第一篇：燃煤鍋爐改造為燃氣鍋爐的節能分析畢業論文

天津職業職業技術學院

畢業設計(論文)

題目：燃煤鍋爐改造為燃氣鍋爐的節能分析

學生姓名: 學

號: 專

業:

班

級：

指導老師：

****年**月**日

引言：

我國能源供應以煤炭為主，燃煤鍋爐占鍋爐總數的83%，其中燃煤工業鍋爐更是我國主要的動力設備。然而燃煤工業鍋爐作為我國能源大戶，能源浪費相當嚴重，同時燃煤工業鍋爐還排放大量的煙塵、SO2和NOx等污染物，也是我國大氣主要污染源之一。因此，在國家倡導節能減排的政策下，許多地方政府要求企業將原有燃煤鍋爐更換為燃氣鍋爐，而此時企業出于經濟考慮，“煤改氣”成為企業節省資金、工期短、見效快、切實可行首要選擇。據1998年工業普查統計，全國工業燃煤鍋爐保有量為52萬臺、120萬蒸噸，其中70%是蒸汽鍋爐，其余是熱水鍋爐，年耗煤炭約4億噸標準煤。工業燃煤鍋爐型式各異，主要是正傳鏈條爐排鍋爐，占總數的70%以上，它們的熱效率普遍較低，平均只有 67%，比發達國家低15～20個百分點。其主要原因是排煙熱損失和不完全燃燒熱損失過大。發達國家燃煤工業鍋爐的過量空氣系數大多控制在1.3～1.5 之間，中國實際運行值平均高達2.0～3.0，過分過量空氣加大排煙熱損失；英國燃煤工業鍋爐煤渣含碳量設計要求在3%～5%之間，實際運行控制在 1.4%～2.5%之間，而中國燃煤工業鍋爐煤渣含碳量設計推薦8%～12%，實際運行卻達到10%～27%。排煙熱損失和不完全燃燒熱損失浪費驚人，節能潛力巨大。

目

錄

1、燃氣改造技術分析 1.1 燃氣燃燒器的選擇 1.2燃氣燃燒器數量的確定 1.3燃燒器的布置 1.4爐膛布置的匹配性 1.5 燃氣鍋爐防爆措施選擇

2、燃煤鍋爐與燃氣鍋爐不同之處 2.1 燃燒方式 2.2 燃燒產物 2.3 通風方式 2.4 燃料易爆性 2.5 鍋爐自動控制

3、燃氣供熱節能技術

3.1氣候補償系統

3.2煙氣冷凝熱能回收系統

3.3供暖系統水力平衡

3.4燃氣鍋爐房供熱集中控制系統 3.5分時分區控制：

3.6一水多用，節約資源

4.鍋爐“煤改氣”內容和方法 總結

畢業設計（正文）

1、燃氣改造技術分析

在燃煤鍋爐改造為燃氣鍋爐的工作中，應以不變動鍋爐本體受壓元件部分，減少對原有鍋爐改動為原則。改造過程應著重從燃氣燃燒器的選擇、燃燒器數量的確定、燃燒器布置、爐膛布置的匹配性設計、選擇防爆措施等方面考慮，循序漸進，既要考慮經濟效益，又要從實用性出發。

1.1 燃氣燃燒器的選擇

在燃煤鍋爐改造過程中，首先要選擇或設計合適的燃氣燃燒器。常見的燃氣燃燒器按照空氣供給方式可以分為引射式燃燒器、鼓風式燃燒器和自燃引風式燃燒器三類。引射式燃燒所需的空氣由燃氣射流吸入，鼓風式燃燒器需鼓風設備將空氣送入燃燒系統，自然引風式燃燒器則依靠爐膛中的負壓將燃燒所需的空氣吸入燃燒系統。對于燃燒器的選擇應對比三種燃燒器的特性結合鍋爐原有爐膛的特點進行考慮。1）燃氣燃燒器的安全程度，也就是要求降低氣體不完全燃燒熱損壞。燃燒的完全度主要與燃氣和空氣混合均勻程及空氣是否充足有關。一般在空氣量充足、混合良好的情況下，使氣體不完全燃燒損失為零并不困難。當燃用高熱值燃氣時，氣體不完全燃燒損壞不應超過0.5%；燃用低熱值氣體時，氣體不完全燃燒損壞不應超過1.5%。在采用預混燃燒器時，容易使不完全燃燒損壞控制得比擴散燃燒時低一些。2）降低煙氣中的過剩空氣系數是降低排煙損壞有效措施。排煙中的過剩空氣量與煙氣通道漏入的空氣量之和。對微正壓運行的鍋爐，煙氣通道漏入的空氣為零，此時主要過剩空氣量取決于燃燒時的過剩空氣量取決于燃燒時的過剩空氣量，實際上在任何情況下，降低燃燒時的過剩空氣量，對提高鍋爐的熱效率是有好處的。燃燒器能否保證在盡量低的過剩空氣系數下運行，是燃燒器燃燒性能的重要指標之一。3）燃燒器的火焰特性與爐內換熱和鍋爐的其他特性密切相關。比如，擴散燃燒時，其半發光火焰比無焰燃燒時的火焰輻射能力強，對爐內傳播有利。燃燒器噴口的氣流應有較高的速度和較大射程，以使爐內火焰充滿度較好。在利用耐火材料加強爐內傳熱時，需要與輻射面相適應的火焰形狀和火焰速度。

4）充分考慮燃燒速度。因為高速燃燒是現代中小型鍋爐發展的的趨勢，它可以減少燃燒器和爐膛的尺寸，是鍋爐小型化的重要措施，也是燃燒器的重要特性指標。

但是，實際生產中，由于中小型鍋爐常在負荷多變的情況下使用，因此，要求燃燒器有很寬的負荷調節范圍。改造后的燃氣鍋爐在運行時，應使爐膛火焰充滿度比較好，不形成氣流死角，避免相鄰燃燒器的火焰相互干擾，同時未燃盡的燃氣、空氣混合物不應接觸換熱面，以免形成氣體不完全燃燒。但高溫火焰要避免高速沖刷換熱面，以免換熱面熱強度過高使管壁過熱。因此，在選擇燃燒器時，還要根據不同的燃氣和負荷，近似估算燃燒火焰的長度。1.2燃氣燃燒器數量的確定

