浅谈甲醇锅炉系统方案

王欣然 能立 冯鹏娟

摘 要：文章阐述了甲醇锅炉的结构形式、特点。

关键词：甲醇锅炉；结构；特点

甲醇锅炉是一种新型绿色环保燃料锅炉，类似于燃油锅炉，以甲醇等醇基燃料为燃料，把水加热成为热水或蒸汽，是广大企业、工厂、生活用热、中高档宾馆、酒店、行政事业单位、居民社区采暖和洗浴的理想产品。

1 燃料特性

甲醇（Methanol，dried，CH3OH）系结构最为简单的饱和一元醇，分子量32.04，沸点64.51℃，又称“木醇”或“木精”。工业甲醇在常温下是无色、透明、易挥发、易燃烧的有毒液体。工业甲醇化学性质较活泼，能发生氧化、酯化、羰基化等化学反应，甲醇不具酸性，其分子组成虽有能作为碱性特征的羟基，但也不呈碱性，对酚酞及石蕊均呈中性。甲醇热值22.7MJ/kg。燃烧反应式为：

CH3OH+O2→CO2+4H2O。

2 甲醇锅炉的优势

2.1 相对燃气锅炉优势

甲醇锅炉不需要昂贵的燃气开口费用，1吨燃气锅炉的开口费大概在10万元左右，如果使用甲醇锅炉开口费就可以省掉。此外甲醇锅炉使用成本更为低廉，甲醇锅炉生产1吨蒸汽的成本为120kg甲醇，以1700元/吨计算，甲醇锅炉成本为204元，1吨燃气蒸汽锅炉的成本是70m3天然气，以3.9元/m3计算，天然气锅炉的成本是273元。如每天使用10个小时，一天甲醇锅炉就可以节省700元左右。

2.2 相对燃油锅炉优势

1吨燃油蒸汽锅炉单位时间燃料消耗量约为65升，以5.8元/升计算，每小时使用成本为377元，约是甲醇锅炉每小時使用成本的两倍。

3 甲醇锅炉概述

甲醇锅炉外观大方、结构紧凑、空间占用少，运输方便，基建投资少，安装简单方便，全自动控制运行，自动上水，自动控压，自动控温，缺水保护，超压报警，超压停炉，噪音小，安全系数高。既遵循了节能环保理念，又满足了工程项目所需的热能；在生产使用上，该种类锅炉真正的做到了燃烧清洁、排放无污染、操作便捷、出力充足。主要优势如下：

（1）锅炉采用燃烧室大容积设计，使燃烧更加充分，受热面布置进行了最大限度的优化设计。（2）锅炉炉胆采用波纹炉胆结构，既增加了辐射和对流传热面积，又满足了炉胆受高温辐射后自由膨胀的需要。（3）锅炉采用强化传热的螺纹烟管，大大强化了传热。（4）锅炉采用湿背式结构，全扳边对接焊缝，可靠性高，维修费用低。（5）锅炉烟气流动阻力小，运行电耗低，可节约运行费用。（6）设计超温、超压、缺水、检漏、熄火等多种保护功能，锅炉运行安全可靠。

4 甲醇锅炉燃烧机组

甲醇锅炉燃烧机组主要由甲醇罐、日用甲醇箱、供甲醇系统、阀组、燃烧器、空压机（介质雾化）、液化石油气自动点火装置、火焰监测装置、失火保护装置及控制装置系统组成。机组在运行过程中，吹扫、点火、熄火均可自动控制，负荷调节可以远程按比例控制，助燃风欠压、蒸汽超压、失火、意外断电均可以自动保护。

（1）甲醇罐：罐体、液位计、呼吸阀，此部分用户自理。（2）日用甲醇箱：箱体、液位计、自动进甲醇阀组。（3）供甲醇系统：甲醇泵、供甲醇管路、回甲醇管路、自动甲醇量调节装置、燃甲醇过滤器、甲醇枪装置。（4）燃烧器：燃甲醇燃烧机头、火焰喷管、甲醇枪喷甲醇嘴、火焰监测器、自动点火装置、伺服机构、助燃风调节机构、窥视镜。（5）阀组：回甲醇调节阀、安全阀、溢流阀、截止阀、球阀。（6）自控系统：火焰信号放大器、光敏管、电动执行器、电控柜、智能手操器、点火变压器及鼓风欠压保护开关。

