燃气锅炉低氮改进面临的困境与检验重点研究

李守恒，戚海洋

（菏泽市产品检验检测研究院，山东 菏泽 274000）

随着现代社会经济的不断发展，人们的生活品质得到了极大改善，对生活环境的要求越来越高，而氮氧化物是PM2.5产生的主要物质，加强对氮氧化物排放的治理有助于净化环境，保证城市环境的生态可持续发展。早在2016年，北京就积极开展燃气锅炉低氮改进工作，使得燃气锅炉工作中氮氧化物排放量进一步降低，从而有效抑制氮氧化物再次转化成PM2.5。在该次燃气锅炉低氮改进工作中，主要是将原有的燃烧器更换为低氮燃烧器，增加对废气的二次循环利用，同时，针对一些年代久远的燃气锅炉，则直接更换为全新的燃气锅炉，很好地降低了燃气锅炉产生的氮氧化物。2017年，北京出台了燃气锅炉排放限值等一系列规定，其中要求新构建的燃气锅炉要求达到30mg/m³的排放标准，对已经在使用的燃气锅炉执行80mg/m³的排放标准。新出台的排放标准已经与国际社会相接轨，并且与排放最严格的美国南加州锅炉排放标准大体相当。现阶段，北京地区完成的燃气锅炉低氮改进已经达到了上万蒸吨，然而，在实际开展改进工作中，也面临了一定的问题，导致燃气锅炉生产过程中存在安全隐患。

1 燃气锅炉低氮改进面临的困境

（1）燃烧器型号和燃烧器型式试验证书不一致。锅炉燃烧器需要获得国家质量监督检验总局颁发的型式试验证书，通过严格的试验，合格后才能够正式应用到生产环节中，同时，要每隔4年进行一次抽检。在实际进行燃气锅炉低氮改进工作中时，燃烧器和燃烧器型式试验证书不一致的现象较为普遍，具体如下。

一些单位在进行燃气锅炉低氮改进工作时，尽管更换的燃烧器型号和型式试验证书型号是相同系列，但是，仔细分析后可以看出，型式试验证书型号并没有包含该燃烧器型号。如图1所示为某个单位更换的新燃烧器型号为VG5.950DP，同时，这个单位具有燃烧器的型式试验证书型号为VG5.950，该证书所包含的燃烧器型号如表1所示，由此可以看出，该单位改进的燃烧器型号并不在型式试验证书型号范畴内。

图1 某单位更换的新燃烧器型号

表1 VG5.950型式试验证书包含的燃烧器型号

（2）在原燃气锅炉上直接安装废气再循环管导致燃烧不稳定。在原有燃气锅炉设备基础上直接安装废气再循环管是常见的低氮改进方法，这种方法根据燃气锅炉大小不同也有较大区别。具体来说，针对一些小型燃烧器，工作人员往往直接在废气尾部地方额外增加一个烟道，将废气引入燃烧器进风口位置，并利用风门来调整废气的进入量，使其与空气初步混合后进入燃烧器。针对一些大型的燃烧器，通常是将尾部废气直接导入锅炉风道中，如图2所示。这种改造的总体思路是将尾部废气再次引入燃烧器中进行二次燃烧，尽管这种方法比较简单、易操作，然而，这种改进方法无法有效控制废气再循环接入点，容易使废气冷凝水进入锅炉中，从而造成燃烧器损坏。此外，当废气再循环比例控制不合理时，还会造成燃烧过程不充分、不稳定。

图2 废气再循环管导入到风道

（3）更换的燃烧器与原安装尺寸不相同。在进行燃气锅炉低氮改进工作中，许多更换的新燃烧器安装尺寸与原有安装尺寸不相符，一般来说，新更换的燃烧器尺寸均要小于原有安装孔大小。为了解决这样的问题，许多安装单位选择在原有安装孔位与新燃烧器之间增加一个转接管，如图3所示，然而，这种新增的配件没有进行科学的设计以及严格的检验，无法确保其使用的安全性与有效性。

图3 新燃烧器接口和原安装孔位不相同

2 燃气锅炉低氮改进后检验重点

（1）重点核查燃烧器型号与关键配件的匹配程度。燃烧器型式试验要由获得国家质量监督检验总局核准的相当单位进行。因为我国燃气锅炉低氮改进工作时间较为仓促，导致许多改进后的燃气锅炉还没有及时进行型式试验。一些单位更换新的燃烧器型号与原有型式试验证书型号不相符，要再次进行型式试验，在获得合格的型式试验证书后才能够投入生产。当燃烧器的一些关键配件出现更换后，燃烧器生产企业要将更改详细递交给原型式试验单位，如果更改的关键部件对燃烧器的工作安全产生影响，还需要再次开展型式试验。

（2）注意对更换的燃烧器与原燃气锅炉安装尺寸匹配情况进行检查。现阶段，我国针对燃气锅炉炉膛结构中的炉胆直径以及长度都进行了明确的规定，由于不同燃气锅炉的炉膛形状以及大小均不相同，所以在进行低氮改进时，需要注意到有些燃气锅炉并不能够通过简单的更换燃烧器实现低氮改造。通常来说，更换新的锅炉燃烧器应当要由生产企业进行选配；在无法通过生产单位进行选配时，使用单位可以根据安装相关规定进行燃烧器型号选择，同时，保证选择的燃烧器型号能够满足原燃气锅炉的各项参数要求。锅炉安装监管部门要对更换好的燃气锅炉进行检查，进一步确认安装的新燃烧器满足锅炉生产单位的技术要求。

3 结语

综上所述，氮氧化物不仅会对环境产生重大危害，而且在二次转化后会产生PM2.5，因此降低燃气锅炉氮氧化物排放十分重要。在完成燃气锅炉低氮改进工作后，要重点检验燃烧器型号与关键配件的匹配程度、燃烧器与锅炉安装尺寸问题，确保燃气锅炉能够安全稳定运行。