燃煤鍋爐改造中燃氣燃燒器的數量可由下式確定，n=Qgl/Qrq 式中，n為燃氣燃燒器的數量；Qgl為鍋爐熱負荷容量，KW；Qrq為單個燃燒器熱負荷，KW。

實際改造中，為防止多個燃燒器同時運行時某一個燃燒器因事故熄火引起爆炸或爆炸，燃氣燃燒器個數一般不超過4個。為解決鍋爐在低負荷時燃氣流量不足出現的熄火、回火問題，可通過在燃燒器內部加裝油槍來適應鍋爐低負荷時的變化，同時爐膛中應配合安裝熄火防爆裝置。

1.3燃燒器的布置

1）應使火焰處于爐膛幾何中心區域，使火焰盡可能充滿爐膛，燃燒穩定。

2）火焰居于爐膛的幾何中心區域，可使爐膛內熱量得以均勻分配，不會形成局部受熱引起應力增大，防止受熱不均，避免鍋爐出現受熱局部過熱現象。

3）臥式鍋爐的爐膛進深較大，燃燒器布置在爐膛的前墻上，保證前煙箱不會過熱。目前，國內中小型燃煤鍋爐按燃燒方式分為層燃燒與室燃燒兩種。層燃爐多數為鏈條爐，其特征是燃料在固定或緩慢運動著的爐膛實現燃燒。當改造的鍋爐為鏈條爐時，其前后墻及爐拱的特殊形狀為安裝燃燒器帶來不便，故應將燃氣燃燒器安裝于鏈條爐的南側。為使改造后爐內的熱交換狀況與改造前相似，以減少鏈條爐內換熱設備的變動，應將燃氣燃燒器安裝于爐膛側墻中心下方。對于煤粉爐，為保持與改造前爐膛空氣動力場特性相似且減少改造工程量，可利用基原有煤粉燃燒器噴口位置安裝新的燃燒器。1.4爐膛布置的匹配性

當燃燒器的類型及位置選定時，應進行爐膛的匹配計算，主要由四部分組成。

1）排煙量要與引風機相匹配。燃煤鍋爐引風機的排煙量是按照燃煤產生的煙氣配置的。改燒燃氣后，煙氣的密度及流量發生變化，應重新校驗引風是否匹配，否則會出現點火困難、尾氣溫度高度等溫題。2）爐膛漏風系統要與燃燒器空氣量相匹配。在煤改氣過程中，應將漏風系數在0.1以下。燃煤鍋爐的漏風主要集中在前煤斗、排碴口、鼓風機入口處。采用氣體燃料后，應當封閉，以減少排煙熱損失和電耗，否則容易造成漏風。

3）爐膛尺寸要與燃燒器的布置匹配。爐膛布置要考慮單個燃燒器。根椐單個燃燒器的火焰長度和直徑，確定燃燒器之間的距離，以保證火焰不沖刷爐墻、不相互干擾，并有利于受熱面匹配。1.5 燃氣鍋爐防爆措施選擇

燃煤鍋爐改燃氣鍋爐最危險的就是發生爐膛爆炸事故。國內外燃氣鍋爐的爐膛、煙道爆炸事故屢有發生，引起爆炸的原因有以下3種情況。1）鍋爐點火前，因燃氣漏入爐膛（如閥門不嚴，誤操作，一次點火不著等），而又未對爐膛、煙道進行吹掃時間不夠、風量不足，在點火時會發生爆炸。

2）鍋爐運行中由于熄火引起爆炸事故。這類事故發生的燃燒器前燃氣壓力或風壓波動太大引起或回火情況下。

3）當鍋爐燃燒不良時，可燃氣體進入鍋爐后部煙道，與后部煙道漏入的空氣混合形成爆炸性氣體（負壓運行的鍋爐），在高溫作用下，可能引起二次燃燒或爆炸。

結合上述爆炸原因，在燃煤鍋爐改造為燃氣鍋爐后應從以下幾方面防止爐膛爆炸事故的發生。

1）必須配有可靠的安全保護控制措施，如自動點火裝置、快速切斷閥、火焰監視系統（FSSS）各項連鎖保護。

2）對于水管鍋爐在爐膛出煙口位置（或正對爐膛中心位置）及煙道上設置防爆門。防爆門的動作是當爐膛或煙道內的混合氣體發生爆炸時能自動打開，泄放一定的爐內壓力，以保護爐墻不受嚴重破壞。3）必須嚴格制訂和執行安全操作規程，特別是在每次點火啟動時一定要做吹掃工作，掌握好吹掃時間。必須保證在風門打開后，根據通風機的流量計算的吹掃風量容積應大于或等于3倍爐膛和煙道的容積量，所需的時間再延遲30S以上。在鍋爐運行中注意風氣比例調節，防止出現脫火、回火現象，保證氣體完全燃燒。

4）燃氣鍋爐燃燒系統應實現自動化，包括點火、熄火保護、燃燒自動調節、必要的聯鎖保護以及用程序自動啟動。

5）當幾臺鍋爐共用一個煙道時，每臺鍋爐都應設有煙道門，而且每臺煙道門應設置限位開關。與此同時，還必須保證在鍋爐啟動前打開煙道門后，鍋爐才能投入使用，以防因煙道門未打開，誤操作造成通風不暢事故

2、燃煤鍋爐與燃氣鍋爐不同之處 2.1 燃燒方式 循環流化床燃煤鍋爐是將煤通過破碎設備，經皮帶進煤倉，通過給煤機利用播煤風，撒入爐膛；通過循環灰加熱，流態化燃燒過程。而煤改氣后將焦爐煤氣和馳放氣混合合由四個燃燒器噴入直接燃燒。2.2 燃燒產物

煤主要是由C、H、O、N、S等元素和灰分及水分組成，煤燃燒放出熱量后，生成SO2、SO3、NOx灰分和水分，而SO2、SO3、NOx由煙氣排入大氣，污染環境，對人類造成危害。

而焦爐氣和馳放氣的主要成分是CO和H2，經過燃燒后，主要生成CO2和H2O，相對燃煤鍋爐燃氣鍋爐的排放SO2、SO3、NOx要少得多。2.3 通風方式

燃煤鍋爐一般采用負壓燃燒，基燃燒過程是由鼓風機和引風機的配合配合的配合來共同完成，煤在燃燒過程中，需要大量的空氣，而由于爐墻煙道的漏風，過量空氣系數可達2.1-2.5之間。

燃氣鍋爐采用微正壓或微負壓燃燒，需要的風量小，在燃燒器內空氣能較好的與天然氣預混。微正壓燃燒沒有爐墻和煙道的漏風因素，運行中煙道出口空氣系數可為1.05-1.2。2.4 燃料易爆性

