浅谈锅炉燃煤改气的技术及优势

时间：2024-05-19

张玉龙

（甘肃新盛国资管理运营有限公司，甘肃兰州730000）

1 燃煤锅炉的问题

1．1 热效率低

烟风道和炉墙等是燃煤锅炉的主要构成部分，但是在设计和制造中未能对其密封性进行有效管控，在运行中存在较大的空气系数，导致煤炭无法实现充分燃烧，其热效率较低，通常在70%~80%之间[1]。尤其是在应用小吨位燃煤锅炉的过程中，热效率只能达到55%左右，会造成巨大的浪费问题，加大了企业的资金成本投入。如果电机额定功率为280KW或者140KW，那么耗电量为每年750×104KW·h，使得锅炉的运行能耗增大。

1.2 环境污染严重

煤炭燃烧会产生较多的污染物，包括了氮氧化合物和二氧化硫、粉尘，等等，对周围大气环境造成严重污染。脱硫装置的性能较差，同时系统操作具有繁杂性的弊端，难以实现对硫元素的有效去除，容易在设备运行中发生故障问题，对于污染的控制效果不佳。此外，在燃煤锅炉使用中也会产生大量的噪声和油污等，这也是引起环境污染的主要因素。

1.3 占地面积大

燃煤锅炉会用到大量的钢材，而且结构体积较大，会占据很大的空间，不利于生产组织协调，土地资源利用率较低。尤其是鼓引风机、煤仓、除尘脱硫装置、给煤装置和运渣带、运煤机、除渣机等设备和构件的应用，也增强了燃煤锅炉的复杂性，占地面积不断扩增。

2 锅炉燃煤改气的优势

2．1 节能环保效果好

应用燃气锅炉不会造成严重的结垢和腐蚀问题，因此能够改善锅炉的传热性能，热效率也会因此得到提升，燃气锅炉在实践中能够达到超过90%的热效率，相较于燃煤锅炉而言提高了10%~20%左右[2]。此外，在燃气锅炉设计及制造中也会运用相应的节能技术加以优化，热效率最高可以达到95%以上。鼓风机的功率不大，因此降低了生产过程中的能耗，耗电量降低了70%左右。天然气的燃烧更加充分，在燃烧后会产生二氧化碳和水等，不会对生态环境造成污染，解决了燃煤锅炉中的二氧化硫及氮氧化合物污染问题，具有良好的环保性能。

2.2 系统可操控性强

引风量、煤种和鼓风量、炉排效率等，都会对燃煤锅炉的运行造成影响，而运用燃气锅炉则提高了系统的可操作性，通过分析负荷情况就能实现自动化调节，大大减轻了工作人员的负担，优化了锅炉的运行方式。尤其是近年来管网水力平衡技术、气候补偿技术和室温调控技术的应用，使得燃气锅炉的性能得到全面优化，满足了系统运行的监督及控制要求，获得更高节能效率的同时，可以改善用户的体验。

2.3 热效率高

相较于燃煤锅炉而言，燃气锅炉在热效率上更高，可以降低企业的经济成本投入。针对锅炉的烟道和风道进行改造和优化，促进其密封性的增强，解决了密封性下降引发的资源浪费问题。在燃气锅炉中多采用金属风道，同时设置了隔断装置对分烟道进行处理。对于烟气含氧量的监测，可以有效确定合理的燃烧过剩空气系数，比如应用烟气氧含量分析仪和热效率仪等，提高了锅炉的整体控制效率[3]。

3 锅炉燃煤改气技术的应用措施

3．1 注重锅炉选型

3．1．1 炉型选择

真空锅炉、铸铁锅炉、钢制锅炉和冷凝式锅炉等，在燃气锅炉选型中较为常见，应该结合具体应用需求进行合理选择，以保障良好的节能减排效果和热效率。锅壳式锅炉在中小型燃气锅炉中的应用较多，而水管锅炉多应用于大型燃气锅炉中。在大型供热锅炉房中，应该确保燃气锅炉的热负荷、容量和热面积等达到要求，可以选择火管锅炉和水管锅炉等。1.4MW~14MW燃气锅炉多应用于中型供热锅炉房当中，而立管火管锅炉和真空锅炉在小型供热锅炉房中的应用效果较好。

