4t锅炉煤改气设计方案

4t锅炉煤改气设计方案（共7篇）

篇1：4t锅炉煤改气设计方案

4T锅炉煤改气设计方案

（嘉峪关凤翔新型节能材料有限责任公司）

编制：宋伟 审核：闫兰宪 批准：陈敬东

甲方：嘉峪关凤翔新型节能材料有限责任公司 乙方：中核动力设备有限公司

锅炉煤改气设计的基本原则和具体方案介绍。根据我国环保政策的要求全国许多大中城市加强环境治理，特别是陕北、新疆、渤海等各大油、气田开发出大量天然气供给各城市。为了有效利用能源，控制大气污染，许地方政府要求将燃煤锅炉更换为燃气锅炉但由于经济财力所限，有很大一批用户希望能将原有燃煤锅炉改造为燃气(燃油)锅炉。实际上一般工业锅炉均配有良好的水质处理设备，在正常使用情况下，其工作寿命可达到 2O 年以上，所以将锅炉 “煤改气”是一种既节省资金又工期短，见效恢，切实可行的好办法

一、基本情况

嘉峪关凤翔新型节能材料有限责任公司原有4t/h燃煤蒸汽锅炉一台，该锅炉为无锡华光工业锅炉有限公司生产，型号SZL-2.5/280-M型，2009年5月生产，2010年投入使用。锅炉炉体受压元件基本完好，有继续使用价值；锅炉的给水系统和送、引风系统基本完好，非常适宜改造为燃气锅炉。

锅炉参数 ①额定出力 4t/h ②额定工作压力 2.5Mpa ③给水温度 20℃ ④设计效率 ≥78% ⑤使用燃料燃煤 ⑥过热蒸汽温度 280℃ ⑦燃烧方式链条炉排 ⑧水压实验压力3.44Mpa

二、锅炉 “煤改气”原则和要求

锅炉 “煤改气”的基本原则和要求燃煤锅炉改造为燃气锅炉从根本上改变了锅炉的燃烧方式，同时对锅炉运行工况、锅炉房综合管理都带来巨大的变化。特别是燃料气体(天然气、煤制气、焦炉气等)是可燃、可爆的有毒气体，如果处理不当会发生炉膛爆炸，燃气外溢甚至会引发火灾等。所以，对锅炉 “煤改气”，以下几个方面应引起大家重视。

(1)锅炉改造必须遵照《蒸汽锅炉安全技术监察规程》及国家有关技术法规进行。锅炉改造方案应得到当地锅炉监管部门的认可。

(2)首先应认真检查锅炉承压受热面是否存在严重腐蚀、结垢、过热等情况，受压元件必须保持基本完好。其次应根据锅炉工作年限确定其改造使用价值。检查工作应请当地锅炉监检部门进行。

(3)应认真检查锅炉炉墙、烟道系统、锅炉给水系统及锅炉送风、引风系统。以上各系统应保持基本完好。(4)锅炉改造后保持锅炉原技术参数不变(如工作压力、温度等)而且应保持或提高原锅炉的负荷及锅炉效率。

(5)锅炉改造后应符合国家环保各项技术指标的要求，彻底解决消烟除尘的问题

(6)锅炉改造应做到简单易行，安全可靠，力求花钱少见效快，充分体现 “煤炉改气炉”的优越性。

三、锅炉 “煤改气”内容和方法 3.1 确定合理的设计方案

在燃煤锅炉改造为燃气锚炉的工作中，要根据不同的炉型确定不同的改造方案。首先我们应根据炉膛对流等各受热面的几何结构考虑燃料变化后引起的燃烧特性和传热的变化。尤其是以烷类碳氢化台物为主要成分的天然气等高热值气体，在炉膛中的燃烧过程要比燃煤强烈得多，燃烧中炉膛热强度大大提高。在加大炉膛热负荷的同时，炉膛出口烟温会有所提高(有过热器的锅炉应考虑对过热器的影响)。在对流受热面中，由于炉膛吸热量增加，而且对流受热面表面污染情况比燃煤时大有改善、会使得传热条件相应得到改善，排烟中的过量空气系数和排烟温度都会有所降低这样锅炉效率也会有所提高。在锅炉改造中，要对各段受热面热负荷分配情况进行详细的热力计算同时注意烟气流动分布情况进行烟风阻力计算，以便正确的确定风机参数。

3.1.1W N L 型煤炉改气炉 在改造方案中针对不同的炉型制定具体的改造内容WN型卧式内燃链条锅炉在改造时应拆除原有炉排，锅炉前部应设置燃烧器，并对前后烟箱进行加强保温和密封改造，特别是扁炬箱更应引起重视。加厚耐火材料及保温材料(应采用低传导优质材料，如硅酸铝、矽土等)防止后烟箱过热，因没有砌筑护墙泄露、喷火问题，以正压燃烧方式最好，这样比负压运行的锅炉效率可提高 2％左右但须重新更换鼓风机、原有鼓、引风机不可再继续使用。

3.1.2DZS型及SZL型煤炉改气

对于DZL型单锅筒纵置式锅炉、SZL 型双锅筒纵置式锅炉、SHL型双锅筒横置式锅炉及其它各种水管、水火管锅炉的改造方案，一般晴况下应尽量不变动锅炉本体受压元件部分，只对炉拱、炉墙作局部的改造即可，锅炉的炉排、煤斗等拆除后，在前墙设置燃烧器(国产)和箱；在后墙部位设置防爆门、看火孔及检查门(封密式)，烟气流动走向仍为原设计流程，这种锅炉可在保留原鼓引风机不变的情况下．采用微负压运行方式。如果用户希望采用微正压运动方式，须重新砌筑炉墙(加厚)而且按微正压炉膛要求重新焊制严密合格的护板，同时更换新鼓风机。这样做虽然初次投资略大些，约占改造费用的 20％-25％左右，但由于提高了锅炉效率，可从节约燃料方面回收投资。

不论哪一种炉型在改造中都应注意以下问题：

(1)应保障烟气流动通畅．有良好的充满度且应避免出现死角和死区。(2)燃烧器应设置在炉膛中心高度位置，且有足够的燃烧空间和长度。火焰不应冲刷到受热面管壁上．以免造成气体不完全燃烧和管壁局部过热损坏。

(3)由于天然气在炉膛中燃烧反应强烈、热强度高，对于裸露在炉膛内的锅筒底部应进行绝热处理(如DZL型锅炉的“烧肚皮”问题)。另外烟火管锅炉的管板人口处娴温应控制在 ~< 600℃，以防止发生管板裂纹。

(4)各种水管、水火管锅炉的炉墙基本用耐火砖砌筑．外加保温材料和护板在 “煤改气”时应注意炉墙的严密性，尽量减少原有的炉门检查门等，可用耐火材料砌堵，防止喷出火焰伤人或向炉内漏人过多的冷空气，影响锅炉效率，剥于必须保留的看火孔也应采用封闭式看火孔，通过耐热玻璃观察炉火。

(5)燃煤锅炉的炉膛和燃气锅炉比，一般都比较大，有足够的燃烧空间，改造后可增加燃气量，不影响燃烧工况。如果用户要求明显提高锅炉出力，可适当增加炉膛辐射受热面，同时清除原受热面内外侧的水垢和烟垢，这样在不增大锅炉体积的情况下提高锅炉出力是不成问题的。但必须在做好锅炉的热力计算、烟风阻力计算的同时还要做好强度计算。

3.2正确选择匹配的燃烧器

在锅炉改造中要根据不同燃料气体选择不同的燃烧器。目前应用的可燃气有天然气、油田气、焦炉煤气、发生炉煤气、液化石油气等。目前可供使用的燃烧器的种类很多，没有统一的规定，如按空气供给形式可分为大气式燃烧器和扩散式燃烧器．还可分为自然引风式和鼓风式；如按燃料混合情况可分为预混式(前混式)和外混式(后混式)；如按压力情况分为低压燃烧器(p <5000Pa)和高压燃烧器(5000 ≤P ≤300000P a)。具体选择时应注意以下几个方面：

