燃煤锅炉改燃气锅炉的设备选型及工艺技术

赵 建 刚

(山西煤矿机械制造股份有限公司，山西 太原 030031)

“山西煤矿机械制造股份有限公司燃煤锅炉改燃气锅炉改造项目，考虑到采用国家先进标准的环保、节能低氮排放需求，结合我公司低消耗，低排放，高效率的要求，如果选择工艺路线设备和工艺技术，排放废气量会大幅增加；既增加了环境污染，污染大气；又增加了用气量，又多交排污费，对企业来说，增加用气量，多花费运行费用，又多交排污税，消耗的资金量也会大幅增加。

1 工艺路线设备选型必须考虑的问题

1.1 燃气锅炉选择须考虑节能、环保、低氮排放、工艺路线

考虑到长期使用成本，环保标准的不断提高，公司燃气锅炉选择须综合考虑节能情况、环保达标情况，做到低氮排放、工艺技术合理。

1.2 供热方式选择

我们考察了煤气和天然气为热源的热辐射供热方式，地源热泵的供热方式，空气能加电能的供热方式，联系了煤气公司考虑管道煤气的供热方式；节能环保方面我们针对需采暖建筑物有厂区内车间及办公室、公司办公楼等的实际状况。考虑办公室内采暖温度按正常采暖温度(18±2)℃参考制定方案，各车间采暖温度按(10±2)℃参考制定方案。

1.3 考察分析几种供热方式的优缺点

一种供热方式是煤气和天然气为热源的热辐射供热方式，优点：是已有多家成熟运用，缺点：如果我公司采用此方式，需广泛重新进行布局相关管线，安全隐患大等问题需考虑。

另一种是地源热泵的供热方式，地源热泵供暖系统考察了初投资、年运行费用、维护费用等方面。 调查发现，地源热泵系统的初投资比较高，运行费较低，地源热泵系统在整个寿命期内的费用明显低于燃气锅炉供暖系统，因此，地源热泵系统比燃气锅炉系统具有更高的经济效益；但我公司不具备采用此方案的条件，应用此方案的北方用户相对较少，成熟度在北方不高。

第三种空气能加电能的供热方式应用单位少，居民和用能量不大的单位使用可以考虑，我公司厂房高，短时间大能量的使用方式明显不合适。

节能、环保、低氮排放的考虑：我公司采取利用原锅炉房，原供热管网，管路，采购两台相同的低氮排放燃气锅炉，降低建设费用、运行费用、维修费用；政府对使用低氮排放燃气锅炉的单位给予补助。

特别强调采用低氮排放的燃气锅炉是首选，以适应以后环保的高标准，防止几年以后排放标准提高，刚买的燃气锅炉不符合排放要求，面临淘汰。

我公司综合各种燃气锅炉特点，结合我公司实际情况，决定居民宿舍采用集中供热，厂区采用两台5 t博世燃气锅炉。

2 具体采用燃气锅炉的情况、如何节能和相关参数

根据环保要求和上述调查分析：使用洁净燃料及本着节约投资、节能低氮运行的原则，我公司考虑多家方案后，决定采用博世CWNS3.5-80/65-Q燃气锅炉(单台5 t额定热量3 500 kW/h，单台耗气量380 Nm3/h，2台共计耗气量为760 Nm3/h)两台锅炉互为备用，可满足采暖需求并节约运行费用。

采暖初、末期：11月1日～11月30日、3月1日～3月31日，运行一台机组满足采暖需求。

采暖中期：12月1日～12月31日、2月1日～2月28日，运行一台机组同时另一台机组根据室外温度情况弥补运行来满足采暖需求。

采暖最冷期：1月1日～1月31日，两台机组同时运行满足采暖需求。

洁净燃料配置选型推荐：洁净燃料推荐采用LNG天然气，配置65 m3储罐，供给燃气锅炉冬季采暖使用。LNG天然气罐按1 000 Nm3/h，储存量约40 000 Nm3，可满足3 d～7 d使用。

