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一、鍋爐煤改氣的基本原則和要求

燃煤鍋爐改造為燃?xì)忮仩t從根本上改變了鍋爐的燃燒方式，同時對鍋爐運行工況、鍋爐房綜合管理都帶來巨大的變化。但特別需要注意的是燃料氣體“天然氣、煤制氣、焦?fàn)t氣等”都是易燃、易爆的有毒氣體，如果處理不當(dāng)會發(fā)生爐膛爆炸，燃?xì)馔庖缟踔習(xí)l(fā)火災(zāi)等。所以，對鍋爐煤改氣，以下幾個方面應(yīng)引起重視：

1、鍋爐改造必須遵照《蒸汽鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》和《熱水鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》及國家有關(guān)技術(shù)法規(guī)進行。鍋爐改造方案應(yīng)得到當(dāng)?shù)劐仩t監(jiān)管部門的認(rèn)可。

2、首先應(yīng)認(rèn)真檢查鍋爐承壓受熱面是否存在嚴(yán)重腐蝕、結(jié)垢、過熱等情況，受壓元件必須保持基本完好。其次應(yīng)根據(jù)鍋爐工作年限確定其改造使用價值。（可委托當(dāng)?shù)劐仚z部門）

3、應(yīng)認(rèn)真檢查鍋爐爐墻、煙道系統(tǒng)、鍋爐給水系統(tǒng)及鍋爐送風(fēng)、引風(fēng)系統(tǒng)。以上各系統(tǒng)應(yīng)保持基本完好。

4、鍋爐改造后應(yīng)保持鍋爐原技術(shù)參數(shù)不變“如工作壓力、溫度等”而且應(yīng)保持或提高原鍋爐的負(fù)荷及鍋爐效率。

5、鍋爐改造后應(yīng)符合國家環(huán)保各項技術(shù)指標(biāo)的要求，徹底解決消煙除塵的問題。

6、鍋爐改造后應(yīng)做到簡單易行，安全可靠。力求花錢少見效快，充分體現(xiàn)鍋爐煤改氣的優(yōu)越性。

二、鍋爐煤改氣內(nèi)容和方法

鍋爐煤改氣

1、在燃煤鍋爐改造為燃?xì)忮仩t的工作中，要根據(jù)不同的爐型確定不同的改造方案。

2、燃煤鍋爐改造的關(guān)鍵環(huán)節(jié)：

(1)拆除原燃煤鍋爐的出渣機、上煤斗、上煤機、鏈條爐排、變速箱等設(shè)備。

(2)通過對爐膛的傳熱計算,確定爐膛的幾何尺寸,爐膛火焰中心位置。重新澆注爐膛,爐膛澆注材料采用耐火混凝土,配比為:大骨料∶中骨料∶小骨料∶砂∶耐火水泥=4∶2∶1∶1∶2。為使鍋爐后拱管避開火焰中心位置,對原后拱管在原有坡度的基礎(chǔ)上抬高。

(3)裝設(shè)防爆門。

(4)對鍋爐本體進行1.5倍工作壓力的水壓試驗。對于我熱力廠SHL型雙鍋筒橫置式鍋爐及其它各種水管、水火管鍋爐的改造方案，一般情況下應(yīng)盡量不變動鍋爐本體受壓元件部分，只對爐拱、爐墻作局部的改造即可。

在改造施工中不論哪一種爐型都應(yīng)注意以下問題：

（1）應(yīng)保障煙氣流動通暢，有良好的充滿度且應(yīng)避免出現(xiàn)死角和死區(qū)。

（2）燃燒器應(yīng)設(shè)置在爐膛中心高度位置，且有足夠的燃燒空間和長度�；鹧娌粦�(yīng)沖刷到受熱面管壁上，以免造成氣體不完全燃燒和管壁局部過熱損壞。

（3）由于天然氣在爐膛中燃燒反應(yīng)強烈、熱強度高，對于裸露在爐膛內(nèi)的鍋筒底部應(yīng)進行絕熱處理，另外對于火管鍋爐的管板入口處煙溫應(yīng)控制在≤6000C，以防止發(fā)生管板裂紋。

（4）各種水管、水火管鍋爐的爐墻基本用耐火磚砌筑，外加保溫材料和護板。在“煤改氣”時應(yīng)注意爐墻的嚴(yán)密性，盡量減少原有的爐門、檢查門等，可用耐火材料砌堵，防止噴出火焰?zhèn)嘶蛳驙t內(nèi)漏入過多的冷空氣，影響鍋爐效率，對于必須保留的看火孔也應(yīng)采用封閉式看火孔，通過耐熱玻璃觀察爐火。

