對燃煤鍋爐改燃?xì)馊加湾仩t的幾點看法

　　對燃煤鍋爐改燃?xì)馊加湾仩t的幾點看法李桂香陳明華21.上海市鍋爐壓力容器檢驗所；2.上海市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局意的事項。

　　爐膛長度爐膛寬度1前言上海市政府為了進(jìn)步改善上海市的環(huán)境，在199年實事計劃中提出，上海環(huán)線內(nèi)500臺燃煤鍋爐將改燃清潔燃料油或氣，基于各企業(yè)的實際經(jīng)濟(jì)條件，有相當(dāng)部分的企業(yè)正考慮在原有的燃煤鍋爐上改為燃油或燃?xì)忮仩t。由于鍋爐是種在高溫高壓狀態(tài)下運(yùn)行的特種設(shè)備，因此，對于燃煤鍋爐改燃?xì)馊加湾仩t必須謹(jǐn)慎行事，否則將會帶來嚴(yán)重的不安全因素。本文從經(jīng)濟(jì)性安全性和鍋爐改造的注意事項等幾個方面對型及小型鍋殼式燃煤鍋爐在受壓元件不改動的前提下改燃?xì)馊加湾仩t談幾點看法。

　　2燃煤鍋爐和燃?xì)馊加湾仩t的特性差異由于煤和油氣有性質(zhì)上的不同，因此在工業(yè)鍋爐上，燃煤鍋爐和燃?xì)馊加湾仩t特性存在很大的差異。

　　2.1燃燒方式由于燃燒狀態(tài)不同，決定了燃燒方式的不同。燃煤鍋爐采用層燃燃燒，而燃油燃?xì)忮仩t采用室燃燃燒。層燃燃燒，即燃料煤在個寬大的支承面上進(jìn)行并完成燃燒，其燃燒特性1.

　　爐排長度爐播寬度成燃燒。火炬的直徑和火炬長度征其燃燒特性，如收稿日期200104202.2通風(fēng)方式國內(nèi)的燃煤鍋爐絕大多數(shù)的通風(fēng)方式均采用平衡通風(fēng)，或稱負(fù)壓通風(fēng)。其燃燒過程是由鼓風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)共同完成的。因為煤固體燃料的燃燒特性以及顆粒度的不均勻性，在燃燒過程中，需要較大的空氣量，而且由于爐墻煙道的漏風(fēng)，使實際運(yùn)行煙氣出口處常的工業(yè)燃油氣鍋爐般采用內(nèi)燃結(jié)構(gòu)微正壓通風(fēng)，其燃燒過程和燃燒產(chǎn)物的排出是由送風(fēng)機(jī)完成的。液體和氣體燃料因其燃燒特性，使得空氣能較好地與燃料進(jìn)行預(yù)混，微正壓燃燒沒有爐墻煙道1.21.3，甚至最低可達(dá)1.12左右。

　　2.3燃料的易爆性油氣燃料的易爆性與其爆炸濃度的界限有關(guān)。在爆炸濃度的界限內(nèi)，遇到明火就會發(fā)生爆炸，所以爆炸濃度的界限越寬，爆炸危險越大。1為幾種主要物質(zhì)的爆炸濃度的界限爆炸上下限均為其在與空氣組成的混合氣體中所占體積的百分?jǐn)?shù)。

　　2.4鍋爐的熱慣性由于燃燒方式不同，對于層燃爐而言，緊急停爐后，即使停止輸送燃料，爐膛內(nèi)仍存在著大量未燃盡力繼續(xù)升高，危及鍋爐的安全運(yùn)行；而對燃油氣鍋爐，旦緊急停爐，不但完全切斷了輸送燃料，且爐內(nèi)無未燃盡的燃料存在，所以它比較安全。

　　名稱爆炸濃度下限，爆炸濃度上限，甲烷乙烷乙炔氫氣氧化碳天然氣汽油煤油大慶原油2.5鍋爐的自動控制層燃鍋爐，由于燃料特性變化和燃燒特點的限制，特別是受到熱慣性的影響，而導(dǎo)致負(fù)荷調(diào)節(jié)滯后，且隨著容量的增大而滯后延長。要做到鍋爐運(yùn)行的自動控制很困難，特別是對于負(fù)荷變動頻繁，負(fù)荷變化大燃油氣鍋爐，因其燃料的燃燒性基本相似，熱慣性的影響很小，同此，較容易達(dá)到自動化控制。

　　鍋爐改造過程中的安全問3.1煙風(fēng)系統(tǒng)微正壓運(yùn)行鍋爐改造首先遇到的是通風(fēng)方式的選擇。由于目前中小型燃油氣鍋爐普遍采用單獨送風(fēng)的微正壓運(yùn)行方式，而且絕大多數(shù)的燃燒器控制系統(tǒng)是按照單獨送風(fēng)的微正壓運(yùn)行方式設(shè)計的，所以，單獨送風(fēng)的微正壓運(yùn)行方式往往作為首選方式被采用。