3.2.1 燃烧机理

大部分可燃气体的组分是烃类和氢(及一氧化碳)，燃烧过程基本是链式反应，在正常情况下是连续不断的枝化链式反应需要的条件：

①是足够的温度(如氢气着火温度是530~C，甲烷的着火温度是645℃)。②是充分的空气混合。

③是合适的燃烧空问。

燃气的这种连续链式反应体现在火焰传播的速度上，而火焰的传播速度要靠可燃气体与空气的混合物的流动速度来维持，二者应当保持平衡(或维持在一定的范围内)，这样才能使火焰燃烧稳定。燃烧器在工作时，混合气体(可燃气 + 空气)向炉膛内流动．而火焰向外传播。如果混合速度气流过大．着火区内可燃气体浓度下降，这样会影响引燃效果．使得后继气体不能着火，因此会发生脱火现象；反之，混合气体流速过小，传播的火焰会进入燃烧器内，又会发生回火现象。所以我们要结合燃气压力、锅炉背压阻力、送风压力、管道阻力等各方面情况，综合考虑选择适用的燃烧器。

3.2.2关于进口燃烧器的选择 目前有许多国家的燃烧器捅人国内，如德国、意大利、英国、法国、日本、南韩等等。国外进口燃烧器大部分产品技术性能较完善，造形美观、体积小、效率高，但价格昂贵，而且对燃料的适应性(如压力波动范围)及负荷调节范围等要求比较严格。在选择进口燃烧器时应注意以下几个方面：

(1)进口燃烧器有整装型和分体型。整装型即在燃烧器体内装有鼓风机，实现一体化，燃烧器的功率一般在 7000kW 以下，而大于 7000kW 的燃烧器大多采用风机与燃烧器分离方式。对于整装型燃烧器，国外一般是为 W N S 型(卧式内燃)锅炉设计的。当用于燃煤锅炉改燃气锅炉时，由于炉型变化较大，炉体阻力差异亦很大，所以一定要注意煤炉本体及烟风道整体阻力与燃烧器匹配的问题，否则会影响燃烧器正常使用。

(2)不能简单按照锅炉容量(如X 吨蒸发量)选择进口燃烧器。因为国外(如欧美、日本等国家)对锅炉蒸发量的概念规定为从 212。F(华氏温度)的水蒸发为212。F的蒸汽量，因为 212。F 就是摄氏 100~C ．所以上述蒸发量实际上就是大气压力下的蒸发量，所需要的热量相当此时的汽化潜热为 2257kJ／kg。而我们国内蒸发量的概念是给水从 20℃，蒸发量为饱和温度时的蒸汽量。以上述为例，同样 1t／h 的锅炉，国外锅炉供热量是我国锅炉供热量的 83％左右。这样可以看出仅按锅炉容量选择进口燃烧器，将会出现出力不足的问题。所以选择进口燃烧器不仅要考虑燃烧器的每小时耗气量，还要考虑燃烧器效率和锅炉效率，留有一定的余度。3.2.3关于国产燃烧器的选择

国产燃烧器的燃烧机理与进口燃烧器基本相同，经配用进口电磁阀组和自动检测装置后，其性能比进口燃烧器毫不逊色。从其负荷调节范围太、对燃料适应性广等方面比较，更适合我们的国情，燃烧器选用霍尼维尔 H oneyw ell电磁阀组和自动测漏装置，并在安全保护方面设置了以下连锁控制：蒸汽锅炉的低水位、超汽压连锁保护；热水锅炉低水压、超水温和突然停泵的连锁保护；燃气低气压和高气压连锁保护；(送风)空气压力过低或空气供应中断连锁保护；风机故障连锁保护；炉膛熄火连锁保护及安全连锁装置电源中断连锁保护等。一旦发生上述不安全故障时；电控系统发出声光报警，并自动停炉，切断燃料供应。在燃烧控制方面，设置自动点火程序和二级火力燃烧工况，实现全自动控制及有关运行参数的数显监控。

3.3炉前燃气系统的确定

正确设计和安装炉前燃气系统是锅炉煤改气”重要的一环，如果处理不当，就有可能发生事故。常用的燃气系统装置的作用是在每次点火启动之前，向电磁阀组内充气后，根据压力信号检查各电磁阀是否泄漏，如没有泄漏则转人点火程序，否则发出声光报警。为了防止燃气压力过高或过低对点火和燃烧完全的影响，在系统中设置了燃气压力高限和低限保护装置(高、低压开关)，其限值可根据燃料和燃烧器的情况调整设定。

3.4爆燃与防爆 燃煤锅炉改燃气锅炉最危险的就是发生炉膛爆炸事故。爆炸的原因主要是由于炉膛或烟道内存有一定量的可燃气体与空气混合后达到其爆炸极限范围，被明火或锅炉本身的高温(受热的炉墙内壁发出的热量)引燃而发生爆炸。

燃煤锅炉改造为燃气锅炉后应从以下几个方面防止炉膛爆炸事故的发生：

(1)必须配有可靠的安全保护控制措施，如前介绍的各项联锁保护。(2)对于水管锅炉在炉膛出烟口位置(或正对炉膛中心位置)及烟道上设置防爆门：防爆门的作用是当炉膛或烟道内的混合气体发生爆燃时能自动打开，泄放一定的炉内压力，以保护炉墙不受严重破坏。防爆门有重力式和膜片式等。关于防爆门的开启压力和设置面积，目前没有统一标准，一般按每立方米炉膛烟道的容积设置 0．025m 2来考虑防爆门面积。当采用重力式防爆门时，对正压运行的锅炉其开启压力可按计算出的炉膛压力加 1000Pa(结果不小于 2000Pa)设计门的重量。当锅炉负压运行时，可按炉压为 2000Pa 计算。当选用膜片式防爆门时，其材料可选 0．2 ．3m m薄铝片或经划十字刻痕的薄镀锌铁板，其厚度为 O 3—0．4m m，刻痕深度 0 1 52m m，使用前应按设计压力做破裂试验，以防盲目安装后发生炉膛爆炸事故。膜片也可采用 3~5m m 厚的石板棉，但同样需做破裂试验。

(3)必须严格制定和执行安全操作规程．特别是在每次点火启动时，一定要做到彻底吹扫工作，掌握好吹扫时间。吹扫时问必须是根据通风机的流量，计算出通风量为三倍炉膛、烟道容积所需要的时间再延时 30 秒以上。也就是说，必须保证在风门打开后，吹扫的风量容积太于或等于三倍炉膛和烟道的容积量，所需的时间再延持 30 秒以上。在锅炉运行中注意冈广_气比例调节，防止出现脱火、回火现象，保证气体完全燃烧。

(4)当几台锅炉共用一个烟道时，每台锅炉都应设有烟道门，而且每台烟道门应设置限位开关。必须保证在锅炉启动前打开烟道门后，锅炉才能投人使用。防止因烟道门未打开，误操作造成通风不畅发生事故。

中核动力设备有限公司

2015年3月2日

篇2：4t锅炉煤改气设计方案

摘要：根据新的环保法，对产生大气污染的设备要实行监管，严格限定污染物的排放量，实施“碧水蓝天工程”，AAA作为旅游城市，积极推荐使用清洁燃料或天然气，减少雾霾天气，改善空气质量一直走在国家前列。本文详细介绍了煤锅炉改为燃气锅炉实施可能性、应该注意的事项、推进过程中存在的困难及解决建议。

关键词： 煤锅炉 燃气锅炉 改造工程

一、煤锅炉改为燃气锅炉发展趋势

燃煤锅炉在实际使用运行中，热效率低，能源浪费大，排尘浓度大，煤的含硫量高，对大气污染严重。而燃气锅炉的热效率高，对大气污染又低，有很好的环保性能。发达国家的燃气锅炉占有相当大的比重，俄罗斯占60%，美国占98%，日本占99%，发展燃气锅炉是大势所趋。AAA政府2013年已采取相应措施，积极全面推行燃煤锅炉燃气化改造。

由于AAA周边县市的发达印染、化纤产业，往往以燃煤为燃料，而燃煤通常会产生大量的二氧化硫、氮氧化物、烟尘等大气污染物，这些均是PM2.5的重要来源，也是产生灰霾天的关键元凶。根据AAA市煤改气进程，2013年BBB区对176家企业实行“煤改气”工程，包括绕城线及产业集聚区范围内128家整治单位的燃煤工业锅炉，以及48家印染企业的导热油锅炉实施改造。2014年，BBB区出台了《AAA市BBB区加快推进燃煤锅炉清洁化改造工作实施意见》，对全区所有10蒸吨/时（含）以上非电燃煤锅炉烟气清洁化改造。2015年5月份，《BBB区10蒸吨以下燃煤锅炉淘汰改造工作方案》酝酿出炉，对所有10蒸吨以下燃煤锅炉进行了淘汰改造，可见AAA政府对煤改气的力度会越来越大。