燃煤鍋爐燃燒安全，爐膛不易發生爆炸危險。而燃氣鍋爐在爆炸濃度界限內，遇到明火就會發生爆炸。危險性較大。2.5 鍋爐自動控制

燃煤鍋爐由于受到煤種、料層厚度、鼓風量、引風量、風煤配比等原因，要做到根據負荷來自動調節鍋爐運行參數的難度大。

而燃氣鍋爐所受影響因素較少，可根據負荷調節燃燒器閥門大小，容易實現自動控制。

3、燃氣供熱節能技術

3．1氣候補償系統

建筑物的耗熱量因受室外氣溫、太陽輻射、空氣濕度、風向和風速等因素的影響時刻都在變化。要保證在上述因素變化的條件下，維持室內溫度恒定

（18℃±2℃）或滿足用戶要求，供熱系統的供回水溫度就應在整個供暖期間根據室外氣象條件的變化進行調節，以使鍋爐供熱量、散熱設備的放熱量和建筑物的需熱量相一致，防止用戶室內發生室溫過低或過高的現象。通過及時而有效的運行調節可以做到在保證供暖質量的前提下，達到最大限度的節能。室外溫度的變化決定了建筑物需熱量的大小也就決定了能耗的高低，運行參數必須隨室外溫度的變化每時每刻進行調整，始終保證鍋爐房的供熱量與建筑物的需熱量相一致，只有這樣才能實現最大限度的節能。每個鍋爐房都應該按自己的運行曲線去運行，這條曲線才是該鍋爐房的最佳運行曲線。氣候補償系統即是給鍋爐房提供最佳運行曲線的系統。3．2煙氣冷凝熱能回收系統

中小型燃氣（油）蒸汽鍋爐（包括進口鍋爐）大部分都不帶省煤器和空氣預熱器，因而造成鍋爐排煙溫度偏高，一般在160℃以上，有的甚至達到200℃，鍋爐的排煙損失較大。由于燃氣鍋爐沒有機械未完全燃燒損失和灰渣的物理熱損失，所以燃氣鍋爐排煙熱損失占鍋爐總熱損失80%以上，合理控制排煙溫度對提高鍋爐熱效率，節約能源將起很重要作用。

通過對各種燃料的煙氣成分進行分析，發現了如下特點：水蒸氣容積在各種燃料的煙氣成分中所占的比例分布是：天然氣20％、油12％、煤4％。為什么天然氣的煙氣成分中水蒸氣容積的比例最大呢？因為天然氣的主要成分是甲烷（CH4），由于其有大量的氫元素，燃燒時與氧結合，產生了大量的水蒸氣。

1公斤水蒸氣所攜帶的熱量是2400KJ，0.7MW的鍋爐每小時產生水蒸氣30～40公斤大致相當于25～33小時帶走0.7MW的熱量。因此熱損失是很大的，必須將這部分熱量回收回來，提高鍋爐熱效率，降低燃氣耗量。

國外早已認識到這個問題的嚴重性，目前排煙溫度已經普遍降到70℃，最低可到40℃。

煙氣的露點溫度大約是58℃左右，其只要接觸到低于露點溫度的介質，就會冷凝成水，釋放出大量的熱量。其熱量是由兩部分組成：

（一）物理顯熱：通過降低煙溫來實現，排煙溫度可控制在70～80℃。經過測試，降低煙溫20～50℃，可提高鍋爐熱效率1～3％；

（二）汽化潛熱：通過水蒸氣冷凝成水的相變來實現，經過測試可提高鍋爐熱效率3～5％。兩者綜合可提高鍋爐熱效率3～8％。

燃氣鍋爐本身的熱效率已經達到90％，如再通過改造鍋爐本體來提高熱效率將得不償失，事倍功半。通過采用煙氣冷凝熱能回收系統，在不影響鍋爐本身熱效率的前提下，再提高鍋爐熱效率3～8％，將是一種投入最低、收益最大的節能方式。

3．3供暖系統水力平衡

供熱系統能耗的高低，不僅取決于熱源，而且與整個管網系統有關。在供暖系統中，普遍存在著水力失調的問題，水力失調造成系統冷熱不均，距離熱源較近的用戶，室內溫度較高，距離遠的用戶室內溫度偏低。為保證遠端用戶室內溫度，不得不提高管網供水溫度和加大循環水量，不但很難保證供暖質量，而且造成巨大浪費。

通過實際測試，往往近端用戶單位流量是遠端用戶單位流量的數倍，為使遠端用戶達到16℃，近端用戶室溫已經超過20℃，甚至開窗戶造成能源浪費。因此通過實踐，經過水力平衡調試可以節約能源10％左右。

3．4燃氣鍋爐房供熱集中控制系統：

燃油（氣）鍋爐的熱效率比燃煤鍋爐要高得多，一般可達到92%以上（大氣式燃燒的模塊鍋爐除外），但鍋爐廠家所提供的鍋爐熱效率是在額定負荷下的熱效率，當鍋爐運行工況偏離設計點時，鍋爐的熱效率是變化的。目前，進口鍋爐一般可以提供出鍋爐熱效率隨負荷變化曲線或數據，但國產鍋爐很難提供出鍋爐熱效率隨負荷變化曲線或數據。在實際運行中，外界所需熱負荷始終是變化的，運行的鍋爐不可能恒定在最佳工況點定負荷運行。

在鍋爐房設計中不僅要選擇熱效率高的鍋爐，同時也要采取措施提高鍋爐房的總熱效率。多臺并聯運行的鍋爐通過群控來提高鍋爐房總熱效率是必要的。所謂群控就是根據外界所需熱負荷的變化合理確定鍋爐運行的臺數，科學分配各運行鍋爐的運行熱負荷，盡量使每臺鍋爐都在最佳工況點運行，從而提高鍋爐房總熱效率。

對于不進行群控的多臺并聯運行的鍋爐，當外界所需負荷變化時，運行鍋爐則同時降負荷，同時升負荷，使每臺鍋爐都不在最佳工況點運行，勢必造成鍋爐房總熱效率不高，甚至比不上安裝模塊鍋爐的鍋爐房。

