秦少云
摘 要：现代科学技术的进步，带来人们生活方式的诸多变化。一方面，人类的生产、生活对环境的影响越来越大；另一方面，伴随着人们物质生活水平的提高，人们开始对赖以生存的环境有了更高的要求。供热器的雾霾现象、惊人的PM数字令人们谈之色变，机动车限行、污染企业停产等一系列举措应运而生。与此同时，相关部门对传统供热方式的改良工作一直在进行着，燃煤锅炉对环境的污染众所周知。经过数年的项目改造，如今，燃气锅炉已基本取代燃煤锅炉发展成为市区居民采暖的主要方式，下一步工作的主要任务就是将施工范围以市区为中心向外围延伸，直至实现燃气锅炉的全覆盖。从技术层面来看，燃气锅炉的消费市场前景依然很广阔。本文主要阐述燃煤锅炉改造为燃气锅炉的关键步骤和具体措施，以期为此项利民工程的顺利开展提供一些有价值的参考意见。
关键词：燃煤锅炉 燃气锅炉 改造工程 措施
中图分类号：TK229 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）07（b）-0073-02
燃煤锅炉在使用的过程中，煤炭资源的消耗量巨大，且燃烧之后的固体、气体废弃物会带来多种环境污染，基于此，各地开展了燃煤锅炉改造为燃气锅炉的工程项目，目的就是减少煤炭的使用量、削减烟尘和二氧化硫的排放量。施工单位在将燃煤锅炉改成燃气锅炉的过程中，以节约高效、安全实用为基本原则，尽可能不变动锅炉本体的受压元件部分，结合原有锅炉的具体构造，从挑选燃气燃烧器的品类、确定燃烧器的准确数量、安排燃烧器的布局、设计炉膛布置的匹配性、选择锅炉防爆措施等方面着重考虑，宏观规划整个改造工程，使其能够循序渐进地开展。
1 挑选燃气燃烧器的品类
将燃煤锅炉改造为燃气锅炉过程中，施工单位首先要就燃气燃烧器的品类进行挑选或是设计订做。市面较常见的燃气燃烧器可以分为引射式空气供给燃烧器、鼓风式空气供给燃烧器和自燃引风式空气供给燃烧器三类。引射式、鼓风式、自燃引风式燃烧器所需的空气分别采用以下方式进入燃烧系统——燃气射流吸气、鼓风设备送气、炉膛中负压吸入。在进行燃气燃烧器选择时，应该首先考虑原有锅炉的炉膛构造，再对比权衡3种燃烧器的特点择优选定。
（1）锅炉中有一个重要零部件就是燃气燃烧器，它的安全系数是评价锅炉质量的重要指标。通常情况下，优质的燃气燃烧器可以在膛内气体燃烧时，将不完全燃烧的热损耗降至最低。气体燃烧时，要保证其完全燃烧，首先要保证膛内空气充足，还要使二者混合均匀。理论上来讲，如果用户选用的是高热值的燃气，热损耗应该低于5‰；如果用户选用的是低热值的燃气，热损耗应该不高于15‰。另外，有关部门在进行燃煤锅炉改建的前期宣传时，可以着重推广预混燃烧器，这种燃烧器与扩散燃烧器相比，对燃气不完全燃烧的热损耗控制的效果更理想些。
（2）众所周知，想要降低锅炉使用时的排烟损耗，就应该控制烟气中多余的空气系数。排烟损耗量为排出的烟气中额外的空气量与排烟通道内漏入的空气量的总和。当锅炉正处于微正常压力运行时，排烟通道内漏入的空气量几乎是零，排烟损耗量仅为炉腔内燃气燃烧时多余的空气量。对锅炉燃烧性能进行评估的一个关键指标就是能否维持烟气中低空气系数运行。
（3）锅炉的腔内换热装置影响着燃烧器燃烧时产生的火焰的状态。锅炉扩散燃烧时，半发光状态的火焰辐射能力优于无焰状态下的火焰，因此，更有利于炉内热量的传播。燃烧器喷火状态下产生的热流速度快、喷射距离远，炉内火焰的填充量高。选用耐火烧材质的配件加强炉内热量传播，要调整与辐射面吻合的火焰状态以及火焰热流。
