浅谈锅炉燃煤改气的技术及优势

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。

4 结语

燃气锅炉具备节能环保效果好、系统可操控性强、热效率高和便于管理维护等特点，因此在实践中逐步推广应用。在锅炉燃煤改气过程中，应该做好锅炉选型，同时应用循环泵和补水水泵、风烟系统、烟气冷凝热能回收系统和供热集中控制系统等实现燃气锅炉的全面优化和改进，以满足能源综合管理的工作要求。