3．5分時分區控制：

通過對住宅、辦公區域采取分時、分區控制其室內溫度，達到按需供熱的目的，能夠很好的節約能源。對于區域供熱范圍，有辦公和學校建筑的應當按照需要進行供熱，減少浪費。

3．6一水多用，節約資源

在鍋爐房設計中采取措施，使各系統的排水根據其特性充分重復利用，主要節水措施有：

除向蒸汽用戶供應蒸汽外，其他熱水用戶的熱交換器系統均設置在鍋爐房，一方面便于集中管理，減少運行人員，更重要的是全部回收凝結水，減少水量和熱量的損失；

對于鍋爐房外蒸汽用戶要求其采取閉式凝結水回收裝置回收蒸汽凝結水，以保證凝結水的量與質；

蒸汽鍋爐的連續排污水進入連續排污擴容器，其二次汽進入熱力除氧器，高溫熱水排入采暖系統補水箱作為采暖系統的補充水

4.鍋爐“煤改氣”內容和方法

4.1在燃煤鍋爐改造為燃氣鍋爐的工作中，要根據不同的爐型確定不同的改造方案。

4.2燃煤鍋爐改造的關鍵環節：

(1)拆除原燃煤鍋爐的出渣機、上煤斗、上煤機、鏈條爐排、變速箱等設備。

(2)通過對爐膛的傳熱計算,確定爐膛的幾何尺寸,爐膛火焰中心位置。重新澆注爐膛,爐膛澆注材料采用耐火混凝土,配比為:大骨料∶中骨料∶小骨料∶砂∶耐火水泥=4∶2∶1∶1∶2。為使鍋爐后拱管避開火焰中心位置,對原后拱管在原有坡度的基礎上抬高。(3)裝設防爆門。

(4)對鍋爐本體進行1.5倍工作壓力的水壓試驗。

對于我熱力廠SHL型雙鍋筒橫置式鍋爐及其它各種水管、水火管鍋爐的改造方案，一般情況下應盡量不變動鍋爐本體受壓元件部分，只對爐拱、爐墻作局部的改造即可。

4.3在改造施工中不論哪一種爐型都應注意以下問題：

（1）應保障煙氣流動通暢，有良好的充滿度且應避免出現死角和死區。

（2）燃燒器應設置在爐膛中心高度位置，且有足夠的燃燒空間和長度。火焰不應沖刷到受熱面管壁上，以免造成氣體不完全燃燒和管壁局部過熱損壞。

（3）由于天然氣在爐膛中燃燒反應強烈、熱強度高，對于裸露在爐膛內的鍋筒底部應進行絕熱處理，另外對于火管鍋爐的管板入口處煙溫應控制在≤6000C，以防止發生管板裂紋。

（4）各種水管、水火管鍋爐的爐墻基本用耐火磚砌筑，外加保溫材料和護板。在“煤改氣”時應注意爐墻的嚴密性，盡量減少原有的爐門、檢查門等，可用耐火材料砌堵，防止噴出火焰傷人或向爐內漏入過多的冷空氣，影響鍋爐效率，對于必須保留的看火孔也應采用封閉式看火孔，通過耐熱玻璃觀察爐火。

（5）燃煤鍋爐的爐膛和燃氣鍋爐比，一般都比較大，有足夠的燃燒空間，改造后可增加燃氣量，不影響燃燒工況。如果用戶要求明顯提高鍋爐出力，可以適當增加爐膛輻射受熱面，同時清除原受熱面內外側的水垢和煙垢，這樣在不增大鍋爐體積的情況下提高鍋爐出力是不成問題的。但必須在做好鍋爐的熱力計算、煙風阻力計算的同時還要做好強度計算。

總結

燃煤鍋爐供熱已有幾十年歷史，而燃氣鍋爐供熱從九十年代才開始啟動，實際運行只有幾年的歷史，在設計和運行等方面皆缺乏經驗，問題較多。

西安的燃氣能源形勢已經變得越來越嚴峻，以至于如何合理地節約使用現有能源已經到了迫在眉睫的程度。通過上面所列舉的節能措施，可以看出使用燃氣鍋爐房節能系統還有很多工作要做。如能在社會普遍采用燃氣供熱節能系統，將會帶來可觀的經濟效益和社會效益

參考文獻：

燃煤工業鍋爐燃氣改造分析

尚磊，趙強 太原科技

2009年第1期 鍋爐原理及計算 馮駿凱、沈幼庭主編 科學出版社1992 工業鍋爐安全技術基礎 上海市勞動局鍋爐安全監察處編著 中小型燃氣鍋爐房 中國建筑工業出版社1988

第二篇：燃煤蒸汽鍋爐改造為燃氣鍋爐

燃煤蒸汽鍋爐改造為燃氣鍋爐設計方案

前言

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”，推薦使用清潔燃料或液化氣，各級政府會采取相應措施，推行燃煤全面及燃氣化改造。液化氣是目前世界上一種最清潔的燃料，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”、“忠氣進漢”等工程的實施，為鍋爐的煤改氣提供了優質、充足、廉價的氣源。

一、基本情況

辛集市世騰化工有限責任公司原有6.0t/h燃煤蒸汽鍋爐一臺，該鍋爐為無錫錫能鍋爐廠生產，型號SZL8-1.25-AH/Q型，2008年生產，2011年投入使用。鍋爐爐體受壓元件基本完好，有繼續使用價值；鍋爐的給水系統和送、引風系統基本完好，非常適宜改造為燃氣鍋爐。

1、鍋爐參數

① 額定出力 6.0t/h ② 額定工作壓力 1.25Mpa ③ 給水溫度 70攝氏度 ④ 設計效率 ≥90% ⑤ 使用燃料： 燃煤

⑥ 燃料消耗量：0.2t標準煤/噸蒸汽 ⑦ 燃燒方式 室燃

⑧ 電能消耗（風系統）58.5KW

2、改造要求

用戶要求將現有的一臺6.0t/h燃煤蒸汽鍋爐改造為液化氣鍋爐。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、燃煤鍋爐改成燃氣鍋爐注意要點

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 爐膛設計考慮液化氣燃燒的火焰直徑（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/m3h

② 考慮到液化氣主要成份為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，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、技術方案簡要闡述

① 配置燃氣燃燒器：“PENTEX”PG—40W、DN100一體化全自動燃燒器，DXS-Ⅲ-150備用燃燒器1臺,DXS-Ⅲ-150輔助燃燒器1臺，組合電磁閥調壓閥、過濾器、檢漏裝置，高壓氣壓開關，氣壓表及連桿等組成閥組一套，該機輸出功率2—8.4MW，火焰尺寸Φ1500X4800 ② 拆除煤斗：在原鍋爐基礎平面±0.00處以上到鍋爐前爐墻面板以前煤斗部分前落灰斗，以及爐排的全軸部分。

③ 拆除爐排：拆除爐排的全爐爐排，以及前后軸和后部老鷹鐵。

④ 拆除爐排中間的風箱組成燃燒室空間：根據火焰的尺寸要求，將上下爐排中間的風箱部分拆除，形成一個圓弧形爐膛底部。

⑤ 密封爐排下面的落灰室以及管部的排渣斗，用爐渣將爐排底部的落灰室和后部的渣斗堵住并在爐渣上部放置保溫混凝土80mm厚，再在混凝土上放置兩層耐火磚（圓弧形放置），最后用耐火混凝土澆注抹面形成耐火保溫爐膛底。

