燃煤鍋爐在進(jìn)行煤改氣前應(yīng)先做好計(jì)劃，特別是一些關(guān)鍵環(huán)節(jié)的改造都需要注意一些細(xì)節(jié)上的問題。
一、根據(jù)燃煤鍋爐爐型確定煤改氣方案
并非是所有的燃煤鍋爐都可以進(jìn)行燃?xì)忮仩t的改造，所以在進(jìn)行煤改氣之前，要先計(jì)算好原燃煤鍋爐的爐型，然后據(jù)此選擇最合適的方案。
二、燃煤鍋爐關(guān)鍵部位的改造
1、改造時(shí)拆除燃煤鍋爐的出渣機(jī)、上煤斗、上煤機(jī)、鏈條爐排、變速箱等設(shè)備。
2、通過對(duì)爐膛的傳熱計(jì)算，確定爐膛的幾何尺寸，爐膛火焰中心位置。
3、裝設(shè)防爆門。
三、改造過程中應(yīng)注意的5個(gè)問題
(1)應(yīng)保障煙氣流動(dòng)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(zhǎng)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(qiáng)烈、熱強(qiáng)度高，對(duì)于裸露在爐膛內(nèi)的鍋筒底部應(yīng)進(jìn)行絕熱處理，另外對(duì)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(hù)板。在煤改氣時(shí)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(duì)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)饬浚挥绊懭紵r。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(shí)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(jì)算、煙風(fēng)阻力計(jì)算的同時(shí)還要做好強(qiáng)度計(jì)算。
鍋爐煤改氣應(yīng)該注意的相關(guān)事項(xiàng)分析：
一、基本情況
按照原有10t/h燃煤蒸汽鍋爐一臺(tái)，型號(hào)SHL-1.25-AⅡ型，鍋爐爐體受壓元件基本完好。1、 鍋爐參數(shù)
①額定出力10t/h
②額定工作壓力1.25Mpa
③給水溫度105ОC
④設(shè)計(jì)效率≥90%
⑤使用燃料燃煤
⑥燃料消耗量5t標(biāo)準(zhǔn)煤/噸蒸汽
⑦燃燒方式室燃
⑧電能消耗(風(fēng)系統(tǒng))96.4Kw
2、改造要求
用戶要求將現(xiàn)有的一臺(tái)10t/h燃煤蒸汽鍋爐改造為天然氣鍋爐。并達(dá)到如下目標(biāo)：
1)保持原鍋爐的額定參數(shù)(如汽溫、汽壓、給水溫度等不變)
2)保持或提高原鍋爐的出力和效率
3)通過改造達(dá)到消除煙塵，滿足環(huán)保要求
4)改造方案簡(jiǎn)單易行，投資少、見效快，工期短，因此改爐時(shí)涉及面越小越好。改造時(shí)不超出鍋爐本體基本結(jié)構(gòu)之外。
二、改造技術(shù)方案
1、燃煤鍋爐改成燃?xì)忮仩t注意要點(diǎn)
1)燃燒器的選型和布置與爐膛型式關(guān)系密切，應(yīng)使?fàn)t內(nèi)火焰的充滿度好，不形成氣流死角;避免相臨燃燒器的火焰相互干擾;低負(fù)荷時(shí)保持火焰在爐膛中心位置，避免火焰中心偏離爐膛對(duì)稱中心;未燃盡的燃?xì)饪諝饣旌衔锊粦?yīng)接觸受熱面，以免形成氣體不完全燃燒;高溫火焰要避免高速?zèng)_刷受熱面，以免受熱面強(qiáng)度過高使管壁過熱等。燃燒器的布置還要考慮燃?xì)夤艿篮惋L(fēng)道的布置合理，操作、檢修和維修方便。