　　原有的燃煤工業(yè)鍋爐，特別是+型及相似的快裝組裝鍋爐，它們的爐膛是由水冷壁組成，磚墻單薄，保溫簡單，爐膛的密封性和承壓能力均差，改為燃油氣鍋爐后，在正常的運(yùn)行中，由于爐膛內(nèi)處于微正壓運(yùn)行狀態(tài)，有可能引起高溫?zé)煔馔庑梗�而產(chǎn)生不安全因素。此外，旦鍋爐出現(xiàn)故障，還會引起可燃?xì)怏w外泄這對燃?xì)忮仩t尤為嚴(yán)重導(dǎo)致更大的事故。極為嚴(yán)重的是，爐膛的爐墻已無法承受由于爆炸而產(chǎn)生的強(qiáng)大的壓力，造成破壞性的后果。因此，在鍋爐改造中應(yīng)認(rèn)真考慮爐墻密封性和外護(hù)板的足夠強(qiáng)度，尤其是應(yīng)設(shè)置可靠的防爆裝置。

　　微負(fù)壓運(yùn)行當(dāng)采取微負(fù)壓運(yùn)行時，鍋爐的控制要根據(jù)負(fù)壓送風(fēng)的特性進(jìn)行設(shè)計。由于原有的爐膛結(jié)構(gòu)的限制，爐膛容積偏大，存在燃燒死角，所以應(yīng)考慮延長燃燒運(yùn)行時的前后吹掃時間，避免爐膛內(nèi)殘存可燃?xì)怏w引起不安全因素。為了提高鍋爐的運(yùn)行熱效率，也應(yīng)重視爐墻密封性。

　　3.2通風(fēng)裝置改造后的鍋爐，由于燃燒方式的改變，使整個鍋爐系統(tǒng)的風(fēng)量風(fēng)壓發(fā)生變化后面將提及，因此，原有的設(shè)備通風(fēng)裝置往往已不適用。此外，鍋爐改造選用的燃燒器都是定型產(chǎn)品，如相應(yīng)容量的燃燒器送風(fēng)系統(tǒng)不能提供整個鍋爐系統(tǒng)足夠的壓頭，就需要增加引風(fēng)機(jī)裝置，即鼓風(fēng)引風(fēng)的送風(fēng)方式�，F(xiàn)有的燃油鍋爐系統(tǒng)控制設(shè)計都立足于鼓風(fēng)送風(fēng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行制，特別是鍋爐啟動前和停爐后的吹掃階段，可能由于引風(fēng)機(jī)風(fēng)門的關(guān)閉，而不能達(dá)到預(yù)期的效果，帶來不安全因素，對于燃?xì)忮仩t更需關(guān)注這問。

　　鍋爐改造的經(jīng)濟(jì)性分析此處的經(jīng)濟(jì)分析，作者以鍋殼式的燃油燃?xì)忮仩t進(jìn)行比較。

　　4.1爐膛換熱目前國內(nèi)采用的燃燒器設(shè)備，除少部分燃燒重油火炬相對燃燒輕油的燃燒器噴出的火炬長度較長，油粒子粒度的均勻度較差，油粒燃燒時間較長。要取得最佳的燃燒效果，就應(yīng)有相適應(yīng)的爐膛結(jié)構(gòu)。由前述燃燒方式的解析可知，當(dāng)以層燃爐的爐膛燃燒油或氣時，其爐膛結(jié)構(gòu)偏大，長度偏短，且形狀不規(guī)則，溫度場沿爐膛的長度寬度高度形成截然不同的形態(tài)，2.

　　在層燃爐膛懸浮燃燒，其爐膛的寬度方向有個明顯峰值，即燃燒器的布置位置，爐膛寬度越大，溫度分布越不均勻；沿長度方向相對溫度曲線比較平坦，這是燃燒火炬而導(dǎo)致的。沿高度方向的溫度分布完全取決于燃燒器的布置位置。由于+型鍋爐其爐膛高度較低，特別是4你以下的鍋爐，很多改造的方案將燃燒器布置的位置與爐膛出口窗幾乎處于同水平面。

　　綜合上述因素，造成爐膛內(nèi)火焰充滿度差，容易形成死角，高溫?zé)煔庠跔t膛停留時間短，單位受熱面4.2對流換熱在燃煤鍋爐的設(shè)計中，對流管束的煙氣流速般設(shè)計在182267，這主要考慮到避免過大的煙管磨損及阻力損失，又能取得較大的放熱系數(shù)，有較好的換熱效果。在改燃油或燃?xì)忮仩t以后，相同容量的煙氣量較燃煤的煙氣量要少得多，可為原煙氣量的54.87左右按標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)計算。按相同的溫差折算，此時的煙氣流速約為9.8712.0667.由于對流放熱系數(shù)是煙速的函數(shù)！=，在相同條件下，對流放熱系數(shù)將減少為原來的61.84.在換熱公式，中，傳熱系數(shù)！由于輻射放熱系數(shù)！=遠(yuǎn)小于對流放熱系數(shù)此處為了便于述，將輻射放熱系數(shù)略去。因此，在假設(shè)其它條件不變的基礎(chǔ)上，由于煙氣量的減少，而引起換熱效果下降3540.4.3散熱損失導(dǎo)熱傳熱公式，=0其中，為面積，為傳導(dǎo)系數(shù)，為壁面溫度與環(huán)境溫度的差值。由于改造鍋爐的面較原設(shè)計的燃油氣鍋爐大得多此處與常用的鍋殼式燃油氣爐比較。特別是改造后比原設(shè)計燃油氣鍋爐嚴(yán)重得多。