⑥ 制作全爐墻及燃燒器的連接面板：用厚度為16mm的鋼板在爐座基礎平面處以上與鍋爐全爐墻平面處進行焊接固定（與鋼架相連焊接）根據燃燒頭的安裝固定尺寸要求，開孔并鉆四個固定螺栓孔（攻絲），用耐火磚在鋼板內側砌筑耐火前墻（在鋼板與耐火磚之間適當留50—80mm間隙用來填充保溫材料）和原有前爐墻，以及新做爐底相連，形成完全密封的新前爐墻。鍋爐右側設防爆門1個。對所有的爐墻及爐門進行密封：由于燃氣鍋爐在微正壓狀態運行，為了安全，需要對所有的爐墻及爐門進行密封。安裝燃燒機：先將燃燒頭拆下，裝在前爐墻上的燃燒器連接面板上，并用耐火材料將燃燒筒與爐墻處進行密封；然后按要求依次裝上燃氣閥組及附件，最后裝上燃燒機主體部分。10 根據燃燒機要求，結合原有的控制系統，設計制作新的控制系統，充分利用原有的系統保留部分的控制器件，新增加部分重新做一個控制柜，將新控制柜與原有控制內保留部分結合，形成新的完整控制系統，能達到如下功能： a.水位自動調節，指示。

b.水位高低報警，極低水位報警聯鎖停爐。c.爐膛出口溫度超高報警，停爐。d.蒸汽壓力超壓報警，停爐。

e.燃燒負荷自動調節，大、小火自動轉接。f.根據壓力，工作性自動起停。

g.引風機與燃燒機順控聯鎖，起動時引風機先開，燃燒器后開，停爐時燃燒器先停，引風機后停。

h.燃氣高、低壓報警。

i.燃氣系統泄漏報警，停爐。j.燃燒機停爐后吹掃。

l.所需的電機控制回路，都有短路，缺相，過載等保護功能。改造工程費用預算

序號 項目名稱 型號 數量 金額（萬元）備注 1 主燃燒器 PG—40W 1 4.0 2 備用燃燒器 DXS-Ⅲ-150 1 4.0 3 輔助燃燒器 DXS-Ⅲ-150 1 4.0 4 燃氣閥組 DN100 1 6.5 5 改造材料 8.3 6 改造工費 12.6 7 檢驗費 1.0 8 電控柜 GKF-10-Q 1 3.4 9 鍋爐拆除 1 1.6 10 小計 45.40（萬元）

注:若引風改造為變頻控制，加爐膛負壓調節控制器, 另增加費用3.4萬元整。

三、燃氣系統

1、液化氣的組份、熱性及物理特性 ① 組份（%）

CO:0.1 H2:0.2 CH4:95.5 CmHm:1.0 CO2:0.5 N2:2.7 ② 熱值

8000kcal/Nm3 ③ 物理特性

a.標態下密度 0.7435kg/Nm3 b.燃燒所需要的空氣量 9.64Nm3/ Nm3 c.燃燒產物的煙氣含塵量 10.648mg/ Nm3 d.最低著火溫度 400ОC e.理論燃燒溫度 1700ОC

2、燃燒器對液化氣的參數要求：

① 液化氣供氣壓力（動壓）1100mmH2O—1500mmH2O ② 熱值 ≥8000kcal/Nm3 ③ 流量：80 Nm3/噸蒸汽.h

3、燃氣管道流程及設備：

本工程接自本廠裝置生產中產生的液化氣，為達到鍋爐燃燒器前的壓力要求，同時又可以防止燃氣壓力的上下波動，需要在廠區設置一臺落地式燃氣調壓計量柜，該調壓柜可完成過濾、調壓、穩壓、計量、安全切斷等功能。為保證向鍋爐24小時不間斷供氣，可采用2+1型式，及雙回路加旁通。

4、燃氣工程費用預算： 設備材料 規格 數量 造價 調壓計量柜 1000 Nm3/h 1臺 10萬 PE管 DR160 100米 2萬 鋼管 D159X4.5 30 0.6萬 鋼管 D89X3.5 20 0.36萬 鋼管 D57X3.5 20 0.24萬 閥門（埋地）D150 1 0.4萬 閥門（室內）DN80 2 0.4萬 閥門（室內）DN50 2 0.16萬 燃氣報警系統 3路 0.60萬 工程安裝 7.50萬 總計 22.26萬

四、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）。6.0t蒸汽鍋爐每噸蒸汽耗煤為0.2噸，價格為92元。液化氣的熱值為8000kcal/ Nm3，每立方液化氣價格為2.0元，按液化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）：

序號 燃煤鍋爐 燃氣鍋爐 1 產生費用項目

消耗量 單價(元)價格

消耗量

單價(元)

價格 0.2t 660 132 80Nm3 2.9 232 2 電力耗費（風系統、煤系統、灰渣系統）

消耗量 58.5Kwh 2.2Kwh 單價(元)0.58 0.58 價格(元)33.93 1.28 3 灰渣清除(人力、運費)3萬元/年 0元 人力成本 6人*2萬元/人.年 3人*2萬元/人.年

從以上比較可以看出，燃氣鍋爐房的運行費用稍高于燃煤鍋爐，但燃氣鍋爐可以大大改善工作環境，降低勞動強度，提高企業品位。且隨著國家環境保護政策、能源政策的發展趨勢，燃氣鍋爐的運行費用較燃煤鍋爐有非常大的下降空間，因此，該鍋爐非常適宜于改為燃氣鍋爐。

第三篇：燃煤蒸汽鍋爐改造為燃氣鍋爐

燃煤蒸汽鍋爐改造為燃氣鍋爐

作者： 來源： 發表時間：2013-11-18

燃煤蒸汽鍋爐改造為燃氣鍋爐設計方案

設計單位：廊坊市晉盛節能技術服務有限公司

前言

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”，推薦使用清潔燃料或天然氣，各級政府會采取相應措施，推行燃煤全面及燃氣化改造。天然氣是目前世界上一種最清潔的燃料，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”、“忠氣進漢”等工程的實施，為鍋爐的煤改氣提供了優質、充足、廉價的氣源。

一、基本情況

青島啤酒應城分廠原有10t/h燃煤蒸汽鍋爐一臺，該鍋爐為上海四方鍋爐廠生產，型號SHL-1.25-AⅡ型，2000年生產，2003年投入使用。鍋爐爐體受壓元件基本完好，有繼續使用價值；鍋爐的給水系統和送、引風系統基本完好，非常適宜改造為燃氣鍋爐。

