第1个回答 2012-06-12
燃煤锅炉改烧燃气的技术关键
一、合理改装炉膛
(1) 增设二次辐射受热面
要降低炉膛出口烟气温度，就要增加炉膛内辐射传热，需要增加炉膛内的二次辐射受热面，如在炉膛内用耐火砖排列成花格子形状的挡墙作为二次辐射受热面。
二次辐射受热面传热过程是：高温烟气以对流方式传热给二次辐射面，高温辐射面再以辐射方式将热量传给炉膛内受热面。因此，二次辐射受热面的位置，应有利于烟气冲刷格子砖挡墙，并且距受热面的距离尽量缩短，这样才有利于向炉内受热面辐射放热。作为二次辐射受热面的花格砖墙除了有增强炉内传热的作用，而且还因燃烧器喷出气流的引射作用，在花格砖的孔道内形成气流回流区，消除了炉内的滞留区，使炉内温度较均匀，同时避免了因积存在炉内死角的燃气不能被吹扫干净，而在点火时易发生爆炸的可能性。
(2) 设置泄爆门
由于燃气与空气混合到一定的浓度范围内，会形成爆炸性混合气体。因此，煤锅炉改烧燃气后，防爆问题特别重要。燃气锅炉的爆炸事故往往发生在点火过程中，点火时未对炉膛进行有效地吹扫，有可能发生爆炸；有时，也会因为燃烧器与燃气种类或锅炉不匹配，在点火时或运行中发生爆炸，因此燃煤锅炉改烧燃气后必须安装泄爆门。泄爆面积应符合有关规定，泄爆门应安装在容易泄爆的地方，由于燃气爆炸都发生在炉膛内，因此泄爆门通常安装在炉膛烟气出口处。
二、炉内燃烧压力的确定
目前，各厂家生产的燃气锅炉都采用微正压燃烧，这是由锅炉结构特点决定的。燃煤锅炉的结构是按微负压设计，炉墙为砖砌结构，密封性能差且强度低，因此，燃煤锅炉改烧燃气后，还应采用微负压燃烧，炉内负压为-10～-30 Pa。这样可以防止因热烟气向外泄露而造成锅炉房内空气污染，并且防止炉壁温度升高而使热损失增大。为此，烟道上仍需安装引风机，并且安装烟道截门，以保证炉膛内所需的压力。如果炉膛内负压过大，会使火焰脱火，甚至造成爆炸事故；另外，也会使锅炉的漏风量过大，而降低锅炉的热效率。
三、合理选择布置调节燃烧器
由于燃烧器的选择、布置、调节关系到锅炉工作的可靠性和经济性，所以锅炉改造时应慎重对待。
(1) 对于小型燃煤锅炉（6 t/h以下），改烧燃气后应选用一个燃烧器。因为燃烧器数目多会引起许多问题，如相邻燃烧器光干扰会降低熄火保护系统中传感元件工作的可靠性。若一个燃烧器因事故熄火，而这时紫外火焰监测器就不能分辨出这个燃烧器熄火，容易由此引起爆燃或炉膛爆炸。再有，燃烧器数目多，调节对象就多，而且需要对所有燃烧器的自控时序一致，这样会使自控系统复杂化，使锅炉的改造费用增大。
(2) 燃烧器的燃烧方式尽量选择鼓风式燃烧。鼓风式燃烧器的最大优点是在点火之前能对炉膛进行吹扫，从而减少了点火时炉膛爆炸的可能性；而且鼓风式燃烧器容易实现自动化控制，燃烧器负荷调节范围大，燃烧稳定，能够保证锅炉安全可靠运行。对于热负荷为350 kW或350 kW以下立式燃煤锅炉，在改烧焦炉气时，也可以采用扩散式燃烧器，这是由于焦炉煤气中，主要成分是氢，燃烧速度快，只要燃烧器设计合理，做到完全燃烧是不成问题的。对于改烧天然气就不能采用扩散式燃烧器，否则会出现积碳现象，造成不完全燃烧，这是由于天然气中主要成分是碳氢化合物，燃烧速度慢。扩散燃烧的火焰辐射能力强，有利于炉膛内的传热，燃烧器结构简单，加工容易，会使锅炉的改造费用较低。为了在点火前对炉膛进行吹扫，可装一台鼓风机。尽量不选用引射式燃烧器。这是由于这种燃烧器稳定性差，特别是在较大负荷情况下，很容易受炉内压力的波动，出现脱火或回火现象；在点火时，若风门开度不合适，很容易产生爆燃；而且这种燃烧器，不容易实现自动化控制。
(3) 燃煤锅炉改烧燃气时，燃气的供应压力为中压、低压都可以。炉内燃烧压力决定着燃气的供应压力，当炉内正压较高时，最好采用中压燃气，因为炉膛阻力较大时，采用低压燃气，若燃烧器没有特殊设计，低压燃气不能克服炉内阻力从燃气喷头喷出，使燃烧器点不着火或燃烧器负荷不够。当炉内燃烧为负压时，燃气气流不存在要克服炉膛阻力问题，燃气为中压或低压时，燃烧器都能正常燃烧并达到额定功率。所以，燃煤炉改烧燃气后，燃气供应压力为中压、低压都可以。
(4) 燃烧器布置应与炉膛尺寸相匹配。保证火焰在炉膛中心，火焰不能与水冷壁、锅筒壁接触，否则会使受热面局部过热而产生内应力，还会造成不完全燃烧而积碳。火焰尽可能有足够的长度，使炉内火焰充满度好。火焰充满度越好，炉内热量分配越均匀，并且还可以避免形成烟气滞流区。火焰的长度与燃气和空气的混合程度有关。燃气与空气混合越充分，燃烧速度越快，火焰长度就越短，因此，可以用减弱燃气和空气的混合程度来增长火焰，但过分减弱燃气和空气的混合程度，会造成不完全燃烧。
(5) 在炉膛为微正压时，调节燃烧器的空燃比，使烟气中的氧含量为2% ～4%，CO<1 000×10-6为宜。这是因为，当炉膛为负压时，会有空气通过炉墙的缝隙泄露到炉内，实际上这些空气有可能不参与燃烧反应，若在这种情况下测烟气中的氧含量，其数值不能真实反映燃烧的情况；有时，虽然烟气中的氧含量大于4%，但仍有可能发生不完全燃烧。