（5）燃煤鍋爐的爐膛和燃?xì)忮仩t比，一般都比較大，有足夠的燃燒空間，改造后可增加燃?xì)饬�，不影響燃燒工況。如果用戶要求明顯提高鍋爐出力，可以適當(dāng)增加爐膛輻射受熱面，同時清除原受熱面內(nèi)外側(cè)的水垢和煙垢，這樣在不增大鍋爐體積的情況下提高鍋爐出力是不成問題的。但必須在做好鍋爐的熱力計算、煙風(fēng)阻力計算的同時還要做好強度計算。

三、正確選擇匹配的燃燒器目前可供使用的燃燒器的種類很多，沒有統(tǒng)一的規(guī)定，如按空氣供給形式可分為大氣式燃燒器和擴散式燃燒器，還可分為自然引風(fēng)式和鼓風(fēng)式；如按燃料混合情況可分為預(yù)混式（前混式）和外混式（后混式）；如按壓力情況分為低壓燃燒器（P＜5000Pa）和高壓燃燒器(5000 Pa≤p≤300000 Pa)。

具體選擇時應(yīng)注意以下幾個方面：

1、燃燒機理大部分可燃?xì)怏w的組分是烴類和氫（及一氧化碳），燃燒過程基本是鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，在正常情況下是連續(xù)不斷的枝化鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。

需要的條件：

一是足夠的溫度（如氫氣著火溫度是630℃，甲烷的著火溫度是645℃）；

二是充分的空氣混合；

三是合適的燃燒空間。

燃?xì)獾倪@種連續(xù)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)體現(xiàn)在火焰?zhèn)鞑サ乃俣壬�，而火焰的傳播速度要靠可燃�(xì)怏w與空氣的混合物的流動速度來維持，二者應(yīng)當(dāng)保持平衡（或維持在一定的范圍內(nèi)），這樣才能使火焰燃燒穩(wěn)定。

燃燒器在工作時，混合氣體（可燃?xì)�、空氣）向爐膛內(nèi)流動，而火焰向外傳播。如果混合速度氣流過大，著火區(qū)內(nèi)可燃?xì)怏w濃度下降，這樣會影響引燃效果，使得后繼氣體不能著火，因此會發(fā)生脫火現(xiàn)象；反之，混合氣體流速過小，傳播的火焰會進入燃燒器內(nèi)，又會發(fā)生回火現(xiàn)象。所以我們要結(jié)合燃?xì)鈮毫�、鍋爐背壓阻力、送風(fēng)壓力、管道阻力等各方面情況，綜合考慮選擇適用的燃燒器。

2、在選擇進口燃燒器時應(yīng)注意以下幾個方面：

（1）進口燃燒器對燃料的適應(yīng)性“如壓力波動范圍及負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍”等要求比較嚴(yán)格，其主要由有整裝型和分體型，整裝型即在燃燒器體內(nèi)裝有鼓風(fēng)機，實現(xiàn)一體化，燃燒器的功率一般在7000KW以下，而大于7000KW的燃燒器大多采用風(fēng)機與燃燒器分離方式。對于整裝型燃燒器，國外一般是為WNS型“臥式內(nèi)燃”鍋爐設(shè)計的。當(dāng)用于燃煤鍋爐改燃?xì)忮仩t時，由于爐型變化較大，爐體阻力差異亦很大，所以一定要注意煤爐本體及煙風(fēng)道整體阻力與燃燒器匹配的問題，否則會影響燃燒器正常使用。

（2）不能簡單按照鍋爐容量“如X/噸蒸發(fā)量“選擇進口燃燒器。因為國外（如歐美、日本等國家）對鍋爐蒸發(fā)量的概念規(guī)定為“212°F華氏溫度的水蒸發(fā)為212°F的蒸汽量”。因為212°F就是攝氏100℃，所以上述蒸發(fā)量實際上就是大氣壓力下的蒸發(fā)量，所需要的熱量相當(dāng)此時的汽化潛熱為2257KJ/KG。而我們國內(nèi)蒸發(fā)量的概念是給水從20℃，蒸發(fā)量為飽和溫度時的蒸汽量。以上述為例，同樣1t/h的鍋爐，國外鍋爐供熱量是我國鍋爐供熱量的83%左右。這樣可以看出僅按鍋爐容量選擇進口燃燒器，將會出現(xiàn)出力不足的問題。所以選擇進口燃燒器不僅要考慮燃燒器的每小時耗氣量，還要考慮燃燒器效率和鍋爐效率，留有一定的余度。