1、鍋爐參數 ① 額定出力 10t/h ② 額定工作壓力 1.25Mpa ③ 給水溫度 105ОC ④ 設計效率 ≥90% ⑤ 使用燃料： 燃煤

⑥ 燃料消耗量： 5t標準煤/噸蒸汽 ⑦ 燃燒方式 室燃

⑧ 電能消耗（風系統）96.4Kw

2、改造要求 用戶要求將現有的一臺10t/h燃煤蒸汽鍋爐改造為天然氣鍋爐。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、燃煤鍋爐改成燃氣鍋爐注意要點

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/m3h

② 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、技術方案簡要闡述

① 配置燃氣燃燒器：“芬蘭”“奧林”GP—700M，DN100一體化全自動燃燒器及包括，組合電磁閥調壓閥、過濾器、檢漏裝置，高壓氣壓開關，氣壓表及連桿等組成閥組一套，該機輸出功率2—8.4MW，火焰尺寸Φ1500X4800 ② 拆除煤斗：在原鍋爐基礎平面±0.00處以上到鍋爐前爐墻面板以前煤斗部分前落灰斗，以及爐排的全軸部分。

③ 拆除爐排：拆除爐排的全爐爐排，以及前后軸和后部老鷹鐵。

④ 拆除爐排中間的風箱組成燃燒室空間：根據火焰的尺寸要求，將上下爐排中間的風箱部分拆除，形成一個圓弧形爐膛底部。

⑤ 密封爐排下面的落灰室以及管部的排渣斗，用爐渣將爐排底部的落灰室和后部的渣斗堵住并在爐渣上部放置保溫混凝土80mm厚，再在混凝土上放置兩層耐火磚（圓弧形放置），最后用耐火混凝土澆注抹面形成耐火保溫爐膛底。

⑥ 制作全爐墻及燃燒器的連接面板：用厚度為16mm的鋼板在爐座基礎平面處以上與鍋爐全爐墻平面處進行焊接固定（與鋼架相連焊接）根據燃燒頭的安裝固定尺寸要求，開孔并鉆四個固定螺栓孔（攻絲），用耐火磚在鋼板內側砌筑耐火前墻（在鋼板與耐火磚之間適當留50—80mm間隙用來填充保溫材料）和原有前爐墻，以及新做爐底相連，形成完全密封的新前爐墻。⑦ 用原有左側和后部的看火門，改成兩個防爆門。

⑧ 拆除原有的鼓風機，除塵器，以及空氣預熱器，將原有的鼓風機及送風道全部拆除（預熱器可根據情況考慮），原除塵器被拆除后，鋼制煙道將原除塵器卷入口和出口之間空間進行連接。形成完整煙道。⑨ 清除爐內水冷壁管對流管束等受熱面上的煙垢，同時將鍋爐內水側的水垢進行清洗，提高鍋爐受熱面的傳熱能力。

⑩ 對所有的爐墻及爐門進行密封：由于燃氣鍋爐在微正壓狀態運行，為了安全，需要對所有的爐墻及爐門進行密封。

⑾ 安裝燃燒機：先將燃燒頭拆下，裝在前爐墻上的燃燒器連接面板上，并用耐火材料將燃燒筒與爐墻處進行密封；然后按要求依次裝上燃氣閥組及附件，最后裝上燃燒機主體部分。

⑿ 根據燃燒機要求，結合原有的控制系統，設計制作新的控制系統，充分利用原有的系統保留部分的控制器件，新增加部分重新做一個控制柜，將新控制柜與原有控制內保留部分結合，形成新的完整控制系統，能達到如下功能： a.水位自動調節，指示。

b.水位高低報警，極低水位報警聯鎖停爐。c.爐膛出口溫度超高報警，停爐。d.蒸汽壓力超壓報警，停爐。

e.燃燒負荷自動調節，大、小火自動轉接。f.根據壓力，工作性自動起停。

g.燃燒程控自動控制，自動實現預吹掃，高壓點火，火焰自檢，火焰監測，故障熄火報警停爐聯鎖。h.燃氣高、低壓報警。i.燃氣系統泄漏報警，停爐。j.燃燒機停爐后吹掃。

k.引風機與燃燒機順控聯鎖，起動時引風機先開，燃燒器后開，停爐時燃燒器先停，引風機后停。l.所需的電機控制回路，都有短路，缺相，過載等保護功能。

⒀ 調試時要對引風機的風量和壓頭進行調整：由于改造后引風機有較大富裕量，需要將引風門關小到一定程度，以減少風量和降低風壓。

⒁ 引風機改為變頻控制：由于引風機功率較大，且改燃氣后風量要求較燃煤時少，拆除除塵器和空預器的煙道阻力減小，引風機富裕量較大，采用加擋板調節時，電耗較大，改為變頻調節后，能耗會降到原能耗的1/2~1/3，因此節能效果明顯。改造工程費用預算

序號 項目名稱 型號 數量 金額 備注 1 燃燒器 GP-700M DN100 1 18.90 2 燃氣閥組 DN100 1 6.5 3 電控柜 GKF-10-Q 1 3.4 4 鍋爐拆除 1 1.6 5 改造材料 8.3 6 改造工費 12.6 7 檢驗費 1 8 小計 52.30 注:若引風改造為變頻控制，加爐膛負壓調節控制器, 另增加費用3.4萬元整。

三、燃氣系統

1、天然氣的組份、熱性及物理特性 ① 組份（%）CO:0.1 H2:0.2 CH4:95.5 CmHm:1.0 CO2:0.5 N2:2.7 ② 熱值 8000kcal/Nm3 ③ 物理特性

a.標態下密度 0.7435kg/Nm3 b.燃燒所需要的空氣量 9.64Nm3/ Nm3 c.燃燒產物的煙氣含塵量 10.648mg/ Nm3 d.最低著火溫度 400ОC e.理論燃燒溫度 1700ОC

2、燃燒器對天然氣的參數要求：

① 天然氣供氣壓力（動壓）1100mmH2O—1500mmH2O ② 熱值 ≥8000kcal/Nm3 ③ 流量：80 Nm3/噸蒸汽.h

3、燃氣管道流程及設備：

本工程接自市政道路上天然氣管道為中壓A，為達到鍋爐燃燒器前的壓力要求，同時又可以防止燃氣壓力的上下波動，需要在廠區設置一臺落地式燃氣調壓計量柜，該調壓柜可完成過濾、調壓、穩壓、計量、安全切斷等功能。為保證向鍋爐24小時不間斷供氣，可采用2+1型式，及雙回路加旁通。