二、燃煤锅炉改燃气锅炉技术上的可行性

燃煤锅炉改燃气锅炉有两种更换方式：第一种方式是把原燃煤锅炉通过技术改造变成燃气锅炉，第二种方式则根据原燃煤锅炉出力等技术参数彻底淘汰燃煤锅炉，买一台同样效果的燃气锅炉，但这两种方式都要对原有厂房，水泵房、防爆措施等技术改造。

在燃煤锅炉改造为燃气锅炉的工作中，应以不变动锅炉本体受压元件部分，减少对原有锅炉改动为原则。改造过程应着重从燃气燃烧器的选择、燃烧器数量的确定、燃烧器布置、炉膛布置的匹配性设计、选择防爆措施等方面考虑，循序渐进，既要考虑经济效益，又要从实用性出发。由于燃煤锅炉通过技术改造转变成燃气锅炉实施比较复杂、改造周期长，根据目前改造情况，大部分采用第二种方式。

三、改造中应注意的问题

1、消防安全方面

燃气锅炉房属于甲类厂房以及耐火等级不低于二级，消防安全方面远远高于燃煤锅炉厂房，因此把燃煤锅炉改造成燃气锅炉时，锅炉厂房应重新按规范进行改造，注意防爆抗耐火级的选择。

2、自动控制方面

应特别注意锅炉水位自动联锁保护，以及燃气锅炉熄火自动保护，蒸汽压力、燃气压力、风压低等自动联锁保护，在自动控制程度方面燃气锅炉要远远高于燃煤锅炉。

3、锅炉房与调压室设置两路可燃气体报警装置，报警系统应与紧急切断阀和强制排风设施联锁。

四、燃煤锅炉与燃气锅炉的经济分析（第二种方式）

（一）燃料成本分析：

燃煤费用（根据能量守恒定律）

1、煤价600元/吨，则为0.6元/公斤

2、发热量5000千卡/公斤 3、1吨蒸汽热值约为600000千卡

4、燃煤锅炉热效80% 1）那么1吨燃煤锅炉小时所需煤量为m，m= 600000/5000/55%=218.18公斤 2）2吨燃煤锅炉每小时耗煤钱数=2*218.18*0.6=261.82元左右。

燃气费用：

1、燃气价格3.47元/Nm3

2、热值8600千卡/ Nm3

3、燃气锅炉热效率90% 1）那么：1吨燃气锅炉小时耗气量为L L=600000/8600/90%=77.52 Nm3 2）2吨燃气锅炉每小时耗气钱数=2*77.52*3.47=537.98元。

（二）固定成本分析：

燃煤锅炉：28万元+除尘设备2.5万元=30.5万元

燃气锅炉：25万元 +燃气调压、计量、报警等配套设备15万元=40万元。

五、燃气锅炉环境效益分析

使用燃气锅炉与燃煤锅炉相比，可以大大减轻对环境的污染。燃气锅炉可以减少标煤消耗，减少二氧化碳的排放，有利于减缓温室效应，抑制全球变暖的环境趋势。与此同时，它还减少了烟尘、二氧化硫、煤渣的排放，有利于人类的身体健康。二氧化硫等化学物质的排放减少也减轻了因酸气腐蚀造成的建筑、设备的损坏和对历史遗迹的破坏。

六、结论及建议：

通过以上分析可以看出燃煤锅炉改燃气锅炉在技术上是完全可行的，并且改装后的燃气锅炉采用智能控制，操作安全稳定，热效率远远高于燃煤锅炉，据统计燃煤锅炉的平均热效率为55％左右，燃气锅炉的平均热效率达90％左右。

经济分析方面燃气锅炉的综合投资要比燃煤锅炉高，运行费用也高于燃煤锅炉，对于企业来说，产品成本增加，利润降低。因此，正是因为涉及到企业自身利益问题，造成许多企业整改不积极，对于政府要求整改的时间节点进行拖延，有些企业即使在政府的强压下把煤锅炉改成燃气锅炉，但实际应用情况并不理想。有些企业甚至实施两套运营方案，政府查的严的话，就实施燃气锅炉，若查的不严的话，仍然实施燃煤锅炉。

为解决以上问题，需要从以下几个方面进行改进：第一、各地政府对于燃煤锅炉改燃气锅炉应给与政策支持及费用补贴，从而提高企业燃煤锅炉改造的积极性。第二、减少燃气供应中间环节，降低燃气价格，尽可能使企业可以接受。第三、燃气公司从自身利益出发，为了增加售气量，可以在安装成本上给企业以优惠，或者以气量返还的方式给企业，从而使企业在工程前期投资上降低成本。第四、政府职能部门应加强燃煤锅炉改燃气锅炉后的复查工作，发现改而不用弄虚造假者，应从重处罚。只有这样，我们的“碧水蓝天工程”才能够实现，我们的生活环境才能变的更加美好。

参考文献：

篇3：4t锅炉煤改气设计方案

为进一步改善北京市空气质量，创造更加适宜的人居环境，体现“绿色北京”的概念，在“十二五”期间，城六区大型燃煤锅炉将完成清洁能源改造，实现区域内无燃煤供暖。

本次改造的原则是原主体结构基本不变，原锅炉基础不拆除，新锅炉通过转换梁将荷载传到原锅炉基础的主梁上。因燃气锅炉荷载小于燃煤锅炉，所以原锅炉基础的结构承载力能满足设计要求。这样避免了钢筋混凝土的大规模拆除，减少了对原结构的破坏，节约了改造成本并方便了施工。下面以松榆里供热厂为例详细说明锅炉基础改造设计的情况。

2 工程概况

松榆里供热厂由机械电子工业部设计研究院在1991年～1992年完成。锅炉间采用现浇钢筋混凝土框排架结构。厂房总长70.5m，最宽处26.5m。排架跨度16m，屋架下弦标高21.5m。采用1.5m×6.0m大型预应力混凝土屋面板。原安装有5台29MW燃煤锅炉。双层布置，锅炉转运层为6.0m。锅炉基础为钢筋混凝土框架式船型基础。柱700mm×700mm，跨度5.98m。直接承担锅炉荷载的大梁700mm×1480mm(2根）。原锅炉柱子传给基础的荷重为2×2332kN。14MW燃气锅炉运行荷载1000kN，有两条基础梁承担。基础长6.4m，宽2.36m。

3 结构设计

3.1 方案的确定

最初在确定改造方案时，曾经考虑把6.0m转运层打掉，新锅炉直接落在地面上。这种改造方案设计简单没有难度，但拆除工程量大，施工周期长。后通过查阅原设计图纸，到现场实地勘察并与业主充分沟通，认为可以利用原锅炉基础进行改造。从新旧锅炉的运行荷载来说，一台29MW燃煤锅炉和4台14MW燃气锅炉的荷载相当。目前由原5×29MW燃煤锅炉改为9×14MW燃气锅炉，仅从结构承载力来说是可行的。但原锅炉基础6.0m转运层不是任意地方都可以放锅炉。从结构受力来说，优先考虑将荷载直接传给承重大梁（700mm×1480mm），这就需要新锅炉中心线与大梁中心线重合。但进风口（720mm×720mm）也在锅炉中心线上，700mm宽的大梁不可能开凿720mm宽的洞。于是锅炉的位置只能由能否开洞决定。新锅炉布置要求相距6m。9台新锅炉替换原5台旧锅炉，基本上是“2台换1台”。新锅炉中心线即不和原锅炉中心线重合，也不和锅炉大梁中心线重合。因为锅炉荷载不能直接传给大梁，因此需要通过设转换梁将锅炉荷载传到梁上。图1为二组新锅炉荷载与原锅炉基础的关系以及转换梁位置图。

3.2 转换梁计算

转换梁是以锅炉大梁为支座的多跨连续梁，最大跨度6.0m，最大悬臂长度2.76m。转换梁可以是钢筋混凝土梁，也可以是钢梁。如果是钢筋混凝土梁，梁高需要500mm；如果是钢梁，梁高300mm就能满足要求。因为新锅炉基础要求高出楼面300mm，因此转换梁选用钢梁。表1为钢梁计算基本情况一览表。

原锅炉转运层结构标高5.98m，建筑面层20mm。改造后楼面铺地砖，面层30mm。转换梁范围内不做建筑面层，这样钢梁底距楼面结构层就有30mm的空隙。考虑到结构面会有凹凸不平的情况，钢梁的最大挠度控制在20mm以内。L5右侧支座算了两种情况：简支和悬臂。因为悬臂时最大位移已经接近20mm，于是在右端加了个支座。计算结果右端支座剪力设计值34.9kN，由200mm×400mm楼板次梁承担，验算后满足要求。另外所有悬臂跨均采用变截面，高度由300mm变为250mm。这样可以保证在锅炉荷载作用下，钢梁底与楼面的空隙理论上不小于20mm，使得锅炉荷载能真正通过转换梁传给原锅炉基础大梁。