5 全自动锅炉软化水设备

全自动锅炉软化水设备能保证锅炉水质符合GB/T1576-2008《工业锅炉水质》的要求，从而使锅炉安全运行。全自动锅炉软化水设备主要由控制器、树脂罐、树脂、盐罐四部分组成的整体设备，锅炉软化水设备的组合形式有单阀单罐型、单阀双罐型、单阀单罐多罐组合型等。该设备具有以下特点：

（1）自动化程度高，供水工况稳定，使用寿命长。全程自动。（2）高效率、低能耗、运行费用低。（3）设备结构紧凑，占地面积小，无需专用的设备基础，放置于平整的水泥地面上即可。（4）使用简单，安装、调试、操作简单易行，控制部件性能稳定。

6 热力除氧器

热力除氧器能除去锅炉系统给水中的溶解氧及其他气体，防止锅炉设备的腐蚀，是保证锅炉安全运行的重要设备。一般蒸发量≥6t/h的甲醇锅炉需配置大气式旋膜除氧器。除氧器工作压力0.02MPa（g），工作温度104℃，锅炉给水中的溶氧量<0.05mg/L。

大气式旋膜除氧器系统主要大气式旋膜除氧器本体、除氧水泵及管路、热工仪表及自动控制装置组成。

（1）大气式旋膜除氧器由除氧头和除氧水箱组成。除氧头主要由外壳、旋膜器组、水篦子、液汽网、蒸汽分配盘、汽水分离器等部分组成；除氧水箱由水箱主体及附件组成。（2）热工仪表主要有温度指示、压力指示、液位指示等。（3）自动控制装置为压力、液位自动控制及调节；现场信号远传到主机，在主机上远传控制操作。

7 控制系统

锅炉控制系统设计了电脑自动控制及强电手操两部分。电脑自动控制和手动操作是使锅炉系统具有可启动性的技术之一。在恶劣工作环境下安全可靠运行和全视角直观显示锅炉系统工作状态是保证锅炉系统安全的必要条件之一。

（1）本系统能直观显示和报警（声光）处理：燃烧器故障与保护、锅炉压力超高故障与保护、锅炉水位极低故障与保护、锅炉水位极高故障与保护、燃料压力高或低压故障与保护、燃料的泄露故障与保护、锅炉蒸汽、水位显示与保护、排烟温度显示与保护、压力、排烟温度变送器故障与保护、锅炉进、出口水压力监测与保护、系统断电监测与保护、电机过载、过流监测与保护。（2）设置锅炉运行参数：设置锅炉全自动运行所需温度、压力、时段等参数。（3）信息处理：将现场采集的信号进行智数据分析统计处理，完成故障预测、故障处理、控制热系统设备、热系统防冻控制、数据查询、智能模糊控制锅炉运行等工作。（4）自动识别故障并保护：发生故障时，软件自动识别故障，保护锅炉及附属设备安全。（5）软手动操作：按屏幕上相应的设备键，可打开或关闭各主体设备，同时，遵循自动控制联锁保护功能。（6）硬手动操作：为了防止控制系统及其一次仪表的任何微小故障导致锅炉系统的停止运行，控制器专业设计硬手操部分（独立于自动控制部分），确保系统正常安全运行。

8 结束语

该产品的研制成功、推广应用前景十分广阔，可以对经济效益、环境效益和社会效益有显著的影响。

参考文献

[1]车德福，庄正宁，李军，等.锅炉[M].西安：西安交通大学出版社，2004.

[2]林宗虎，徐同模.实用锅炉手册[M].北京：化学工业出版社，2009.

[3]工业锅炉设计技算方法编委会.工业锅炉设计计算方法[M].北京：中国标准出版社，2005.

作者简介：王欣然（1987-），女，河南省郑州人，本科，助理工程师，主要从事锅炉设计工作。