2)燃?xì)忮仩t爐膛出口煙氣溫度不會(huì)受積灰和高溫腐蝕等限制，一般允許在1300℃左右的較高范圍。
3)一般燃煤鍋爐改造成燃?xì)忮仩t后，由于受熱面和積灰明顯減輕，傳熱條件改善，不完全熱損失也可控制得較小，所以鍋爐效率可提高約5%-10%。
2、技術(shù)方案總的構(gòu)思
①爐膛設(shè)計(jì)考慮天然氣燃燒的火焰直徑(φ1500mm)和火焰長(zhǎng)度(4500mm)，使?fàn)t膛空間與火焰的充滿度達(dá)到最佳。爐膛容積熱負(fù)荷設(shè)計(jì)為≤100×104cal/m3h
②考慮到天然氣主要成份為CH4，其燃燒后產(chǎn)生的H2O，蒸汽份額較大，故其輻射能力較強(qiáng)，爐膛受熱可適當(dāng)增加，以充分利用其輻射傳熱，提高熱效率，降低鋼材消耗，確保鍋爐出力，并可能提高鍋爐出力。
③鍋爐爐膛內(nèi)采用微正壓燃燒。要求鍋爐的爐墻，密封性能要加強(qiáng)。
④由于燃?xì)忮仩t的空氣過剩系數(shù)較小，只有1.05~1.2之間，燃燒所需風(fēng)量較少一些，加上拆除除塵器后，以及煙道系統(tǒng)煙塵較小，所以煙道阻力較小，引風(fēng)機(jī)風(fēng)量有較多的富余采用檔板風(fēng)門調(diào)節(jié)，功率損耗較大，建議可考慮采用變頻調(diào)速方式對(duì)引風(fēng)機(jī)進(jìn)行調(diào)控。
⑤在爐膛和后煙室看火門處，增加一個(gè)至兩個(gè)防爆門，提高鍋爐的抗爆性能。
⑥新增加燃燒器控制系統(tǒng)與原有的鍋爐控制有機(jī)結(jié)合在一起，具有燃燒程控功能，能預(yù)吹掃自動(dòng)點(diǎn)火，火焰檢測(cè)器自檢，負(fù)荷自動(dòng)調(diào)節(jié)，火焰監(jiān)測(cè)故障報(bào)警聯(lián)鎖停爐。燃?xì)忾y阻檢漏，壓力高低報(bào)警，水位調(diào)節(jié)水位高低報(bào)警，極低水位停爐。蒸汽壓力超高爐膛溫度超高報(bào)警，引風(fēng)機(jī)與燃燒機(jī)順控聯(lián)鎖功能。
3、技術(shù)方案簡(jiǎn)要闡述
②拆除煤斗：在原鍋爐基礎(chǔ)平面±0.00處以上到鍋爐前爐墻面板以前煤斗部分前落灰斗，以及爐排的全軸部分。
③拆除爐排：拆除爐排的全爐爐排，以及前后軸和后部老鷹鐵。
④拆除爐排中間的風(fēng)箱組成燃燒室空間：根據(jù)火焰的尺寸要求，將上下爐排中間的風(fēng)箱部分拆除，形成一個(gè)圓弧形爐膛底部。
⑤密封爐排下面的落灰室以及管部的排渣斗，用爐渣將爐排底部的落灰室和后部的渣斗堵住并在爐渣上部放置保溫混凝土80mm厚，再在混凝土上放置兩層耐火磚(圓弧形放置)，最后用耐火混凝土澆注抹面形成耐火保溫爐膛底。
⑥制作全爐墻及燃燒器的連接面板：用厚度為16mm的鋼板在爐座基礎(chǔ)平面處以上與鍋爐全爐墻平面處進(jìn)行焊接固定(與鋼架相連焊接)根據(jù)燃燒頭的安裝固定尺寸要求，開孔并鉆四個(gè)固定螺栓孔(攻絲)，用耐火磚在鋼板內(nèi)側(cè)砌筑耐火前墻(在鋼板與耐火磚之間適當(dāng)留50—80mm間隙用來填充保溫材料和原有前爐墻，以及新做爐底相連，形成完全密封的新前爐墻。
⑦用原有左側(cè)和后部的看火門，改成兩個(gè)防爆門。
⑧拆除原有的鼓風(fēng)機(jī)，除塵器，以及空氣預(yù)熱器，將原有的鼓風(fēng)機(jī)及送風(fēng)道全部拆除(預(yù)熱器可根據(jù)情況考慮)，原除塵器被拆除后，不銹鋼鋼制煙道將原除塵器卷入口和出口之間空間進(jìn)行連接。形成完整煙道系統(tǒng)。
⑨清除爐內(nèi)水冷壁管對(duì)流管束等受熱面上的煙垢，同時(shí)將鍋爐內(nèi)水側(cè)的水垢進(jìn)行清洗，提高鍋爐受熱面的傳熱能力。