（3）關(guān)于國產(chǎn)燃燒器的選擇國產(chǎn)燃燒器的燃燒機理與進口燃燒器基本相同，經(jīng)配用進口電磁閥組和自動檢測裝置后，其性能比進口燃燒器毫不遜色。從其負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大、對燃料適應(yīng)性廣等方面比較，更適合我們的國情。

如：某公司設(shè)計生產(chǎn)的RN9800系列燃燒器選用霍尼維爾HONEYWELL電磁閥組和自動測漏裝置，并在安全保護方面設(shè)置了以下連鎖控制：蒸汽鍋爐的低水位、超汽壓連鎖保護；熱水鍋爐低水壓、超水溫和突然停泵的連鎖保護；燃?xì)獾蜌鈮汉透邭鈮哼B鎖保護；(送風(fēng))空氣壓力過低或空氣供應(yīng)中斷連鎖保護；風(fēng)機故障連鎖保護；爐膛熄火連鎖保護及安全連鎖裝置電源中斷連鎖保護等。

一旦發(fā)生上述不安全故障時；電控系統(tǒng)發(fā)出聲光報警，并自動停爐，切斷燃料供應(yīng)。在燃燒控制方面，設(shè)置了自動點火程序和二級火力燃燒工況，實現(xiàn)全自動控制及有關(guān)運行參數(shù)的數(shù)顯監(jiān)控。

四、爆燃與防爆

鍋爐煤改氣危險的就是發(fā)生爐膛爆炸事故。爆炸的原因主要是由于爐膛或煙道內(nèi)存有一定量的可燃?xì)怏w與空氣混合后達(dá)到其爆炸極限范圍，被明火或鍋爐本身的高溫(受熱的爐墻內(nèi)壁發(fā)出的熱量)引燃而發(fā)生爆炸。

燃煤鍋爐改造為燃?xì)忮仩t后應(yīng)從以下幾個方面防止?fàn)t膛爆炸事故的發(fā)生：

（1）必須配有可靠的安全保護控制措施，如前介紹的各項聯(lián)鎖保護。

（2）對于水管鍋爐在爐膛出煙口位置(或正對爐膛中心位置.及煙道上設(shè)置防爆門。防爆門的作用是當(dāng)爐膛或煙道內(nèi)的混合氣體發(fā)生爆燃時能自動打開，泄放一定的爐內(nèi)壓力，以保護爐墻不受嚴(yán)重破壞。防爆門有重力式和膜片式等。關(guān)于防爆門的開啟壓力和設(shè)置面積，目前沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn):,,一般按每立方米爐膛煙道的容積設(shè)置0.02m2來考慮防爆門面積。

當(dāng)采用重力式防爆門時，對正壓運行的鍋爐其開啟壓力可按計算出的爐膛壓力加1000pa(結(jié)果不小于2000Pa)設(shè)計門的重量。當(dāng)鍋爐負(fù)壓運行時，可按爐壓為2000Pa計算。當(dāng)選用膜片式防爆門時，其材料可選0.2-0.3mm薄鋁片或經(jīng)劃十字刻痕的薄鍍鋅鐵板，其厚度為0.3-0.4mm，刻痕深度0.15-0.2mm，使用前應(yīng)按設(shè)計壓力做破裂試驗，以防盲目安裝后發(fā)生爐膛爆炸事故。膜片也可采用3-5mm厚的石板棉，但同樣需做破裂試驗。

（3）必須嚴(yán)格制定和執(zhí)行安全操作規(guī)程，特別是在每次點火啟動時，一定要做到徹底吹掃工作，掌握好吹掃時間。吹掃時間必須是根據(jù)通風(fēng)機的流量，計算出通風(fēng)量為三倍爐膛、煙道容積所需要的時間再延時30秒以上。也就是說，必須保證在風(fēng)門打開后，吹掃的風(fēng)量容積大于或等于三倍爐膛和煙道的容積量，所需的時間再延持30秒以上。在鍋爐運行中注意風(fēng)—氣比例調(diào)節(jié)，防止出現(xiàn)脫火、回火現(xiàn)象，保證氣體完全燃燒。

（4）當(dāng)幾臺鍋爐共用一個煙道時，每臺鍋爐都應(yīng)設(shè)有煙道門，而且每臺煙道門應(yīng)設(shè)置限位開關(guān)。必須保證在鍋爐啟動前打開煙道門后，鍋爐才能投入使用。防止因煙道門未打開，誤操作造成通風(fēng)不暢發(fā)生事故。同時，在燃?xì)忮仩t點火前,必須仔細(xì)吹掃爐膛和煙道,排除爐內(nèi)可能積存的可燃?xì)怏w。維持燃燒器前的燃?xì)鈮毫Ψ�(wěn)定。