4、燃氣工程費用預算：

設備材料 規格 數量 造價 調壓計量柜 1000 Nm3/h 1臺 10萬 PE管 DR160 100米 2萬 鋼管 D159X4.5 30 0.6萬 鋼管 D89X3.5 20 0.36萬 鋼管 D57X3.5 20 0.24萬 閥門（埋地）D150 1 0.4萬 閥門（室內）DN80 2 0.4萬 閥門（室內）DN50 2 0.16萬 燃氣報警系統 3路 0.60萬 工程安裝 2萬 總計 16.76萬

四、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）： 序號 燃煤鍋爐 燃氣鍋爐 1 產生費用項目

消耗量 單價(元)價格(元)消耗量 單價(元)價格(元)燃料耗費 0.2t 660 132 80Nm3 2.9 232 2 電力耗費（風系統、煤系統、灰渣系統）

消耗量 9.6Kwh 2.2Kwh 單價(元)0.58 0.58 價格(元)5.57 1.28 3 灰渣清除(人力、運費)3萬元/年 1.5元 0元 4 環保費 10萬/年 5元 0元 5 人力成本 6人 2萬元/人.年 2萬元/人.年

6元1人 1元 小計 150.07 234.28 從以上比較可以看出，燃氣鍋爐房的運行費用稍高于燃煤鍋爐，但燃氣鍋爐可以大大改善工作環境，降低勞動強度，提高企業品位。且隨著國家環境保護政策、能源政策的發展趨勢，燃氣鍋爐的運行費用較燃煤鍋爐有非常大的下降空間，因此，該鍋爐非常適宜于改為燃氣鍋爐。

第四篇：10th燃煤鍋爐改燃氣鍋爐方案

10t/h燃煤鍋爐改燃氣鍋爐方案

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”，推薦使用清潔燃料或天然氣，各級政府會采取相應措施，推行燃煤全面及燃氣化改造。天然氣是目前世界上一種最清潔的燃料，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”、“忠氣進漢”等工程的實施，使孝感市年底即可用上天然氣，為鍋爐的煤改氣提供了優質、充足、廉價的氣源。

一、基本情況

XXXXX廠原有10t/h燃煤蒸汽鍋爐一臺，該鍋爐為XXXX鍋爐廠生產，型號SHL-1.25-AⅡ型，2000年生產，2003年投入使用。鍋爐爐體受壓元件基本完好，有繼續使用價值；鍋爐的給水系統和送、引風系統基本完好，非常適宜改造為燃氣鍋爐。

1、鍋爐參數

① 額定出力 10t/h ② 額定工作壓力 1.25Mpa ③ 給水溫度 105ОC ④ 設計效率 ≥90% ⑤ 使用燃料： 燃煤

⑥ 燃料消耗量： 5t標準煤/噸蒸汽 ⑦ 燃燒方式 室燃

⑧ 電能消耗（風系統）96.4Kw

2、改造要求

用戶要求將現有的一臺10t/h燃煤蒸汽鍋爐改造為天然氣鍋爐。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、燃煤鍋爐改成燃氣鍋爐注意要點

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/m3h ② 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、技術方案簡要闡述

① 配置進口燃氣燃燒器：“芬蘭”“奧林”GP—700M，DN100一體化全自動燃燒器及包括，組合電磁閥調壓閥、過濾器、檢漏裝置，高壓氣壓開關，氣壓表及連桿等組成閥組一套，該機輸出功率2—8.4MW，火焰尺寸Φ1500X4800 ② 拆除煤斗：在原鍋爐基礎平面±0.00處以上到鍋爐前爐墻面板以前煤斗部分前落灰斗，以及爐排的全軸部分。

③ 拆除爐排：拆除爐排的全爐爐排，以及前后軸和后部老鷹鐵。

④ 拆除爐排中間的風箱組成燃燒室空間：根據火焰的尺寸要求，將上下爐排中間的風箱部分拆除，形成一個圓弧形爐膛底部。

⑤ 密封爐排下面的落灰室以及管部的排渣斗，用爐渣將爐排底部的落灰室和后部的渣斗堵住并在爐渣上部放置保溫混凝土80mm厚，再在混凝土上放置兩層耐火磚（圓弧形放置），最后用耐火混凝土澆注抹面形成耐火保溫爐膛底。

⑥ 制作全爐墻及燃燒器的連接面板：用厚度為16mm的鋼板在爐座基礎平面處以上與鍋爐全爐墻平面處進行焊接固定（與鋼架相連焊接）根據燃燒頭的安裝固定尺寸要求，開孔并鉆四個固定螺栓孔（攻絲），用耐火磚在鋼板內側砌筑耐火前墻（在鋼板與耐火磚之間適當留50—80mm間隙用來填充保溫材料）和原有前爐墻，以及新做爐底相連，形成完全密封的新前爐墻。

⑦ 用原有左側和后部的看火門，改成兩個防爆門。

⑧ 拆除原有的鼓風機，除塵器，以及空氣預熱器，將原有的鼓風機及送風道全部拆除（預熱器可根據情況考慮），原除塵器被拆除后，鋼制煙道將原除塵器卷入口和出口之間空間進行連接。形成完整煙道。

⑨ 清除爐內水冷壁管對流管束等受熱面上的煙垢，同時將鍋爐內水側的水垢進行清洗，提高鍋爐受熱面的傳熱能力。

⑩ 對所有的爐墻及爐門進行密封：由于燃氣鍋爐在微正壓狀態運行，為了安全，需要對所有的爐墻及爐門進行密封。⑾ 安裝燃燒機：先將燃燒頭拆下，裝在前爐墻上的燃燒器連接面板上，并用耐火材料將燃燒筒與爐墻處進行密封；然后按要求依次裝上燃氣閥組及附件，最后裝上燃燒機主體部分。⑿ 根據燃燒機要求，結合原有的控制系統，設計制作新的控制系統，充分利用原有的系統保留部分的控制器件，新增加部分重新做一個控制柜，將新控制柜與原有控制內保留部分結合，形成新的完整控制系統，能達到如下功能： a.水位自動調節，指示。

b.水位高低報警，極低水位報警聯鎖停爐。c.爐膛出口溫度超高報警，停爐。d.蒸汽壓力超壓報警，停爐。

e.燃燒負荷自動調節，大、小火自動轉接。f.根據壓力，工作性自動起停。

g.燃燒程控自動控制，自動實現預吹掃，高壓點火，火焰自檢，火焰監測，故障熄火報警停爐聯鎖。

h.燃氣高、低壓報警。

i.燃氣系統泄漏報警，停爐。j.燃燒機停爐后吹掃。

k.引風機與燃燒機順控聯鎖，起動時引風機先開，燃燒器后開，停爐時燃燒器先停，引風機后停。

l.所需的電機控制回路，都有短路，缺相，過載等保護功能。

⒀ 調試時要對引風機的風量和壓頭進行調整：由于改造后引風機有較大富裕量，需要將引風門關小到一定程度，以減少風量和降低風壓。

⒁ 引風機改為變頻控制：由于引風機功率較大，且改燃氣后風量要求較燃煤時少，拆除除塵器和空預器的煙道阻力減小，引風機富裕量較大，采用加擋板調節時，電耗較大，改為變頻調節后，能耗會降到原能耗的1/2~1/3，因此節能效果明顯。