3.3 转换梁支座设计

支座高度只有30mm。先将原建筑面层铲除，后采用植筋做法将20mm厚钢板与旧混凝土面牢固连接。钢板与混凝土之间的空隙用二次灌浆材料填实。

3.4 辅助功能完善

燃煤锅炉及配套设备拆除后，转运层楼板上原有的十几个进风口、出风口需要用混凝土封堵。原来2m深落灰口，在新锅炉范围外需要用炉渣回填，后按地面做法处理。这样便于安全生产。每台新锅炉中间设800mm宽活动钢盖板，直接铺在转换梁上，这样方便工作人员操作和检修。另外新凿的进风口(720mm×720mm）周边需要局部加固。当然整个改造还有新增钢烟囱出屋面处理、柱子新增钢支架、风机和水泵基础改建或重建等，这里不在涉及。

4 结语

煤改气工程中，锅炉基础改造方案有很多种，本文仅为其中的一个方案。因为原锅炉基础千差万别，新锅炉安装条件也各有特色，因此改造方案也会各种各样。本人愿与各位同仁一起总结经验分享得失。此文算抛砖引玉吧。

摘要：通过城市集中供暖煤改气工程实例,总结如何通过转换梁概念进行锅炉基础改造的设计经验,为同类型改造工程提供可参考的素材。

篇4：燃煤锅炉煤改气的途径和方法初探

作为消耗一次能源的工业锅炉和生活锅炉，因其在生产和生活中的大量使用，对环境的影响（烟尘和粉尘）是最普遍和最直接的，而使用高效、清洁的燃气锅炉可有效的解决这一问题。燃气锅炉自动化程度高、热效率高，可以根据负荷的大小自动调整锅炉的燃烧状况，对我热力厂冬季大负荷运行和夏季小负荷运行的自动调整效率较高。出于节约资金的考虑，将我部热力厂原有三台20T燃煤锅炉改造为“燃气”锅炉，是一个不错的技术改造方案。这三台锅炉均配有良好的水质处理设备，在正常使用情况下，其工作寿命可达到20年以上，所以将锅炉“煤改气”是一项节省资金、工期短、见效快，切实可行的好办法。

一、锅炉“煤改气”的基本原则和要求

燃煤锅炉改造为燃气锅炉从根本上改变了锅炉的燃烧方式，同时对锅炉运行工况、锅炉房综合管理都带来巨大的变化。但特别需要注意的是燃料气体“天然气、煤制气、焦炉气等”都是易燃、易爆的有毒气体，如果处理不当会发生炉膛爆炸，燃气外溢甚至会引发火灾等。所以，对锅炉“煤改气”，以下几个方面应引起重视：

1、锅炉改造必须遵照《蒸汽锅炉安全技术监察规程》和《热水锅炉安全技术监察规程》及国家有关技术法规进行。锅炉改造方案应得到当地锅炉监管部门的认可。

2、首先应认真检查锅炉承压受热面是否存在严重腐蚀、结垢、过热等情况，受压元件必须保持基本完好。其次应根据锅炉工作年限确定其改造使用价值。（可委托当地锅检部门）

3、应认真检查锅炉炉墙、烟道系统、锅炉给水系统及锅炉送风、引风系统。以上各系统应保持基本完好。

4、锅炉改造后应保持锅炉原技术参数不变“如工作压力、温度等”而且应保持或提高原锅炉的负荷及锅炉效率。

5、锅炉改造后应符合国家环保各项技术指标的要求，彻底解决消烟除尘的问题。

6、锅炉改造后应做到简单易行，安全可靠。力求花钱少见效快，充分体现“煤炉改气炉”的优越性。

二、锅炉“煤改气”内容和方法

1、在燃煤锅炉改造为燃气锅炉的工作中，要根据不同的炉型确定不同的改造方案。

2、燃煤锅炉改造的关键环节：

(1)拆除原燃煤锅炉的出渣机、上煤斗、上煤机、链条炉排、变速箱等设备。

(2)通过对炉膛的传热计算,确定炉膛的几何尺寸,炉膛火焰中心位置。重新浇注炉膛,炉膛浇注材料采用耐火混凝土,配比为:大骨料∶中骨料∶小骨料∶砂∶耐火水泥=4∶2∶1∶1∶2。为使锅炉后拱管避开火焰中心位置,对原后拱管在原有坡度的基础上抬高。(3)装设防爆门。

(4)对锅炉本体进行1.5倍工作压力的水压试验。

对于我热力厂SHL型双锅筒横置式锅炉及其它各种水管、水火管锅炉的改造方案，一般情况下应尽量不变动锅炉本体受压元件部分，只对炉拱、炉墙作局部的改造即可。在改造施工中不论哪一种炉型都应注意以下问题：

（1）应保障烟气流动通畅，有良好的充满度且应避免出现死角和死区。

（2）燃烧器应设置在炉膛中心高度位置，且有足够的燃烧空间和长度。火焰不应冲刷到受热面管壁上，以免造成气体不完全燃烧和管壁局部过热损坏。

（3）由于天然气在炉膛中燃烧反应强烈、热强度高，对于裸露在炉膛内的锅筒底部应进行绝热处理，另外对于火管锅炉的管板入口处烟温应控制在≤6000C，以防止发生管板裂纹。

（4）各种水管、水火管锅炉的炉墙基本用耐火砖砌筑，外加保温材料和护板。在“煤改气”时应注意炉墙的严密性，尽量减少原有的炉门、检查门等，可用耐火材料砌堵，防止喷出火焰伤人或向炉内漏入过多的冷空气，影响锅炉效率，对于必须保留的看火孔也应采用封闭式看火孔，通过耐热玻璃观察炉火。（5）燃煤锅炉的炉膛和燃气锅炉比，一般都比较大，有足够的燃烧空间，改造后可增加燃气量，不影响燃烧工况。如果用户要求明显提高锅炉出力，可以适当增加炉膛辐射受热面，同时清除原受热面内外侧的水垢和烟垢，这样在不增大锅炉体积的情况下提高锅炉出力是不成问题的。但必须在做好锅炉的热力计算、烟风阻力计算的同时还要做好强度计算。

三、正确选择匹配的燃烧器

目前可供使用的燃烧器的种类很多，没有统一的规定，如按空气供给形式可分为大气式燃烧器和扩散式燃烧器，还可分为自然引风式和鼓风式；如按燃料混合情况可分为预混式（前混式）和外混式（后混式）；如按压力情况分为低压燃烧器（P＜5000Pa）和高压燃烧器(5000 Pa≤p≤300000 Pa)。具体选择时应注意以下几个方面：

1、燃烧机理大部分可燃气体的组分是烃类和氢（及一氧化碳），燃烧过程基本是链式反应，在正常情况下是连续不断的枝化链式反应。需要的条件：一是足够的温度（如氢气着火温度是630℃，甲烷的着火温度是645℃）；二是充分的空气混合；三是合适的燃烧空间。燃气的这种连续链式反应体现在火焰传播的速度上，而火焰的传播速度要靠可燃气体与空气的混合物的流动速度来维持，二者应当保持平衡（或维持在一定的范围内），这样才能使火焰燃烧稳定。燃烧器在工作时，混合气体（可燃气、空气）向炉膛内流动，而火焰向外传播。如果混合速度气流过大，着火区内可燃气体浓度下降，这样会影响引燃效果，使得后继气体不能着火，因此会发生脱火现象；反之，混合气体流速过小，传播的火焰会进入燃烧器内，又会发生回火现象。所以我们要结合燃气压力、锅炉背压阻力、送风压力、管道阻力等各方面情况，综合考虑选择适用的燃烧器。

2、在选择进口燃烧器时应注意以下几个方面：

（1）进口燃烧器对燃料的适应性“如压力波动范围及负荷调节范围”等要求比较严格，其主要由有整装型和分体型，整装型即在燃烧器体内装有鼓风机，实现一体化，燃烧器的功率一般在7000KW以下，而大于7000KW的燃烧器大多采用风机与燃烧器分离方式。对于整装型燃烧器，国外一般是为WNS型“卧式内燃”锅炉设计的。当用于燃煤锅炉改燃气锅炉时，由于炉型变化较大，炉体阻力差异亦很大，所以一定要注意煤炉本体及烟风道整体阻力与燃烧器匹配的问题，否则会影响燃烧器正常使用。

