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1、 t 蒸汽锅炉煤改气方案 Prepared on 22 November 2020 10t 蒸汽锅炉煤改气方案 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”，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。本文详细介绍了煤锅炉改为燃气锅炉应该注意的相关事项。关键词：煤锅炉 燃气锅炉 改造工程 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
2、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。国家“西气东输”、“忠气进汉
3、”等工程的实施，使孝感市年底即可用上天然气，为锅炉的煤改气提供了优质、充足、廉价的气源。一、基本情况 青岛啤酒应城分厂原有10t/h 燃煤蒸汽锅炉一台，该锅炉为上海四方锅炉厂生产，型号型，2000 年生产，2003 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。1、锅炉参数 额定出力 10t/h 额定工作压力 给水温度 105C 设计效率 90%使用燃料 燃煤 燃料消耗量 5t 标准煤/吨蒸汽 燃烧方式 室燃 电能消耗（风系统）2、改造要求 用户要求将现有的一台 10t/h 燃煤蒸汽锅炉改造为天然气锅炉。并达到如下目标：1）
4、保持原锅炉的额定参数（如汽温、汽压、给水温度等不变）2）保持或提高原锅炉的出力和效率 3）通过改造达到消除烟尘，满足环保要求 4）改造方案简单易行，投资少、见效快，工期短，因此改炉时涉及面越小越好。改造时不超出锅炉本体基本结构之外。二、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
5、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 炉膛设计考虑天然气燃烧的火焰直径（1500mm）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 100104cal/m3h 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
6、低钢材消耗，确保锅炉出力，并可能提高锅炉出力。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。由于燃气锅炉的空气过剩系数较小，只有之间，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。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。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
7、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 配置进口燃气燃烧器：“芬兰”“奥林”GP700M，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，火焰尺寸 1500X4800 拆除煤斗：在原锅炉基础平面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。拆除炉排：拆除炉排的全炉炉排，以及前后轴和后部老鹰铁。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。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
8、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。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。用原有左侧和后部的看火门，改成两个防爆门。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
9、（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。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。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。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。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
10、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。调试时要对引风机的风量和压头进行调整：
11、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。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 1/21/3，因此节能效果明显。4、改造工程费用预算 序号 项目名称 型号 数量 金额 备注 1 燃烧器 GP-700M DN100 1 2 燃气阀组 DN100 1 3 电控柜 GKF-10-Q 1 4 锅炉拆除 1 5 改造材 料 6 改造工费 7 检验费 1 8 小计 注:若引风改造为变频控制，加炉膛负压调节控制器,另增加费用
12、万元整。三、燃气系统 1、天然气的组份、热性及物理特性 组份（%）CO:H2:CH4:CmHm:CO2:N2:热值 8000kcal/Nm3 物理特性 a.标态下密度 Nm3 b.燃烧所需要的空气量 Nm3 c.燃烧产物的烟气含尘量 Nm3 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：天然气供气压力（动压）1100mmH2O1500mmH2O 热值 8000kcal/Nm3 流量：80 Nm3/吨蒸汽.h 3、燃气管道流程及设备：本工程接自市政道路上天然气管道为中压 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，需要在厂区设置一
13、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。为保证向锅炉 24 小时不间断供气，可采用 2+1 型式，及双回路加旁通。4、燃气工程费用预算：设备材料 规格 数量 造价 调压计量柜 1000 Nm3/h 1 台 10 万 PE 管 DR160 100 米 2 万 钢管 30 万 钢管 20 万 钢管 20 万 阀门（埋地）D150 1 万 阀门（室内）DN80 2 万 阀门（室内）DN50 2 万 燃气报警系统 3 路 万 工程安装 2 万 总计 万 四、燃煤锅炉、燃气锅炉使用成本比较 燃煤锅炉如使用煤炭，煤炭的热值为5500Kcal/Kg（按标准煤计算）左右，
14、其市场价每吨460 元（煤炭的价格有不断上升趋势，且购销渠道不畅通，为控制目前的能源烂采和浪费严重的形势下，煤炭的价格有继续上升的势头）。10t 蒸汽锅炉每吨蒸汽耗煤为吨，价格为 92 元。天然气的热值为 8000kcal/Nm3，每立方天然气价格为元，按天然气消耗量每吨蒸汽耗气 80Nm3计算，价格为 160 元。以全年生产 2000 小时计算，两者费用比较详见下表（以 1 吨蒸汽比较）：燃煤锅炉 燃气锅炉 序号 产生费用项目 消耗量 单价(元)价格(元)消耗量 单价(元)价格(元)1 燃料耗费 460 92 80Nm3 160 2 电力耗费（风系统、煤系统、灰渣系统）3 灰渣清除(人力、3 万元/年 元 0 元 运费)4 环保费 10 万/年 5 元 0 元 5 人力成本 6 人 2 万元/人.年 6 元 1 人 2 万元/人.年 1 元 小计 从以上比较可以看出，燃气锅炉房的运行费用稍高于燃煤锅炉，但燃气锅炉可以大大改善工作环境，降低劳动强度，提高企业品位。且随着国家环境保护政策、能源政策的发展趋势，燃气锅炉的运行费用较燃煤锅炉有非常大的下降空间，因此，该锅炉非常适宜于改为燃气锅炉。