4、改造工程費用預算

序號

項目名稱

型號

數量

金額

備注 1

燃燒器

GP-700M DN100

18.90 2

燃氣閥組

DN100

6.5 3

電控柜

GKF-10-Q

1.4 4

鍋爐拆除

1.6 5

改造材料

8.3 6

改造工費

2.6 7

檢驗費

8

小計

40.30 注:若引風改造為變頻控制，加爐膛負壓調節控制器, 另增加費用3.4萬元整。

三、燃氣系統

1、天然氣的組份、熱性及物理特性 ① 組份（%）

CO:0.1 H2:0.2 CH4:95.5 CmHm:1.0 CO2:0.5 N2:2.7 ② 熱值

8000kcal/Nm3 ③ 物理特性 a.標態下密度 0.7435kg/Nm3

b.燃燒所需要的空氣量 9.64Nm3/ Nm3 c.燃燒產物的煙氣含塵量 10.648mg/ Nm3 d.最低著火溫度 400ОC e.理論燃燒溫度 1700ОC

2、燃燒器對天然氣的參數要求：

① 天然氣供氣壓力（動壓）1100mmH2O—1500mmH2O ② 熱值 ≥8000kcal/Nm3 ③ 流量：80 Nm3/噸蒸汽.h

3、燃氣管道流程及設備：

本工程接自市政道路上天然氣管道為中壓A，為達到鍋爐燃燒器前的壓力要求，同時又可以防止燃氣壓力的上下波動，需要在廠區設置一臺落地式燃氣調壓計量柜，該調壓柜可完成過濾、調壓、穩壓、計量、安全切斷等功能。為保證向鍋爐24小時不間斷供氣，可采用2+1型式，及雙回路加旁通。

4、燃氣工程費用預算：

設備材料

規格

數量

造價 調壓計量柜

1000 Nm3/h

1臺

10萬 PE管

DR160

100米

2萬 鋼管

D159X4.5

0.6萬 鋼管

D89X3.5

0.36萬 鋼管

D57X3.5

0.24萬 閥門（埋地）

D150

0.4萬 閥門（室內）

DN80

0.4萬 閥門（室內）

DN50

0.16萬 燃氣報警系統

3路

0.60萬 工程安裝

2萬 總計

16.76萬

四、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）：

序號

燃煤鍋爐

燃氣鍋爐 1 產生費用項目

消耗量

單價(元)

價格(元)

消耗量

單價(元)

價格(元)

燃料耗費

0.2t

460

80Nm3

2.0

160 電力耗費（風系統、煤系統、灰渣系統）

消耗量

9.6Kwh

2.2Kwh

單價(元)

0.58

0.58

價格(元)

5.57

1.28 3 灰渣清除(人力、運費)

3萬元/年

1.5元

0元 4 環保費

10萬/年

5元

0元 5 人力成本 6人

2萬元/人.年

2萬元/人.年

6元1人

1元 小計

110.07

162.28 從以上比較可以看出，燃氣鍋爐房的運行費用稍高于燃煤鍋爐，但燃氣鍋爐可以大大改善工作環境，降低勞動強度，提高企業品位。且隨著國家環境保護政策、能源政策的發展趨勢，燃氣鍋爐的運行費用較燃煤鍋爐有非常大的下降空間，因此，該鍋爐非常適宜于改為燃氣鍋爐。

第五篇：燃煤鍋爐改造注意事項

燃煤鍋爐改造注意事項

多年來，由于燃煤的廉價和燃燒便捷等原因，所以設計制作的熱風爐都是燃煤的立式結構。鑒于當前國家對各地限煤、禁煤減少大氣污染排放的環保形勢的要求，通俗來講就是不叫燒煤了。那么面臨燃煤改燃氣、燃油的問題，因熱風爐結構原理不同于蒸汽、熱水、導熱油鍋爐，沒有水、油作為介質，而是干燒把燃料釋放的熱能通過爐換熱體吸收換熱，把常溫的空氣加熱成高溫熱空氣。

熱風爐燃料的燃燒改造是有科學依據和專業要求的，不能憑自己的想象或者不良商家為了自己的蠅頭小利，不考慮熱風爐的獨特結構和燃燒方式，盲目亂改，把原來的燃燒室加煤口封死，在一側開一空直接將燃燒室噴火口插入燃燒室內，有的甚至于拆掉煙氣引煙風機，靠煙氣自然排放。

短時間內貌似可以燃燒時用的，但存在諸多的隱患，一個是升溫時間長，浪費燃料；再就是煙氣的走向極端的不合理，導致不長的時間內換熱體的損壞。

燃煤的火焰是沖上所以熱風爐是立式結構。而燃燒機噴射的火焰是水平走向，可想而知，火焰噴進燃燒室到對面的耐火材料后，順墻壁自然上行到熱風爐換熱區，那么就產生了局部長期溫度過高，受熱壓力過大，而另一端火焰夠不到換熱效果極差的惡性循環。換熱效果差溫度上不去就要加大燃料耗量，形成惡性循環直至爐體燒漏、報廢。給企業造成不可估量的直接和間接損失。

鄭州匯綠科技科技有限公司就改造來言，不論改成燃氣還是燃油，鑒于火焰是水平走向，那么熱風爐必須遵照火焰的走向，也就是改成臥式結構。為了降低高溫火焰對爐體內的吊膽等高溫區域的沖刷，燃燒機配套的燃燒室必須是特殊結構，適合這種燃燒方式。按要求可以配套電控設計成全自動一鍵操作，自動點火、自動控溫、自動調節運行工況，不僅僅是達到節能、降耗、操作便捷、省人工的優點，更主要的是大大縮短了升溫時間，降低了能耗，延長了熱風爐的使用壽命。

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