（2）不能简单按照锅炉容量“如X/吨蒸发量“选择进口燃烧器。因为国外（如欧美、日本等国家）对锅炉蒸发量的概念规定为“212°F华氏温度的水蒸发为212°F的蒸汽量”。因为212°F就是摄氏100℃，所以上述蒸发量实际上就是大气压力下的蒸发量，所需要的热量相当此时的汽化潜热为2257KJ/KG。而我们国内蒸发量的概念是给水从20℃，蒸发量为饱和温度时的蒸汽量。以上述为例，同样1t/h的锅炉，国外锅炉供热量是我国锅炉供热量的83%左右。这样可以看出仅按锅炉容量选择进口燃烧器，将会出现出力不足的问题。所以选择进口燃烧器不仅要考虑燃烧器的每小时耗气量，还要考虑燃烧器效率和锅炉效率，留有一定的余度。

（3）关于国产燃烧器的选择

国产燃烧器的燃烧机理与进口燃烧器基本相同，经配用进口电磁阀组和自动检测装置后，其性能比进口燃烧器毫不逊色。从其负荷调节范围大、对燃料适应性广等方面比较，更适合我们的国情。如：天津锅炉厂热能公司设计生产的RN9800系列燃烧器，选用霍尼维尔HONEYWELL电磁阀组和自动测漏装置，并在安全保护方面设置了以下连锁控制：蒸汽锅炉的低水位、超汽压连锁保护；热水锅炉低水压、超水温和突然停泵的连锁保护；燃气低气压和高气压连锁保护；(送风)空气压力过低或空气供应中断连锁保护；风机故障连锁保护；炉膛熄火连锁保护及安全连锁装置电源中断连锁保护等。一旦发生上述不安全故障时；电控系统发出声光报警，并自动停炉，切断燃料供应。在燃烧控制方面，设置了自动点火程序和二级火力燃烧工况，实现全自动控制及有关运行参数的数显监控。

四、爆燃与防爆

燃煤锅炉改燃气锅炉最危险的就是发生炉膛爆炸事故。爆炸的原因主要是由于炉膛或烟道内存有一定量的可燃气体与空气混合后达到其爆炸极限范围，被明火或锅炉本身的高温(受热的炉墙内壁发出的热量)引燃而发生爆炸。

燃煤锅炉改造为燃气锅炉后应从以下几个方面防止炉膛爆炸事故的发生：（1）必须配有可靠的安全保护控制措施，如前介绍的各项联锁保护。

（2）对于水管锅炉在炉膛出烟口位置(或正对炉膛中心位置.及烟道上设置防爆门。防爆门的作用是当炉膛或烟道内的混合气体发生爆燃时能自动打开，泄放一定的炉内压力，以保护炉墙不受严重破坏。防爆门有

重力式和膜片式等。关于防爆门的开启压力和设置面积，目前没有统一标准:一般按每立方米炉膛烟道的容积设置0.02m2来考虑防爆门面积。当采用重力式防爆门时，对正压运行的锅炉其开启压力可按计算出的炉膛压力加1000pa(结果不小于2000Pa)设计门的重量。当锅炉负压运行时，可按炉压为2000Pa计算。

当选用膜片式防爆门时，其材料可选0.2-0.3mm薄铝片或经划十字刻痕的薄镀锌铁板，其厚度为0.3-0.4mm，刻痕深度0.15-0.2mm，使用前应按设计压力做破裂试验，以防盲目安装后发生炉膛爆炸事故。膜片也可采用3-5mm厚的石板棉，但同样需做破裂试验。

（3）必须严格制定和执行安全操作规程，特别是在每次点火启动时，一定要做到彻底吹扫工作，掌握好吹扫时间。吹扫时间必须是根据通风机的流量，计算出通风量为三倍炉膛、烟道容积所需要的时间再延时30秒以上。也就是说，必须保证在风门打开后，吹扫的风量容积大于或等于三倍炉膛和烟道的容积量，所需的时间再延持30秒以上。在锅炉运行中注意风—气比例调节，防止出现脱火、回火现象，保证气体完全燃烧。

（4）当几台锅炉共用一个烟道时，每台锅炉都应设有烟道门，而且每台烟道门应设置限位开关。必须保证在锅炉启动前打开烟道门后，锅炉才能投入使用。防止因烟道门未打开，误操作造成通风不畅发生事故。

同时，在燃气锅炉点火前,必须仔细吹扫炉膛和烟道,排除炉内可能积存的可燃气体。维持燃烧器前的燃气压力稳定。燃烧系统必须具有自动点火和熄火保护的功能。锅炉房内的燃气供应系统,及其相关的电气设备,也要采取相应的安全措施。比如,采用防爆电器,设置燃气泄漏报警切断装置等。

结束语：

以上只是对燃煤锅炉进行煤改气可行性的一般分析和初步探讨以及具体进行施工中的一些注意事项。无论从经济角度还是环保方向上来看，大力发展燃气锅炉是目前的发展趋势，我科学城天然气输配量较为充足，完全可以满足热力厂煤改气后对天然气的需求而无须另外大投入建设天然气输配管网。热力厂煤改气后可以大大降低烟尘排放量，可以显著改善科学城的空气质量、更好的保护环境。

参考文献：

1、锅炉原理及计算 冯骏凯、沈幼庭主编 科学出版社1992;

2、工业锅炉安全技术基础 上海市劳动局锅炉安全监察处编著;

篇5：4t锅炉煤改气设计方案

1、在锅炉煤改气的工作中，要根据不同的炉型确定不同的改造方案。

2、锅炉煤改气的关键环节：

(1)拆除原燃煤锅炉的出渣机、上煤斗、上煤机、链条炉排、变速箱等设备。

(2)通过对炉膛的传热计算,确定炉膛的几何尺寸,炉膛火焰中心位置。重新浇注炉膛,炉膛浇注材料采用耐火 混凝土,配比为:大骨料∶中骨料∶小骨料∶砂∶耐火水泥=4∶2∶1∶1∶2。为使锅炉后拱管避开火焰中心位 置,对原后拱管在原有坡度的基础上抬高。(3)装设防爆门。

(4)对锅炉本体进行 1.5 倍工作压力的水压试验。对于我热力厂 SHL 型双锅筒横置式锅炉及其它各种水管、水火管锅炉的改造方案，一般情况下应尽量不变 动锅炉本体受压元件部分，只对炉拱、炉墙作局部的改造即可。在改造施工中不论哪一种炉型都应注意以下问题：

（1）应保障烟气流动通畅，有良好的充满度且应避免出现死角和死区。

（2）燃烧器应设置在炉膛中心高度位置，且有足够的燃烧空间和长度。火焰不应冲刷到受热面管壁上，以 免造成气体不完全燃烧和管壁局部过热损坏。

（3）由于天然气在炉膛中燃烧反应强烈、热强度高，对于裸露在炉膛内的锅筒底部应进行绝热处理，另外 对于火管锅炉的管板入口处烟温应控制在≤6000C，以防止发生管板裂纹。（4）各种水管、水火管锅炉的炉墙基本用耐火砖砌筑，外加保温材料和护板。在“煤改气”时应注意炉墙 的严密性，尽量减少原有的炉门、检查门等，可用耐火材料砌堵，防止喷出火焰伤人或向炉内漏入过多的 冷空气，影响锅炉效率，对于必须保留的看火孔也应采用封闭式看火孔，通过耐热玻璃观察炉火。（5）燃煤锅炉的炉膛和燃气锅炉比，一般都比较大，有足够的燃烧空间，改造后可增加燃气量，不影响燃 烧工况。如果用户要求明显提高锅炉出力，可以适当增加炉膛辐射受热面，同时清除原受热面内外侧的水 垢和烟垢，这样在不增大锅炉体积的情况下提高锅炉出力是不成问题的。但必须在做好锅炉的热力计算、烟风阻力计算的同时还要做好强度计算。

三、正确选择匹配的燃烧器

目前可供使用的燃烧器的种类很多，没有统一的规定，如按空气供给形式可分为大气式燃烧器和扩散 式燃烧器，还可分为自然引风式和鼓风式；如按燃料混合情况可分为预混式（前混式）和外混式（后混式）； 如按压力情况分为低压燃烧器（P＜5000Pa）和高压燃烧器(5000 Pa≤p≤300000 Pa)。具体选择时应注意以下几个方面：