3 博世(BOSCH)锅炉工艺性能选择要求

博世CWNS3.5-80/65-Q燃气锅炉为全自动燃气卧式锅炉，为内燃、三回程、全湿背、波纹炉胆、螺纹烟管、火管式锅炉，其特点如下：

1)燃烧室低位布置，烟管左右对称，均匀分散应力。

2)三回程结构，保证换热面积与传热效率的最佳状态。

3)全湿背布置，既克服了后烟箱受高温烟气冲刷易造成管板裂纹等缺点，又能有效利用受热面，确保锅炉设备安全运转，减少维修。

4)采用波纹炉胆，有效增加受热面积，增强高温烟气紊流传热，提高锅炉热效率，同时缓解锅炉的热胀冷缩，确保锅炉的安全性，延长锅炉的寿命。

5)前、后烟箱门采用活动式结构，便于对锅炉内部进行清查、维修和清洁；前、后烟箱门采用双门结构，即内耐火门，外保温门，降低了热量的散失，保证了锅炉前后温度不大于50 ℃和燃烧器在一个低温地环境下运行，操作人员在安全的环境下操作，同时增加了锅炉的外部美观。

4 技术参数

技术参数见表1。

表1 燃气常压热水锅炉主要技术参数

5 燃烧器

燃烧器为芬兰“奥林”公司所生产，奥林燃烧器在配置性能方面优点独特：

奥林燃烧器设计、生产、制造采用欧洲EN767及相关欧洲标准。其燃料分区和二次供风技术是奥林燃烧器的专利技术，这两种技术保证了燃料完全燃烧，NOx的排放达到欧洲最低要求，而且也保证了燃烧器低噪声运行。燃烧效率大于99.9%。

奥林燃烧器单机功率范围大,单机最大83 000 kW，奥林燃烧器在工业应用上占有率第一。

风机配置采用欧洲名牌SIEMENS电机，噪声小、出力大。

燃气捡漏装置配备高灵敏度VPS504，每次点火前都是靠高压气泵打压检测是否泄漏，灵敏度非常高。

所有奥林燃烧器火焰检测装置都是QRA2紫外线感光电眼，灵敏度高，维护简单方便，其他品牌燃烧器大部分配离子探棒检火，离子探棒由于炉膛内直接处于高温火焰之内，很容易烧断或变形，维修率高，而且维修十分麻烦，每次都要把整个燃烧器拆下才能进行。

奥林燃烧器进风口比同等出力其他品牌燃烧器进风口要大许多，这样既满足高原缺氧燃烧又降低了噪声。奥林燃烧器风门挡板设计为圆弧状，而非直板平面形，这样供风平稳，保证了火焰稳定性。

体积大，进风口大，燃烧供风充足，噪声小。

奥林燃烧器所有电器元件及接线端子都在顶盖下，防潮、防水、防灰和防静电，安全可靠，燃烧器能在额定电压的85%～110%的范围内正常工作。

所有气体燃烧器配备德国DUNGS公司阀门：组合电磁阀、调压阀、过滤器、球阀、膨胀管及空气压力开关、气体高压保护开关、气体低压保护开关，最大程度确保气体供给系统的安全可靠性。

大功率伺服电机通过连杆同时调节风门、燃气蝶阀和火焰盘，做到负荷和火焰同步调节，小负荷小火焰，大负荷大火焰。

点火枪整体组件装配，不用拆下整个燃烧器，只需打开上面顶盖，即可把点火枪组件拿出，进行检修。

燃烧器寿命长,设计使用寿命30年。

6 结语

1)燃煤锅炉改燃气锅炉要根据各单位的具体情况，诸如供热面积、厂房高度、管网状况，实施不同的设备采购，以达到既保证供热的稳定达标，又控制成本得当，如我公司居民供热部分采用太原市集中供热方式，保障了居民持续稳定的供热；工厂部分厂房高度较高，采用了利用原厂房、原供热管路，降低了设备采购成本，实现了各方效益的平衡。

2)采购燃气锅炉一定要采购低氮排放的燃气锅炉，这样既减少污染物排放，又少缴排污费，利国利民；并且可以防止以后排放标准提高，非低氮排放燃气锅炉面临淘汰，影响使用，或又要改造，费钱费力；采用低氮排放燃气锅炉或可能获得政府补贴；强烈建议买低氮排放燃气锅炉。