⑩對(duì)所有的爐墻及爐門進(jìn)行密封：由于燃?xì)忮仩t在微正壓狀態(tài)運(yùn)行，為了安全，需要對(duì)所有的爐墻爐門進(jìn)行密封。
⑾安裝燃燒機(jī)：先將燃燒頭拆下，裝在前爐墻上的燃燒器連接面板上，并用耐火材料將燃燒筒與爐墻處進(jìn)行密封;然后按要求依次裝上燃?xì)忾y組及附件，最后裝上燃燒機(jī)主體部分。
⑿根據(jù)燃燒機(jī)要求，結(jié)合原有的控制系統(tǒng)，設(shè)計(jì)制作新的控制系統(tǒng)，充分利用原有的系統(tǒng)保留部分的控制器件，新增加部分重新做一個(gè)控制柜，將新控制柜與原有控制內(nèi)保留部分結(jié)合，形成新的完整控制系統(tǒng)，能達(dá)到如下功能：
a.水位自動(dòng)調(diào)節(jié)，指示。
b.水位高低報(bào)警，極低水位報(bào)警聯(lián)鎖停爐。
c.爐膛出口溫度超高報(bào)警，停爐。
d.蒸汽壓力超壓報(bào)警，停爐。
e.燃燒負(fù)荷自動(dòng)調(diào)節(jié)，大、小火自動(dòng)轉(zhuǎn)接。
f.根據(jù)壓力，工作性自動(dòng)起停。
g.燃燒程控自動(dòng)控制，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)預(yù)吹掃，高壓點(diǎn)火，火焰自檢，火焰監(jiān)測(cè)，故障熄火報(bào)警停爐聯(lián)鎖。
h.燃?xì)飧摺⒌蛪簣?bào)警。
i.燃?xì)庀到y(tǒng)泄漏報(bào)警，停爐。
j.燃燒機(jī)停爐后吹掃。
k.引風(fēng)機(jī)與燃燒機(jī)順控聯(lián)鎖，起動(dòng)時(shí)引風(fēng)機(jī)先開，燃燒器后開，停爐時(shí)燃燒器先停，引風(fēng)機(jī)后停。
l.所需的電機(jī)控制回路，都有短路，缺相，過載等保護(hù)功能。
⒀調(diào)試時(shí)要對(duì)引風(fēng)機(jī)的風(fēng)量和壓頭進(jìn)行調(diào)整：由于改造后引風(fēng)機(jī)有較大富裕量，需要將引風(fēng)門關(guān)小到一定程度，以減少風(fēng)量和降低風(fēng)壓。
⒁引風(fēng)機(jī)改為變頻控制：由于引風(fēng)機(jī)功率較大，且改燃?xì)夂箫L(fēng)量要求較燃煤時(shí)少，拆除除塵器和空預(yù)器的煙道阻力減小，引風(fēng)機(jī)富裕量較大，采用加擋板調(diào)節(jié)時(shí)，電耗較大，改為變頻調(diào)節(jié)后，能耗會(huì)降到原能耗的1/2~1/3，因此節(jié)能效果明顯。
4、改造工程費(fèi)用預(yù)算
序號(hào)項(xiàng)目名稱型號(hào)數(shù)量金額備注
1燃燒器GP-700MDN100118.90
2燃?xì)忾y組DN10016.5
3電控柜GKF-10-Q11.4
4鍋爐拆除11.6
5改造材料8.3
6改造工費(fèi)2.6
7檢驗(yàn)費(fèi)1
8小計(jì)40.30
注:若引風(fēng)改造為變頻控制，加爐膛負(fù)壓調(diào)節(jié)控制器,另增加費(fèi)用3.4萬(wàn)元整。
三、燃?xì)庀到y(tǒng)
1、天然氣的組份、熱性及物理特性
①組份(%)
CO:0.1H2:0.2CH4:95.5
CmHm:1.0CO2:0.5N2:2.7
②熱值
8000kcal/Nm3
③物理特性
a.標(biāo)態(tài)下密度0.7435kg/Nm3
b.燃燒所需要的空氣量9.64Nm3/Nm3