1、燃烧机理大部分可燃气体的组分是烃类和氢（及一氧化碳），燃烧过程基本是链式反应，在正常情况下 是连续不断的枝化链式反应。需要的条件：

一是足够的温度（如氢气着火温度是 630℃，甲烷的着火温度 是 645℃）； 二是充分的空气混合； 三是合适的燃烧空间。

燃气的这种连续链式反应体现在火焰传播的速度 上，而火焰的传播速度要靠可燃气体与空气的混合物的流动速度来维持，二者应当保持平衡（或维持在一 定的范围内），这样才能使火焰燃烧稳定。燃烧器在工作时，混合气体（可燃气、空气）向炉膛内流动，而 火焰向外传播。如果混合速度气流过大，着火区内可燃气体浓度下降，这样会影响引燃效果，使得后继气 体不能着火，因此会发生脱火现象；反之，混合气体流速过小，传播的火焰会进入燃烧器内，又会发生回 火现象。所以我们要结合燃气压力、锅炉背压阻力、送风压力、管道阻力等各方面情况，综合考虑选择适 用的燃烧器。

2、在选择进口燃烧器时应注意以下几个方面：

（1）进口燃烧器对燃料的适应性“如压力波动范围及负荷调节范围”等要求比较严格，其主要由有整装型 和分体型，整装型即在燃烧器体内装有鼓风机，实现一体化，燃烧器的功率一般在 7000KW 以下，而大于 7000KW 的燃烧器大多采用风机与燃烧器分离方式。对于整装型燃烧器，国外一般是为 WNS 型 “卧式内燃” 锅炉设计的。当用于燃煤锅炉改燃气锅炉时，由于炉型变化较大，炉体阻力差异亦很大，所以一定要注意 煤炉本体及烟风道整体阻力与燃烧器匹配的问题，否则会影响燃烧器正常使用。

（2）不能简单按照锅炉容量“如 X/吨蒸发量“选择进口燃烧器。因为国外（如欧美、日本等国家）对锅 炉蒸发量的概念规定为“212°F 华氏温度的水蒸发为 212°F 的蒸汽量”。因为 212°F 就是摄氏 100℃，所以上述蒸发量实际上就是大气压力下的蒸发量，所需要的热量相当此时的汽化潜热为 2257KJ/KG。而我 们国内蒸发量的概念是给水从 20℃，蒸发量为饱和温度时的蒸汽量。

以上述为例，同样 1t/h 的锅炉，国外 锅炉供热量是我国锅炉供热量的 83%左右。这样可以看出仅按锅炉容量选择进口燃烧器，将会出现出力不 足的问题。所以选择进口燃烧器不仅要考虑燃烧器的每小时耗气量，还要考虑燃烧器效率和锅炉效率，留 有一定的余度。（3）关于国产燃烧器的选择 国产燃烧器的燃烧机理与进口燃烧器基本相同，经配用进口电磁阀组和自动检测装置后，其性能比进 口燃烧器毫不逊色。从其负荷调节范围大、对燃料适应性广等方面比较，更适合我们的国情。

锅炉煤改气后应从以下几个方面防止炉膛爆炸事故的发生：

（1）必须配有可靠的安全保护控制措施，如前介绍的各项联锁保护。（2）对于水管锅炉在炉膛出烟口位置(或正对炉膛中心位置.及烟道上设置防爆门。防爆门的作用是当炉膛 或烟道内的混合气体发生爆燃时能自动打开，泄放一定的炉内压力，以保护炉墙不受严重破坏。防爆门有 重力式和膜片式等。关于防爆门的开启压力和设置面积，目前没有统一标准:，一般按每立方米炉膛烟道的 容积设置 0.02m2 来考虑防爆门面积。当采用重力式防爆门时，对正压运行的锅炉其开启压力可按计算出的 炉膛压力加 1000pa(结果不小于 2000Pa)设计门的重量。当锅炉负压运行时，可按炉压为 2000Pa 计算。当选用膜片式防爆门时，其材料可选 0.2-0.3mm 薄铝片或经划十字刻痕的薄镀锌铁板，其厚度为 0.3-0.4mm，刻痕深度 0.15-0.2mm，使用前应按设计压力做破裂试验，以防盲目安装后发生炉膛爆炸事故。膜片也可采用 3-5mm 厚的石板棉，但同样需做破裂试验。（3）必须严格制定和执行安全操作规程，特别是在每次点火启动时，一定要做到彻底吹扫工作，掌握好吹 扫时间。吹扫时间必须是根据通风机的流量，计算出通风量为三倍炉膛、烟道容积所需要的时间再延时 30 秒以上。也就是说，必须保证在风门打开后，吹扫的风量容积大于或等于三倍炉膛和烟道的容积量，所需 的时间再延持 30 秒以上。在锅炉运行中注意风—气比例调节，防止出现脱火、回火现象，保证气体完全燃 烧。

（4）当几台锅炉共用一个烟道时，每台锅炉都应设有烟道门，而且每台烟道门应设置限位开关。必须保证 在锅炉启动前打开烟道门后，锅炉才能投入使用。防止因烟道门未打开，误操作造成通风不畅发生事故。同时，在燃气锅炉点火前,必须仔细吹扫炉膛和烟道,排除炉内可能积存的可燃气体。维持燃烧器前的燃 气压力稳定。燃烧系统必须具有自动点火和熄火保护的功能。锅炉房内的燃气供应系统,及其相关的电气设 备,也要采取相应的安全措施。比如,采用防爆电器,设置燃气泄漏报警切断装置等。

篇6：煤改气方案

摘要：根据新的环保法，对产生大气污染的设备要实行监管，严格限定污染物的排放量，实施“碧水蓝天工程”，推荐使用清洁燃料或天然气，各级政府会采取相应措施，推行燃煤全面及燃气化改造。

关键词：煤锅炉

燃气锅炉

改造工程

燃煤锅炉在实际使用运行中，热效率低，能源浪费大，排尘浓度大，煤的含硫量高，对大气污染严重。尤其是近年来，能源供需和环境污染的矛盾日益突出。而燃气锅炉的热效率高，对大气污染又低，有很好的环保性能。发达国家的燃气锅炉占有相当大的比重，俄罗斯占60%，美国占98%，日本占99%，发展燃气锅炉是大势所趋。因此，我国越来越多的大中城市制定了相应的强制性法规，限制燃煤锅炉的使用，例如北京、上海、西安等地不再批准建设新的燃煤锅炉房，原有的锅炉房一律改造为燃气锅炉。根据新的环保法，对产生大气污染的设备要实行监管，严格限定污染物的排放量，实施“碧水蓝天工程”，推荐使用清洁燃料或天然气，各级政府会采取相应措施，推行燃煤全面及燃气化改造。天然气是目前世界上一种最清洁的燃料，它燃烧充分，产生的灰份、含硫量和含氮量比燃煤低的多。同时，气体燃料通过管道输送，可极大的减小劳动强度，改善劳动条件，降低运行成本。国家“西气东输”、“忠气进汉”等工程的实施，使孝感市年底即可用上天然气，为锅炉的煤改气提供了优质、充足、廉价的气源。

一、基本情况

青岛啤酒应城分厂原有10t/h燃煤蒸汽锅炉一台，该锅炉为上海四方锅炉厂生产，型号SHL-1.25-AⅡ型，2000年生产，2003年投入使用。锅炉炉体受压元件基本完好，有继续使用价值；锅炉的给水系统和送、引风系统基本完好，非常适宜改造为燃气锅炉。

1、锅炉参数

①额定出力10t/h

②额定工作压力

1.25Mpa

③给水温度105ОC

④设计效率≥90%

⑤使用燃料燃煤

⑥燃料消耗量5t标准煤/吨蒸汽

⑦燃烧方式室燃

⑧电能消耗（风系统）

96.4Kw2、改造要求用户要求将现有的一台10t/h燃煤蒸汽锅炉改造为天然气锅炉。并达到如下目标：

1）保持原锅炉的额定参数（如汽温、汽压、给水温度等不变）

2）保持或提高原锅炉的出力和效率

3）通过改造达到消除烟尘，满足环保要求

4）改造方案简单易行，投资少、见效快，工期短，因此改炉时涉及面越小越好。改造时不超出锅炉本体基本结构之外。

二、改造技术方案

1、燃煤锅炉改成燃气锅炉注意要点

1）燃烧器的选型和布置与炉膛型式关系密切，应使炉内火焰的充满度好，不形成气流死角；避免相临燃烧器的火焰相互干扰；低负荷时保持火焰在炉膛中心位置，避免火焰中心偏离炉膛对称中心；未燃尽的燃气空气混合物不应接触受热面，以免形成气体不完全燃烧；高温火焰要避免高速冲刷受热面，以免受热面强度过高使管壁过热等。燃烧器的布置还要考虑燃气管道和风道的布置合理，操作、检修和维修方便。

