按规范进行改造，注意防爆抗耐火级的选择。

2、自动控制方面

应特别注意锅炉水位自动联锁保护，以及燃气锅炉熄火自动保护，蒸汽压力、燃气压力、风压低等自动联锁保护，在自动控制程度方面燃气锅炉要远远高于燃煤锅炉。

3、锅炉房与调压室设置两路可燃气体报警装置，报警系统应与紧急切断阀和强制排风设施联锁。

四、燃煤锅炉与燃气锅炉的经济分析（第二种方式）

（一）燃料成本分析：

燃煤费用（根据能量守恒定律）

1、煤价600元/吨，则为0.6元/公斤

2、发热量5000千卡/公斤 3、1吨蒸汽热值约为600000千卡

4、燃煤锅炉热效80% 1）那么1吨燃煤锅炉小时所需煤量为m，m= 600000/5000/55%=218.18公斤 2）2吨燃煤锅炉每小时耗煤钱数=2*218.18*0.6=261.82元左右。

燃气费用：

1、燃气价格3.47元/Nm3

2、热值8600千卡/ Nm3

3、燃气锅炉热效率90% 1）那么：1吨燃气锅炉小时耗气量为L L=600000/8600/90%=77.52 Nm3 2）2吨燃气锅炉每小时耗气钱数=2*77.52*3.47=537.98元。

（二）固定成本分析：

燃煤锅炉：28万元+除尘设备2.5万元=30.5万元

燃气锅炉：25万元 +燃气调压、计量、报警等配套设备15万元=40万元。

五、燃气锅炉环境效益分析

使用燃气锅炉与燃煤锅炉相比，可以大大减轻对环境的污染。燃气锅炉可以减少标煤消耗，减少二氧化碳的排放，有利于减缓温室效应，抑制全球变暖的环境趋势。与此同时，它还减少了烟尘、二氧化硫、煤渣的排放，有利于人类的身体健康。二氧化硫等化学物质的排放减少也减轻了因酸气腐蚀造成的建筑、设备的损坏和对历史遗迹的破坏。

六、结论及建议：

通过以上分析可以看出燃煤锅炉改燃气锅炉在技术上是完全可行的，并且改装后的燃气锅炉采用智能控制，操作安全稳定，热效率远远高于燃煤锅炉，据统计燃煤锅炉的平均热效率为55％左右，燃气锅炉的平均热效率达90％左右。

经济分析方面燃气锅炉的综合投资要比燃煤锅炉高，运行费用也高于燃煤锅炉，对于企业来说，产品成本增加，利润降低。因此，正是因为涉及到企业自身利益问题，造成许多企业整改不积极，对于政府要求整改的时间节点进行拖延，有些企业即使在政府的强压下把煤锅炉改成燃气锅炉，但实际应用情况并不理想。有些企业甚至实施两套运营方案，政府查的严的话，就实施燃气锅炉，若查的不严的话，仍然实施燃煤锅炉。

为解决以上问题，需要从以下几个方面进行改进：第一、各地政府对于燃煤锅炉改燃气锅炉应给与政策支持及费用补贴，从而提高企业燃煤锅炉改造的积极性。第二、减少燃气供应中间环节，降低燃气价格，尽可能使企业可以接受。第三、燃气公司从自身利益出发，为了增加售气量，可以在安装成本上给企业以优惠，或者以气量返还的方式给企业，从而使企业在工程前期投资上降低成本。第四、政府职能部门应加强燃煤锅炉改燃气锅炉后的复查工作，发现改而不用弄虚造假者，应从重处罚。只有这样，我们的“碧水蓝天工程”才能够实现，我们的生活环境才能变的更加美好。

参考文献：

《燃煤工业锅炉燃气改造分析》 尚磊，赵强 太原科技 2009年第1期 《工业锅炉操作安全技术基础》张兆杰，黄河水利出版社出版，2008-4-1 版 《城镇燃气设计规范》 GB50028-2006

第五篇：浅谈煤改气

浅谈锅炉煤改气

一．从国家的角度

随着雾霾天气的不段出现和对人的不利影响，锅炉煤改气已经势在必行，国家对此也更加推崇。2014年2月，习主席在北京考察时指出：应对雾霾污染、改善空气质量的首要任务是控制PM2.5，要从压减燃煤、严格控车、调整产业、强化管理、联防联控、依法治理等方面采取重大举措。多地相应出台锅炉煤改气政策，不管是给予锅炉煤改气补贴还是对于锅炉煤改气的提供的技术手段都可见国家对锅炉煤改气的重视和决心。二．从能源的角度

煤炭能源曾带给我们工业的辉煌，与之相对应的是严重的环境污染。寻找清洁能源成了全球能源行业的重要任务。天然气作为储量大，易开采的清洁能源，被越来越多的国家使用。我国近几年雾霾污染十分严重，国家也多次下达锅炉煤改气等治霾政策，天然气将成为我国能源行业的重要力量。

天然气的主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷，此外一般有硫化氢、二氧化碳、氮和水气和少量一氧化碳及微量的稀有气体，如氦和氩等。天然气在送到最终用户之前，为助于泄漏检测，还要用硫醇、四氢噻吩等来给天然气添加气味。天然气不溶于水，密度为0.7174kg/Nm3，相对密度（水）为约0.45(液化)燃点(℃)为650，爆炸极限(V%)为5-15。在标准状况下，甲烷至丁烷以气体状态存在，戊烷以上为液体。甲烷是最短和最轻的烃分子。天燃气每立方燃烧热值为8000大卡至8500大卡。每公斤液化气燃烧热值为11000大卡。气态液化气的比重为2.5公斤/立方米。每立方液化气燃烧热值为25200大卡。每瓶液化气重14.5公斤，总计燃烧热值159500大卡，相当于20立方天然气的燃烧热值。

与烧煤相比甲烷属于清洁能源,其燃烧不会产生至霾氧化物而且产生热量比煤炭产生的热量多，这就大大减少了能源的消耗和至霾气体的排放使其雾霾天气数量大大减少，这样对于我们生产和生活的都有极大的提高。

三．可持续发展 煤炭作为能源，近几年来在生活生产中都扮演着重要的角色，但是随着时间的发展和人们对生活环境的要求，我们不得不发展新能源，天然气便应运而生出现在我们日常生活和生产的每一个角落。

近20年来煤炭对于中国的腾飞起着密不可分的作用从振兴东北老工业基地到现在都是煤炭在支持我们的发展，从所周知煤炭是不可再生能源，面对煤炭的枯竭我们也不得不发展新型能源。

四．锅炉煤改气对于企业的利与弊 对于企业来讲，顺应时代的发展便是最好的机遇。再好的企业如果不顺应时代的发展那也会泯灭在这个信息流量大、生活节奏快、信息更新快的社会大潮中这不禁引人深思。

任何事物存在都有利弊锅炉煤改气也不例外： 好处：

1.环保：燃气是比较清洁的燃料，燃气锅炉污染排放少。2.自动化程度高，减少人工。

3.减少了用地面积，燃气锅炉不需要储煤、储灰渣的场地。弊端：

4.运行成本提高。

5.司炉人员技术水平提高。6.现场需防止燃气泄漏。总体来讲没锅炉煤改气是国家发展的必由之路，也是我们生活、生产的必要选择，秉持可持续发展使我们终生受益。