　　由于上述的原因，在燃煤鍋爐改造成燃油氣鍋爐后，雖然較原燃煤鍋爐而言，能大幅度提高鍋爐的熱效率，但與原設(shè)計的燃油氣鍋爐比較，很難保證達(dá)到相同的熱效率。也就是說，難以達(dá)到與原設(shè)計的燃油氣鍋爐相同的運(yùn)行成本。

　　4.4送風(fēng)系統(tǒng)部分用戶為了進(jìn)步提高鍋爐的熱效率，在鍋爐改造時要求保留原有的省煤器部分，但需要引起注意當(dāng)采用省煤器后，現(xiàn)行的燃燒器的鼓風(fēng)機(jī)壓頭可能無法滿足整個系統(tǒng)的阻力損失，因此需要重新配置。由于原有的引風(fēng)機(jī)的風(fēng)量風(fēng)壓過大，根本無法使用，需要重新更新引風(fēng)機(jī)，這樣與新設(shè)計的燃油氣鍋爐相比，機(jī)組的運(yùn)行成本增加，運(yùn)行效率下降。

　　若要避免前面所述的問，達(dá)到鍋爐的全自動控制，需要進(jìn)行新的鍋爐控制系統(tǒng)的設(shè)計，并增加鍋爐改造成本費(fèi)用。

　　鍋爐改造注意事項當(dāng)用戶需要進(jìn)行鍋爐改造時，應(yīng)慎重考慮，嚴(yán)格按照國家的法令法規(guī)進(jìn)行。建議對以下事項予以關(guān)注原有的鍋爐使用期限，若運(yùn)行時間較長，應(yīng)考慮預(yù)期壽命問；改造的鍋爐應(yīng)無嚴(yán)重缺陷和未發(fā)生過重大事故；選擇合適的燃燒器型式及合理的布置位置，防止由于燃燒器布置不合理，使?fàn)t膛出口煙氣溫度過高；無論采用何種送風(fēng)方式，鍋爐外殼須采用全封閉結(jié)構(gòu)，并應(yīng)有足夠的抗爆強(qiáng)度，特別是微正壓燃燒系統(tǒng)，更要引起重視；應(yīng)進(jìn)行必要的煙風(fēng)阻力計算，并選擇合理的鼓引風(fēng)機(jī)；合理地設(shè)置防爆裝置。

　　污系統(tǒng)鍋爐的單位，認(rèn)為連續(xù)排污也是將鍋水的鹽分泥垢排掉，完全可以減少或取代排污閥的正常排污。實際上面排污系統(tǒng)正常工作時，只是將鍋水上部面的部分鹽分泡沫及浮在面的泥垢，通過排污管長期連續(xù)不斷地排掉，防止出現(xiàn)汽水共騰現(xiàn)象。

　　由于系統(tǒng)是長開狀態(tài)，排出的鍋水是少量的，鍋內(nèi)的大多數(shù)鹽分和泥垢都沉淀在鍋筒低部或者過熱的煙管上。如果不正�；�驗，掌握鍋水堿度，做到隨時排污使堿度降到規(guī)定值，就可能產(chǎn)生嚴(yán)重后果。

　　6不重視除氧。有些單位對于鍋爐給水含氧問沒有引起重視，特別是水循環(huán)量比較大的熱水鍋爐，認(rèn)為給水含氧不會造成危害，但在實際運(yùn)行過程中，沒有經(jīng)過除氧的給水中含有大量的溶解氧，在進(jìn)入鍋爐后受到高溫高壓而析出，吸附在金屬的面上使鍋爐受壓金屬元件出現(xiàn)潰瘍型腐蝕坑，這種腐蝕對金屬構(gòu)件的強(qiáng)度破壞十分嚴(yán)重，導(dǎo)致鍋爐報廢的事故經(jīng)常出現(xiàn)。15761996規(guī)定額定蒸發(fā)量大于61的蒸汽鍋爐應(yīng)除氧，同樣額定功率大于等于4.234的熱水鍋爐也應(yīng)除氧，從而避免出現(xiàn)事故。

　　技大學(xué)機(jī)械化系礦山機(jī)械專業(yè)，現(xiàn)任山東省鄒城市兗礦集團(tuán)鐵運(yùn)處工程師，主要從事鍋爐房現(xiàn)場管理工作。