模块化燃气锅炉在煤改燃项目中的优势与展望

□文/王晋英

模块化燃气锅炉在煤改燃项目中的优势与展望

□文/王晋英

模块化燃气锅炉在煤改燃项目中相比传统的燃气锅炉具有显著的优势。文章分析了模块化燃气锅炉的运行原理，对模块化锅炉煤改燃的可行性进行分析，对其中的优势和未来的发展前景做出展望。

模块化；燃气锅炉；煤改燃

目前能源和环境问题已经成为全世界面对的普遍难题，我国当前的能源使用现状还是粗放型，能源利用效率低、环境污染大，而且能源的消耗已经无法满足国民消费的需求，随着国家相关环保政策的制定，市场上能源利用效率低的设备将被逐渐取代及取消。现状各个能源消费行业都在积极行动，充分利用原料，减少资源的浪费和环境的污染，不断地提高企业经济效益。

模块化燃气锅炉系统是根据热能负荷的需要进行模块化的组合，通过对锅炉的使用数量进行控制，使锅炉的热能满足使用者的需求，保障锅炉的运行效率。模块化锅炉实现了智能化的供热系统，减少了资源浪费和环境污染；同时模块化燃气锅炉煤改燃系统体积小，重量轻，相对于传统的燃煤锅炉降低了成本，具有显著的优势，是未来模块化燃气炉的发展趋势。

1　模块化燃气锅炉系统特点

模块化燃气锅炉系统相比原有的燃煤锅炉系统具有明显的优势，随着国家节能政策的推广，模块化燃气锅炉系统煤改燃逐渐被大多数燃气锅炉公司所认可。其中主要的特点体现在以下几方面。

1）燃气燃烧后产生的辐射特性。模块化锅炉煤改气之后燃气成为主要形式[1]。由于燃气主要是气体形态，因此需要特殊的燃烧方式，需要在密封的空间内进行。燃气的主要化学成分是烃，燃烧过程是燃料和空气进行混合，通过加热点燃，然后进行充分燃烧，达到锅炉加热的目的。

燃气相比于燃煤的点燃温度要低很多，燃气进行燃烧的过程空气系数小很多，燃烧相比燃煤更迅速。燃气相比于燃煤的优势在于所含有的燃灰成分要小很多。燃烧过程中减少了大量不必要的颗粒污染物的产生。而且燃气的热负荷相对较大，锅炉出口的温度较高，因此不需要担心熔点不足产生的问题。燃气的热值相比燃煤等其他加热方式要高很多，而且在完全燃烧的情况下需要的空气要少一些，因此具有显著的隔热和高热值的优势。

在锅炉的炉膛内部传热方面，燃气相比燃煤产生的焦炭和飞灰含量少很多，因此整个锅炉的受热更加均匀，减少了因为受热不均或者是温度不够无法满足技术指标的可能性，使受热面积更加均匀合理。

2）模块化燃气锅炉基本特性。由于燃气的热值高[2]，而且燃气的火焰高于普通燃煤的锅炉，因此高热值的燃气锅炉需要更高的锅炉炉膛来满足燃气需求。燃气锅炉还需要更高的热负荷，同时需要更加大的受热面积和锅炉的出口温度，锅炉炉膛要做得更小。早在1973年由前苏联制定的《锅炉机组热力计算标准》中制定了相关的参数，在使用煤气、天然气等其他常用可燃气体时，锅炉的空气过量系数保持在1.07的状态效率较高，在锅炉的容积维持在80 t/h的条件下，锅炉的热负荷容积保持在320～420 kJ之间，当锅炉的容积超过80t/h时，锅炉的容积热负荷量大约维持在260 kJ上。但是如果锅炉使用的燃料不是气体，换成煤粉的话，相应的锅炉热负荷标准维持在170kJ左右较合理。

2　模块化燃气锅炉煤改气优势

模块化燃气锅炉煤改气工程已经经过了十几年的研究阶段，现在已经基本完善。经过多次的实践论证得出在城市供热项目中采用模块化的供热模式以及采用燃气是节约资源、降低成本、提高供热效率和保护环境的最佳方法，同时技术上的障碍也已经基本解决。目前我国的模块化燃气锅炉煤改燃推广工程受到多方面的因素影响，比如煤改燃技术的解决、经济效益提高、环境问题、工艺水平提升的因素等。在以后随着技术不断地提高与完善，将会出现更加清洁的能源还有效率更高的能源来替代现有的煤气、天然气等。