3.1.2 选型原则

明确燃气锅炉运行的额定功率，确保容量和数量等达到热负荷要求，当热负荷过低或者过高时，也需要保障燃气锅炉的安全性，防止造成严重的事故。在选择燃气锅炉时，应该确保设备能够根据热负荷的变化情况对性能进行合理调整，最低负荷率应该在30%，防止长期在额定负荷的60%以内运行。如果设置一台燃气锅炉，则需要考虑到热负荷及后续检修工作的要求，否则应该设置2台以上。在新建和改扩建锅炉房当中，燃气锅炉的数量分别为5台和7台。全自动锅炉在实践中得到广泛应用，容量应该在2.8MW以上，以达到生产要求。

3．2 应用循环泵和补水水泵

在燃气锅炉的运行过程中，可以采用热网循环水泵辅助工作，应该对热网、锅炉房和水力情况等进行全面分析和评估，以此为依据确定合理的循环泵参数，防止在使用中出现动力不足的情况，保障锅炉房的良好用能效果。尤其是在水力计算中应该严格控制数据误差，防止对煤改气锅炉性能造成负面影响。如果水泵参数难以满足实际生产需求，则应该及时进行更换处理。定压处理是保障补水水泵可靠运行的关键操作，除了依靠水泵定压外，还可以通过原有压力和开式膨胀水箱水位等加以调整，以达到燃气锅炉的运行标准。

3.3 应用风烟系统

锅炉燃烧火焰和强度、温度等，与燃气、空气的混合形式密切相关，应该对风烟系统进行科学设计，以改善燃气锅炉的燃烧效果。保持风道和烟道的良好密封性能，使其处于平直状态下降低阻力。运用单独排烟的形式对燃气锅炉进行设计与改造，而如果采用机械通风燃气锅炉时，则需要运用烟道挡板对支烟道进行隔断处理，同时做好固定。确保锅炉通风的均匀性，分析燃烧器的性能特点，确定风力的阻力值，防止影响燃气锅炉的热效率。防爆门可以提高烟道运行的安全性，避免发生意外伤害事故。在外墙设置烟囱时，应该合理控制与屋顶的距离，通常要超过1 m。

3.4 应用烟气冷凝热能回收系统

为了提高资源能源利用率，还可以在锅炉燃煤改气中运用烟气冷凝热能回收系统进行优化，以达到循环利用的目的。在整个燃气锅炉的热损失当中，排烟损失占比较大，一般在80%左右，主要是由于灰渣和燃气未完全燃烧所引起，因此对排烟温度的有效调节，可以实现热能的回收利用，有助于燃气锅炉热效率的提高，同时天然气用量也得到控制，具有节能降耗的作用。排烟温度最低不能低于70℃，最高不能超过80℃，温度降比在20%左右，有助于热效率提高1%~3%。

3.5 应用供热集中控制系统

对于燃气锅炉热效率的计算，需要在额定负荷下对锅炉的运行情况进行分析，然而随着热负荷的改变，也会对燃气锅炉的热效率产生影响，如果无法处于恒定的最佳工况点，则会出现负荷的波动，热效率也无法达到相关要求。除了应该对燃气锅炉的自身性能进行优化设计外，还应该注重总热效率的提升，明确燃气锅炉运行的实际工况，运用供热集中控制系统加以改造，尤其是在多台并联运行模式下的效果更佳。锅炉运行台数根据热负荷变化情况进行选择，实现对运行热负荷的有效分配，使燃气锅炉处于良好的运行条件下，从而使锅炉房的总热效率得到全面提升。