c.燃燒產(chǎn)物的煙氣含塵量10.648mg/Nm3
d.最低著火溫度400ОC
e.理論燃燒溫度1700ОC
2、燃燒器對(duì)天然氣的參數(shù)要求：
①天然氣供氣壓力(動(dòng)壓)1100mmH2O—1500mmH2O
②熱值≥8000kcal/Nm3
③流量：80Nm3/噸蒸汽.h
3、燃?xì)夤艿懒鞒碳霸O(shè)備：
本工程接自市政道路上天然氣管道為中壓A，為達(dá)到鍋爐燃燒器前的壓力要求，同時(shí)又可以防止燃?xì)鈮毫Φ纳舷虏▌?dòng)，需要在廠區(qū)設(shè)置一臺(tái)落地式燃?xì)庹{(diào)壓計(jì)量柜，該調(diào)壓柜可完成過濾、調(diào)壓、穩(wěn)壓、計(jì)量、安全切斷等功能。為保證向鍋爐24小時(shí)不間斷供氣，可采用21型式，及雙回路加旁通。
4、燃?xì)夤こ藤M(fèi)用預(yù)算：
設(shè)備材料規(guī)格數(shù)量造價(jià)
調(diào)壓計(jì)量柜1000Nm3/h1臺(tái)10萬(wàn)
PE管DR160100米2萬(wàn)
鋼管D159X4.5300.6萬(wàn)
鋼管D89X3.5200.36萬(wàn)
鋼管D57X3.5200.24萬(wàn)
閥門(埋地)D15010.4萬(wàn)
閥門(室內(nèi))DN8020.4萬(wàn)
閥門(室內(nèi))DN5020.16萬(wàn)
燃?xì)鈭?bào)警系統(tǒng)3路0.60萬(wàn)
工程安裝2萬(wàn)
總計(jì)16.76萬(wàn)
四、燃煤鍋爐、燃?xì)忮仩t使用成本比較
燃煤鍋爐如使用煤炭，煤炭的熱值為5500Kcal/Kg(按標(biāo)準(zhǔn)煤計(jì)算)左右，其市場(chǎng)價(jià)每噸460元(煤炭的價(jià)格有不斷上升趨勢(shì)，且購(gòu)銷渠道不暢通，為控制目前的能源爛采和浪費(fèi)嚴(yán)重的形勢(shì)下，煤炭的價(jià)格有繼續(xù)上升的勢(shì)頭)。10t蒸汽鍋爐每噸蒸汽耗煤為0.2噸，價(jià)格為92元。天然氣的熱值為8000kcal/Nm3，每立方天然氣價(jià)格為2.0元，按天然氣消耗量每噸蒸汽耗氣80Nm3計(jì)算，價(jià)格為160元。以全年生產(chǎn)2000小時(shí)計(jì)算，兩者費(fèi)用比較詳見下表(以1噸蒸汽比較)：
燃煤鍋爐燃?xì)忮仩t
序號(hào)產(chǎn)生費(fèi)用項(xiàng)目消耗量單價(jià)(元)價(jià)格(元)消耗量單價(jià)(元)價(jià)格(元)
1燃料耗費(fèi)0.2t4609280Nm32.0160
2電力耗費(fèi)(風(fēng)系統(tǒng)、煤系統(tǒng)、灰渣系統(tǒng))9.6Kwh0.585.572.2Kwh0.581.28
3灰渣清除(人力、運(yùn)費(fèi))3萬(wàn)元/年1.5元0元
4環(huán)保費(fèi)10萬(wàn)/年5元0元
5人力成本6人2萬(wàn)元/人.年6元1人2萬(wàn)元/人.年1元
小計(jì)110.07162.28
從以上比較可以看出，燃?xì)忮仩t房的運(yùn)行費(fèi)用稍高于燃煤鍋爐，但燃?xì)忮仩t可以大大改善工作環(huán)境，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高企業(yè)品位。且隨著國(guó)家環(huán)境保護(hù)政策、能源政策的發(fā)展趨勢(shì)，特別是霧霾天氣越來越嚴(yán)重，“煤改氣”項(xiàng)目的形勢(shì)要求你，且燃?xì)忮仩t的運(yùn)行費(fèi)用較燃煤鍋爐有非常大的下降空間，因此，燃煤鍋爐必將為燃?xì)忮仩t所取代。
