燃煤鍋爐在實際使用運行中,熱效率低,能源浪費大,排塵濃度大,煤的含硫量高,對大氣污染嚴重。尤其是近年來,能源供需和環境污染的矛盾日益突出。而燃氣鍋爐的熱效率高,對大氣污染又低,有很好的環保性能。發達國家的燃氣鍋爐占有相當大的比重,俄羅斯占60%,美國占98%,日本占99%,發展燃氣鍋爐是大勢所趨。因此,我國越來越多的大中城市制定了相應的強制性法規,限制燃煤鍋爐的使用,例如北京、上海、西安等地不再批準建設新的燃煤鍋爐房,原有的鍋爐房一律改造為燃氣鍋爐。
根據新的環保法,對產生大氣污染的設備要實行監管,嚴格限定污染物的排放量,實施“碧水藍天工程”,推薦使用生物質成型燃料或天然氣,各級政府會采取相應措施,推行燃煤鍋爐改造燃氣鍋爐方案。天然氣是目前世界上一種清潔的燃料,它燃燒充分,產生的灰份、含硫量和含氮量比燃煤低的多。同時,氣體燃料通過管道輸送,可極大的減小勞動強度,改善勞動條件,降低運行成本。國家“西氣東輸等工程的實施,為燃煤鍋爐改造燃氣鍋爐方案提供了優質、充足、廉價的氣源。
一:10t燃煤鍋爐改造燃氣鍋爐要求用戶要求將現有的一臺10t/h燃煤鍋爐改造燃氣鍋爐。并達到如下目標:1)保持原鍋爐的額定參數(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)通過改造達到消除煙塵,滿足環保要求4) 改造方案簡單易行,投資少、見效快,工期短,因此改爐時涉及面越小越好。改造時不超出鍋爐本體基本結構之外。
二、改造技術方案
1、10t燃煤鍋爐改造燃氣鍋爐方案注意要點1)燃燒器的選型和布置與爐膛型式關系密切,應使爐內火焰的充滿度好,不形成氣流死角;避免相臨燃燒器的火焰相互干擾;低負荷時保持火焰在爐膛中心位置,避免火焰中心偏離爐膛對稱中心;未燃盡的燃氣空氣混合物不應接觸受熱面,以免形成氣體不完全燃燒;高溫火焰要避免高速沖刷受熱面,以免受熱面強度過高使管壁過熱等。燃燒器的布置還要考慮燃氣管道和風道的布置合理,操作、檢修和維修方便。2)燃氣鍋爐爐膛出口煙氣溫度不會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氣鍋爐后,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、技術方案總的構思① 爐膛設計考慮天然氣燃燒的火焰直徑(φ1500mm)和火焰長度(4500mm),使爐膛空間與火焰的充滿度達到最佳。爐膛容積熱負荷設計為≤100×104cal/m3h② 考慮到天然氣主要成份為CH4,其燃燒后產生的H2O,蒸汽份額較大,故其輻射能力較強,爐膛受熱可適當增加,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 鍋爐爐膛內采用微正壓燃燒。要求鍋爐的爐墻,密封性能要加強。④ 由于燃氣鍋爐的空氣過剩系數較小,只有1.05~1.2之間,燃燒所需風量較少一些,加上拆除除塵器后,以及煙道系統煙塵較小,所以煙道阻力較小,引風機風量有較多的富余采用檔板風門調節,功率損耗較大,建議可考慮采用變頻調速方式對引風機進行調控。⑤ 在爐膛和后煙室看火門處,增加一個至兩個防爆門,提高鍋爐的抗爆性能。⑥ 新增加燃燒器控制系統與原有的鍋爐控制有機結合在一起,具有燃燒程控功能,能預吹掃自動點火,火焰檢測器自檢,負荷自動調節,火焰監測故障報警聯鎖停爐。燃氣閥阻檢漏,壓力高低報警,水位調節水位高低報警,極低水位停爐。蒸汽壓力超高爐膛溫度超高報警,引風機與燃燒機順控聯鎖功能。
3、技術方案總的構思
① 爐膛設計考慮天然氣燃燒的火焰直徑(φ1500mm)和火焰長度(4500mm),使爐膛空間與火焰的充滿度達到最佳。爐膛容積熱負荷設計為≤100×104cal/m3h② 考慮到天然氣主要成份為CH4,其燃燒后產生的H2O,蒸汽份額較大,故其輻射能力較強,爐膛受熱可適當增加,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 鍋爐爐膛內采用微正壓燃燒。要求鍋爐的爐墻,密封性能要加強。④ 由于燃氣鍋爐的空氣過剩系數較小,只有1.05~1.2之間,燃燒所需風量較少一些,加上拆除除塵器后,以及煙道系統煙塵較小,所以煙道阻力較小,引風機風量有較多的富余采用檔板風門調節,功率損耗較大,建議可考慮采用變頻調速方式對引風機進行調控。⑤ 在爐膛和后煙室看火門處,增加一個至兩個防爆門,提高鍋爐的抗爆性能。⑥ 新增加燃燒器控制系統與原有的鍋爐控制有機結合在一起,具有燃燒程控功能,能預吹掃自動點火,火焰檢測器自檢,負荷自動調節,火焰監測故障報警聯鎖停爐。燃氣閥阻檢漏,壓力高低報警,水位調節水位高低報警,極低水位停爐。蒸汽壓力超高爐膛溫度超高報警,引風機與燃燒機順控聯鎖功能。
三:燃煤鍋爐、燃氣鍋爐使用成本比較
燃煤鍋爐如使用煤炭,煤炭的熱值為5500Kcal/Kg(按標準煤計算)左右,其市場價每噸460元(煤炭的價格有不斷上升趨勢,且購銷渠道不暢通,為控制目前的能源爛采和浪費嚴重的形勢下,煤炭的價格有繼續上升的勢頭)。10t蒸汽鍋爐每噸蒸汽耗煤為0.2噸,價格為92元。天然氣的熱值為8000kcal/ Nm3,每立方天然氣價格為2.0元,按天然氣消耗量每噸蒸汽耗氣80Nm3計算,價格為160元。以全年生產2000小時計算,兩者費用比較詳見下表(以1噸蒸汽比較):
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