2）燃气锅炉炉膛出口烟气温度不会受积灰和高温腐蚀等限制，一般允许在1300℃左右的较高范围。

3）一般燃煤锅炉改造成燃气锅炉后，由于受热面和积灰明显减轻，传热条件改善，不完全热损失也可控制得较小，所以锅炉效率可提高约5%-10%。

2、技术方案总的构思

①炉膛设计考虑天然气燃烧的火焰直径（φ1500mm）和火焰长度（4500mm），使炉膛空间与火焰的充满度达到最佳。炉膛容积热负荷设计为≤100×104cal/m3h

②考虑到天然气主要成份为CH4，其燃烧后产生的H2O，蒸汽份额较大，故其辐射能力较强，炉膛受热可适当增加，以充分利用其辐射传热，提高热效率，降低钢材消耗，确保锅炉出力，并可能提高锅炉出力。

③锅炉炉膛内采用微正压燃烧。要求锅炉的炉墙，密封性能要加强。

④由于燃气锅炉的空气过剩系数较小，只有1.05~1.2之间，燃烧所需风量较少一些，加上拆除除尘器后，以及烟道系统烟尘较小，所以烟道阻力较小，引风机风量有较多的富余采用档板风门调节，功率损耗较大，建议可考虑采用变频调速方式对引风机进行调控。

⑤在炉膛和后烟室看火门处，增加一个至两个防爆门，提高锅炉的抗爆性能。

⑥新增加燃烧器控制系统与原有的锅炉控制有机结合在一起，具有燃烧程控功能，能预吹扫自动点火，火焰检测器自检，负荷自动调节，火焰监测故障报警联锁停炉。燃气阀阻检漏，压力高低报警，水位调节水位高低报警，极低水位停炉。蒸汽压力超高炉膛温度超高报警，引风机与燃烧机顺控联锁功能。

3、技术方案简要阐述

①配置进口燃气燃烧器：“芬兰”“奥林”GP—700M，DN100一体化全自动燃烧器及包括，组合电磁阀调压阀、过滤器、检漏装置，高压气压开关，气压表及连杆等组成阀组一套，该机输出功率2—8.4MW，火焰尺寸Φ1500X4800

②拆除煤斗：在原锅炉基础平面±0.00处以上到锅炉前炉墙面板以前煤斗部分前落灰斗，以及炉排的全轴部分。

③拆除炉排：拆除炉排的全炉炉排，以及前后轴和后部老鹰铁。

④拆除炉排中间的风箱组成燃烧室空间：根据火焰的尺寸要求，将上下炉排中间的风箱部分拆除，形成一个圆弧形炉膛底部。

⑤密封炉排下面的落灰室以及管部的排渣斗，用炉渣将炉排底部的落灰室和后部的渣斗堵住并在炉渣上部放置保温混凝土80mm厚，再在混凝土上放置两层耐火砖（圆弧形放置），最后用耐火混凝土浇注抹面形成耐火保温炉膛底。

⑥制作全炉墙及燃烧器的连接面板：用厚度为16mm的钢板在炉座基础平面处以上与锅炉全炉墙平面处进行焊接固定（与钢架相连焊接）根据燃烧头的安装固定尺寸要求，开孔并钻四个固定螺栓孔（攻丝），用耐火砖在钢板内侧砌筑耐火前墙（在钢板与耐火砖之间适当留50—80mm间隙用来填充保温材料）和原有前炉墙，以及新做炉底相连，形成完全密封的新前炉墙。

⑦用原有左侧和后部的看火门，改成两个防爆门。

⑧拆除原有的鼓风机，除尘器，以及空气预热器，将原有的鼓风机及送风道全部拆除（预热器可根据情况考虑），原除尘器被拆除后，钢制烟道将原除尘器卷入口和出口之间空间进行连接。形成完整烟道。

⑨清除炉内水冷壁管对流管束等受热面上的烟垢，同时将锅炉内水侧的水垢进行清洗，提高锅炉受热面的传热能力。

⑩对所有的炉墙及炉门进行密封：由于燃气锅炉在微正压状态运行，为了安全，需要对所有的炉墙及炉门进行密封。

⑾安装燃烧机：先将燃烧头拆下，装在前炉墙上的燃烧器连接面板上，并用耐火材料将燃烧筒与炉墙处进行密封；然后按要求依次装上燃气阀组及附件，最后装上燃烧机主体部分。

⑿根据燃烧机要求，结合原有的控制系统，设计制作新的控制系统，充分利用原有的系统保留部分的控制器件，新增加部分重新做一个控制柜，将新控制柜与原有控制内保留部分结合，形成新的完整控制系统，能达到如下功能：

a.水位自动调节，指示。

b.水位高低报警，极低水位报警联锁停炉。

c.炉膛出口温度超高报警，停炉。

d.蒸汽压力超压报警，停炉。

e.燃烧负荷自动调节，大、小火自动转接。

f.根据压力，工作性自动起停。

g.燃烧程控自动控制，自动实现预吹扫，高压点火，火焰自检，火焰监测，故障熄火报警停炉联锁。

h.燃气高、低压报警。

i.燃气系统泄漏报警，停炉。

j.燃烧机停炉后吹扫。

k.引风机与燃烧机顺控联锁，起动时引风机先开，燃烧器后开，停炉时燃烧器先停，引风机后停。

l.所需的电机控制回路，都有短路，缺相，过载等保护功能。

⒀调试时要对引风机的风量和压头进行调整：由于改造后引风机有较大富裕量，需要将引风门关小到一定程度，以减少风量和降低风压。

⒁引风机改为变频控制：由于引风机功率较大，且改燃气后风量要求较燃煤时少，拆除除尘器和空预器的烟道阻力减小，引风机富裕量较大，采用加挡板调节时，电耗较大，改为变频调节后，能耗会降到原能耗的1/2~1/3，因此节能效果明显。

4、改造工程费用预算

序号

项目

型号

数量

金额

备注

燃烧器

GP-700M DN100

燃气阀组

DN100

电控柜

GKF-10-Q

锅炉拆除

改造材料

改造工费

检验费

小计

三、燃气系统

1、天然气的组份、热性及物理特性

①组份（%）

CO:

0.1

H2:

0.2

CH4:

95.5

CmHm:

1.0

CO2:

0.5

N2:

2.7

②热值

8500kcal/Nm3

③物理特性

a.标态下密度0.7435kg/Nm3

b.燃烧所需要的空气量9.64Nm3/

Nm3

c.燃烧产物的烟气含尘量10.648mg/

Nm3

d.最低着火温度400ОC

e.理论燃烧温度1700ОC2、燃烧器对天然气的参数要求：

①天然气供气压力（动压）

1100mmH2O—1500mmH2O

②热值≥8500kcal/Nm3

③流量：80

Nm3/吨蒸汽.h3、燃气管道流程及设备：

本工程接自市政道路上天然气管道为中压A，为达到锅炉燃烧器前的压力要求，同时又可以防止燃气压力的上下波动，需要在厂区设置一台落地式燃气调压计量柜，该调压柜可完成过滤、调压、稳压、计量、安全切断等功能。为保证向锅炉24小时不间断供气，可采用2+1型式，及双回路加旁通。

4、燃气工程费用预算：

设别材料

规格

数量

造价

调压计量撬

PE管

钢管

阀门

总计

四，燃煤锅炉，燃气锅炉使用成本比较

燃煤锅炉如使用煤炭，煤炭的热值为5500Kcal

/

Kg（按标准煤计算）左右，其市场价每吨640元（煤炭的价格有不断上升趋势，而购销渠道不畅通，为控制目前的能源烂

采用和浪费严重的形势下，煤炭的价格有继续上升的势头）。10t蒸汽锅炉每吨蒸汽耗煤为0.2吨，价格为92元。天然气的热值为8500kcal

/

Nm3，每立天气价格为2.0

元，按天然气消耗量每班蒸汽耗气80Nm3计算，价格为160元。以全年生产2000小时计算，两者费用比较详见下表（以1吨蒸汽比较）：

序号

项目

燃煤锅炉

燃气锅炉

消耗量/小时

单价/元

价格/元*小时

消耗量/小时

单价/元

价格/元

燃料消耗

0.2T

460

80Nm³

2.4

384000

电力消耗

9.6KWh

0.58

11136

2.2KWh

0.58

2552

灰渣清除

3万元/年

30000

环保费用

10万元/年

100000

人力成本

6人

2万元/人年

120000

1人

2万元/人年

20000

小计

445136

406552

篇7：4t锅炉煤改气设计方案

1 燃气锅炉间火灾风险因素辨识

1.1 居民区煤改气锅炉间火灾风险因素

(1) 锅炉间选址。若原有燃煤锅炉间改造为燃气锅炉间后与居民区、重要公共建筑物、铁路、公路等防火间距选择不当及过小, 一旦发生燃爆事故, 极易影响周围居民区或人员密集场所, 造成重大人员伤亡。