1）模块化燃气锅炉实现点对点供暖。我国模块化燃气锅炉供暖目前基本上都是采用集中供暖的方式[3]。首先，模块化燃气锅炉集中供暖减少大量不必要的能源损耗，将资源的利用效率提高到30%甚至更多；可以充分利用现有的能源，提高能源的利用率，减少能量源的不必要浪费，达到提高锅炉经济效益的目标。集中供暖一般都需要较大的锅炉，锅炉容量大的同时将有更高的热值，保证热值达到85%以上，是小型锅炉的数倍，分散的小型锅炉的效率和大锅炉的效率之间差异巨大。其次，模块化燃气锅炉供暖具有重要的环保意义。目前城市大气污染的主要原因之一是燃煤产生的粉尘，二氧化硫，氮氧化物和大量的可吸入颗粒等。而燃气锅炉，尤其集中供热用的模块化燃气锅炉，更能明显的改善现有的空气质量，将大大地减少粉尘，二氧化硫，氮氧化物等颗粒物带来的大气污染。对于燃气燃烧所产生的少量污染物，其后续处理技术更加严格，配备相应的污染净化处理设备，能够实现在充分利用燃料的基础上，将产生的垃圾及时处理并达到再利用，减少主要空气污染区的产生，改善现有的空气质量。三是随着煤改燃工程的进一步推广，模块化燃气锅炉将具有技术与经济更明显的优越性。模块化燃气锅炉的技术经过多年的研究与实践，在技术上已经比较成熟，而且方法安全可行。现不少锅炉房都就近布置在需求点周边，可以很大程度上根据用户差异性的采暖需求进行供暖，这样使得检修期间各户不会互相干扰。随着管网技术和换热器技术的发展，输送热损失大大降低，使运行成本得以控制[4]。

2）模块化燃气锅炉煤改燃的优点。模块化燃气锅炉系统主要特点是根据热负荷的设计需求进行模块化的组合，通过利用锅炉的使用台数来保证热负荷更加满足实际需求，提高模块化燃气锅炉的运作效率。模块化锅炉的运作原理见图1。

图1　模块化锅炉运作原理

模块化锅炉煤改气以后具有显著的优势，主要体现在以下几个方面：一是有效控制锅炉的使用台数，保证热负荷最佳满足工程的实际需要，减少原有的燃煤无法迅速控制锅炉使用数量带来资源浪费的问题，提高了锅炉使用过程中的季节运行效率；二是由于模块化燃气锅炉大多数不是同时使用，因此不使用的设备就可以作为备用设备，当使用的设备出现问题以后可以作为替代品直接使用，这样减少了设备出现故障带来的经济损失，降低了风险的同时，还减少了初始投资；三是由于煤改燃设备的天然优势，锅炉占用的土地面积更小，体积小，位置灵活，减少了初始投资的费用；四是可以扩展，由于煤改燃的模块化锅炉更加灵活，因此可以随时变动锅炉，满足供热的基本需求；最后由于模块化燃气锅炉是点对点的供热方式，因此在热力管网输送的过程中可以减少大量不必要热能损耗与浪费，基本上实现了国家对企业制定的节能指标。

3　总结与展望

通过对模块化燃气锅炉煤改燃的研究分析可以发现，煤改燃项目不仅在技术上是可行的，同时在经济上和环境上都是合乎国家与企业发展需求的。随着供热行业煤改燃政策的不断推广，对模块化锅炉的需求规模不断增加，模块化燃气锅炉的压力和水循环能力将得到不断改进和提升，以适应愈来愈高的需求。这也是未来的发展趋势。未来随着新能源的开发利用，更加节能而且环保的能源将不断地使用到模块化燃气锅炉中来。

[1]建设部工程质量安全监督与行业发展司，中国建筑标准设计研究院.全国民用建筑工程设计技术措施·节能专篇(2007)暖通空调·动力[M].北京：中国计划出版社，2007.

[2]林宗虎，张永照.锅炉手册[M].北京：机械工业出版社，1989.

[3]武文修，王叔之.锅炉设计、制造、安装、运行、检修、改造实务全书[M].北京：当代中国音像出版社，2003.

[4]陆耀庆.实用供热空调设计手册[M].2版.北京：中国建筑工业出版社，2008.

□DOI编码：10.3969/j.issn.1008-3197.2015.04.028

□TU995

□C

□1008-3197（2015）04-70-02

□2015-06-08

□王晋英/女，1984年出生，工程师，天津市房信供热有限公司，从事工程技术管理工作。