（4）快速燃烧、传热的中小型锅炉是现在市场比较流行，也较有发展前景的品类。这种锅炉需要配备小型的燃烧器和锅炉炉膛，这也是中小型锅炉的主要卖点之一。在实际生产生活中，中小型锅炉要经常调整负荷状态，这就需要调节范围宽泛的燃烧器来与之相配合。燃煤锅炉改造为燃气锅炉后，应保证锅炉炉膛内火焰的填充量，避免出现气流死角，防止邻近的燃烧器之间火焰干扰。另外，换热面既不能接触燃烧不完全的燃气，又不能接触空气，来保证气体的完全燃烧；换热面还要避开温度较高的火焰的快速直接冲击，否则将直接导致锅炉管和锅炉壁过热，带来安全隐患。所以说，选择何种锅炉燃烧器，要取决于燃气的种类和负荷，用户可以估算一下火焰的高度。
2 确定燃烧器的准确数量
理论上来讲，燃煤锅炉改造为燃气锅炉时，我们可以依据公式n=Qgl/Qrq，来确定所需燃气燃烧器的数量。公式中，n代表燃气燃烧器的数量；Qgl代表锅炉的热量负荷，单位为kW；Qrq代表一个燃气燃烧器的热量负荷，单位也是kW。施工单位在实际改造中，要避免因为某个故障燃烧器而引起同时运行的多个燃气燃烧器连环爆炸，我们建议将燃气燃烧器的数量控制在4个以下。另外，我们建议在燃气燃烧器的内部添加一个油枪，以适应锅炉低负荷运行，再加装一套炉腔熄火防爆炸设备，来避免锅炉低负荷状态下的熄火和回火的问题。
3 安排燃烧器的布局
燃气燃烧器的最佳布局就是保证炉腔内的火焰处于整个炉膛的几何中心位置。上文提到过，燃煤锅炉改造为燃气锅炉时，要使锅炉炉膛内尽可能充满火焰，避免出现气流死角，保证燃气的充分燃烧。再者，处于炉膛中心点的燃火火焰可以保证炉膛各处受热均匀，避免了局部高热量、局部低热量带来的炉腔高压。传统技术制造的燃煤锅炉，一般炉膛进深较大，为了保证前烟箱的低溫运行，燃烧器通常会被布置在炉膛的前壁上。目前，常见的中小型燃煤锅炉，分为层燃烧方式和室燃烧方式两类。常见的层燃方式的锅炉如链条炉，层燃炉的主要特征就是可以实现燃烧物可以在固定的炉膛，或是缓慢运动的炉膛内保持燃烧状态。在改造链条炉的时候，前后壁的形状以及锅炉的形状都使得燃烧器的安装有一定难度，我们可以把燃气燃烧器安装在链条炉的侧方。改造的目标是使得锅炉内的热交换状况达到甚至是优于改造前的状态，应该把燃气燃烧器安装在炉膛侧壁中心的靠下位置。改造另外一款煤粉炉时，施工人员可以沿用原本的煤粉燃烧器喷口的位置，来安装新的燃烧器，尽量减少改造工程量。
4 设计炉膛布置的匹配性
选定了燃气燃烧器的类型和位置，我们还应该计算炉膛的匹配性。首先，要计算排烟量，排烟量需要与引风机匹配，燃煤锅炉通常是按照煤燃时产生的烟气来计算煤锅炉引风机的排烟量的，进行燃气锅炉改造后，因为烟气的密度和流量都发生了改变，所以需要重新匹配引风机，避免锅炉内燃气点火困难以及排放烟气的温度过高等问题。其次，还要检测炉膛漏风系统和燃气燃烧器中的空气量是否匹配，煤改气漏风系数应该低于0.1。
5 选择锅炉防爆措施
燃煤锅炉改造为燃气锅炉后，施工方应该为用户采取必要的安全保护措施，例如，自动点火装置、快速切断阀、火焰监视系统等保护措施。为使用方制定严格的安全操作指南，并督促其执行实施，尤其是在每次点火启动时做好吹扫工作。锅炉工作时调节好风气比例，防止熄火、回火等问题的出现，保证燃气的完全燃烧。
对燃煤锅炉的改造，是相关部门出于经济效益和环境保护双重目的而运行实施的。改造后的燃气锅炉，燃烧特性指标有了更高的要求，同时实现了使用和监控的一体化进行，很大程度上降低了锅炉的潜在危险性。燃煤锅炉改造燃气锅炉还是减少购买成本、减少气体污染的利民工程，有利于实现经济效益和环境保护的双赢。
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