(2) 总平面布置。燃气锅炉间、附属用房及燃气调压柜等之间防火间距应符合规范要求, 以减少火灾。

(3) 消防通道。改造后的燃气锅炉间周围应设置符合规范要求的消防通道, 净宽净高不小于4.0m, 不设置妨碍消防车作业的障碍物。

(4) 消防给水和灭火设施。根据燃气锅炉间的火灾特性和火灾危险性等因素确定消防给水和灭火系统。

1.2 天然气泄漏形式辨识

燃气锅炉间天然气泄漏引发火灾爆炸事故主要原因包括:自动点火时, 如启动操作不当, 未严格执行程序点火, 可能引发燃爆事故。天然气燃烧器出口流速与燃烧速度不匹配, 可能引发回火、脱火或熄火等, 可能导致炉膛爆炸。天然气泄漏到锅炉间内聚积, 未及时探测和通风, 遇到合适引火源引发燃爆事故。设备阀门漏气, 未设点火、熄火保护装置和火焰检测装置, 点火引发爆炸。输气管道泄漏达到可燃浓度, 遇火源时引发爆炸事故。违章操作引发燃气爆炸事故。

燃气锅炉房天然气常见的泄漏段包括从调压站到锅炉之间的天然气管线、阀表、配件等, 主要的泄漏点包括调压站及埋地管道 (燃气公司负责) 、锅炉房内架空管道 (燃气用户负责) 、锅炉部分以及燃烧控制部分等。

2 燃气锅炉间重大危险源辨识

依据GB 18218-2009《危险化学品重大危险源辨识》, 居民区锅炉使用天然气的重大危险源临界量为50t, 通常燃气锅炉间为管道输送, 不设储存装置, 不构成危险化学品重大危险源。依据《国家安全监管总局关于公布首批重点监管的危险化学品名录的通知》 (安监总管三〔2011〕95号) 的有关要求, 天然气属于首批重点监管的危险化学品。

依据《关于开展重大危险源监督管理工作的指导意见》 (安监管协调字[2004]56号) , 中压和高压燃气管道且公称直径≥200mm以及额定蒸汽压力大于2.5 MPa且额定蒸发量大于等于10t/h的蒸汽锅炉, 或额定出水温度大于等于120℃且额定功率大于等于14 MW的热水锅炉属于重大危险源监管的申报范围。居民区燃气锅炉间的天然气管道通常输送压力为0.06~0.40 MPa, 不属于压力管道重大危险源;燃气热水锅炉额定出水温度通常为130℃, 额定功率一般大于14 MW, 已构成锅炉重大危险源, 应向安监部门办理申报手续。

3 煤改气锅炉间的消防安全问题与对策

3.1 火灾危险性分析与防火要求

依据GB 50016-2006《建筑设计防火规范》、GB50041-2008《锅炉房设计规范》等, 无论是燃煤锅炉还是燃气锅炉, 均属于火灾危险性为丁类的生产厂房, 通常不低于二级耐火等级。由于燃气锅炉房可能发生闪爆, 按防爆环境要求对待, 且锅炉间与相邻的辅助间之间应采用防火墙和甲级防火门, 观察窗也应为具有一定防爆能力的固定玻璃窗。燃煤锅炉间与燃气锅炉间的火灾危险性及防火要求对比, 如表1所示。此外, 燃气调压间按甲类厂房、不低于二级耐火建造。

居民区的供热锅炉间通常都独立建造, 依据GB50016第3.4.5条, 要求其与一、二级耐火等级民用建筑的防火间距不低于10m, 与一、二级耐火等级公共建筑防火间距不限或不小于4.0m。燃煤锅炉间改燃气锅炉间后应严格执行丁类建筑防火间距的要求, 尤其是周围学校、幼儿园等人员密集场所等, 与燃气调压站防火间距不低于12m, 贴邻时采用防火墙隔开。同时, 对于燃气锅炉间, 可以配备水喷雾灭火系统或自动喷水———水喷雾混合配置系统。水喷雾的混合稀释作用可降低泄漏燃气的浓度, 延迟或减缓火灾蔓延。

3.2 锅炉间防爆泄压要求

燃煤和燃气锅炉间都应考虑防爆问题, 尤其是对非独立锅炉房, 要保证足够的泄压面积, 照明及应急灯具应采用防爆型。现行GB 50041-2008第15.1.2条款允许将玻璃窗、天窗、质量小于等于120kg/m2的轻质屋顶和薄弱墙等面积包括在泄压面积内。但是, GB 50016-2006第3.6.4条款主要是针对有爆炸危险的甲乙类厂房, 作为泄压设施的轻质屋面板和轻质墙体的单位质量不宜超过60kg/m2。同时, 对于泄压面积的要求也不同, 前者要求泄压面积不低于锅炉间占地面积10%, 后者是以泄压公式进行计算。笔者认为, 依据GB 50016对于丁类厂房不需要考虑泄压面积, 鉴于GB 50041考虑锅炉爆炸和燃气燃爆等, 建议采用一定的泄压面积确保定向泄爆, 降低后果危害。由于居民区锅炉间毗邻周围居民区或人员密集场所, 应严格确保泄压方向不朝向人员聚集的场所、房间和人行通道, 泄压处也不与这些地方相邻。

以某燃气锅炉间为例, 3台锅炉平行布置, 炉后布置锅炉用热水循环一次泵, 与辅助间防火墙分隔, 气锅炉进气压力为0.01~0.03 MPa, 如图1所示。采用气体泄漏爆炸FLACS软件进行模拟, 选择锅炉间1/2体积的燃气云团爆炸场景进行分析, 可燃气云位于上部, 点火位置位于气体云团正中心。

以泄漏燃气云位于锅炉房上部为例, 占锅炉房总体积的1/2, 考虑其最大破坏效应点火点位于气云中心。燃气锅炉间中部截面的爆炸超压随时间变化, 如图2所示。

点火1.322s时几乎无爆炸超压, 0.094s后爆炸超压几乎达到最大值约为0.034 MPa;随后由于泄爆通道的泄压作用, 爆炸超压急剧下降, 0.135s后降低到0.02MPa以下。可见, 燃气锅炉间的爆炸泄压十分必要, 应确保足够有效的泄压面积。同时, 在高度截面的爆炸超压随时间变化情况, 如图3所示。

起始时刻0.02 MPa以下的压力主要集中在点火点附近, 随后迅速扩散引发较大超压破坏, 7.3m高度截面约90%区域超压在0.03 MPa以上, 具有一定的破坏作用, 可能对锅炉间设施造成影响。可知, 燃气锅炉间气云爆炸瞬间可能破坏内部设施, 应选取合适的泄压面和泄压通道, 及时降低泄漏气云区域的爆炸超压。

4 结束语

对于燃气锅炉间, 建议在天然气可能的泄漏部位周围加装可燃气体报警探测装置, 并联动紧急切断阀和事故通风风机。同时, 保证燃气锅炉间足够的泄压面积, 且泄压不得影响周围人员密集场所或居民区, 其防火间距不得低于规范最低要求。还应注意:加强安全管理, 避免明火、高温表面、静电及其他引火源。在居民区原址上燃煤锅炉改燃气锅炉运行, 应由具有设计资质的专业设计单位和具有施工资质的单位进行设计和施工, 开展安全评价和安全设施审查, 确保相应的安全设施完好有效。加强燃气锅炉间的燃气泄漏事故应急演练及培训, 燃气泄漏现场处置方案应具有可操作性, 切实可行, 提高现场作业人员第一响应时间和应急能力。定期开展燃气锅炉间安全隐患排查和危险源辨识, 及时采取相应有效的措施, 确保设备能运行正常。

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