燃气蒸汽锅炉节能措施

第一篇：燃气蒸汽锅炉节能措施

节能环保燃气锅炉

郑锅 节能环保工业锅炉生产企业

节能环保燃气锅炉

应用背景：随着国家燃煤强改政策的大力实施，各省市相继开展了燃煤锅炉的强拆行动，使用燃煤锅炉作为工业热能设备的企业纷纷走向市场，寻找另外一种更加节能环保的工业锅炉。节能环保燃气锅炉应用而生。

定义：通过天然气的燃烧，将锅炉内的水加热到一定温度产出热水及蒸汽供企业工厂使用的工业锅炉。

用途：医院、学校、纺织厂、服装厂、大型超市、制衣厂、印染厂、酒店宾馆、食堂、餐厅、食品厂、饮料厂、豆制品厂、肉制品厂、罐头厂、酒厂、制药厂、包装厂、建材厂、涂料厂、游泳馆等企事业单位。

内部结构：

1、后视装置的设计，便于观察燃烧状况。

2、设计超温、超压、缺水、检漏、熄火等多种保护功能，锅炉运行安全可靠。

3、锅炉包装有彩纹板，镜面不锈钢或者亚光不锈钢三种形式，外表美观大方。

4、配置自控性能良好的进口燃烧器，实现全自动化操作。

5、WNS系列燃油燃气锅炉锅炉热效率高，出力稳定，负荷适应性强。

郑锅 节能环保工业锅炉生产企业

6、燃油燃气锅炉采用国际流行三回程结构，燃烧室大容积设计，使燃烧更加充分。

7、采用先进的波形炉胆结构，既增加了传热面积，也满足了炉胆受热后的自由膨胀。

8、烟管采用螺纹结构，强化了传热效果。

9、锅炉采用湿背式结构，全扳边对接焊缝，可靠性高，维修费用低。

优势分析：

1、燃料费用低：相对于煤炭等矿石燃料来说，天然气以及轻油重油的价格要相对便宜，近年来国家对油气资源的大力开发，使得这一锅炉的推广更具有优势。

2、燃烧清洁，排放无污染：由于燃料为油气、这就大大减少了二氧化硫以及二氧化碳等温室气体的排放，降低了空气污染的程度，对于保护环境具有不可估量的意义。

3、结构紧凑节省建筑空间：采用快装结构，整台锅炉设计在钢性很强的底座上，安装运输方便，节省了锅炉房占地空间面积。

4、同时设计上遵循环保理念，采用机电一体的结构，真正做到了低耗低污染的理想目标。

结论：

郑锅燃油燃气锅炉是与与德国技术合作开发的技术指标达到世界先进水平，处于国内锅炉行业领先水平。该燃油燃气锅炉均采用机电一体的结构，外观大方、结构紧凑、空间占用少，运输方便，

郑锅 节能环保工业锅炉生产企业

基建投资少，既遵循了节能环保理念，又满足了工程项目所需的热能;在生产使用上，该种类锅炉真正的做到了燃烧清洁、排放无污染、操作便捷、出力充足。

附录：安装燃气锅炉安全阀的注意事项：

安装时应该垂直于最高低，并且安全阀的种类不同安装的方式也不同，杠杆式安全阀要有防止重锤自行移动的导架，弹簧式安全阀要有提升手把和防止随便拧动调整螺钉的装置。同时安全阀应装有排汽管直通安全地点，保证排汽畅通，在排气管和疏水管上不可安装任何阀门。额定蒸发量大于0.5t/h的锅炉，至少要安装2个安全阀;额定蒸发量小于或等于0.5t/h的锅炉，安装一个，要在蒸汽过热器出口处以及省煤器口各安装一个以保证锅炉的安全使用。

第二篇：燃煤锅炉改造为燃气锅炉的节能分析毕业论文

天津职业职业技术学院

毕业设计(论文)

题目：燃煤锅炉改造为燃气锅炉的节能分析

学生姓名: 学

号: 专

业:

班

级：

指导老师：

年

月

日

引言：

我国能源供应以煤炭为主，燃煤锅炉占锅炉总数的83%，其中燃煤工业锅炉更是我国主要的动力设备。然而燃煤工业锅炉作为我国能源大户，能源浪费相当严重，同时燃煤工业锅炉还排放大量的烟尘、SO2和NOx等污染物，也是我国大气主要污染源之一。因此，在国家倡导节能减排的政策下，许多地方政府要求企业将原有燃煤锅炉更换为燃气锅炉，而此时企业出于经济考虑，“煤改气”成为企业节省资金、工期短、见效快、切实可行首要选择。 据1998年工业普查统计，全国工业燃煤锅炉保有量为52万台、120万蒸吨，其中70%是蒸汽锅炉，其余是热水锅炉，年耗煤炭约4亿吨标准煤。工业燃煤锅炉型式各异，主要是正传链条炉排锅炉，占总数的70%以上，它们的热效率普遍较低，平均只有 67%，比发达国家低15～20个百分点。其主要原因是排烟热损失和不完全燃烧热损失过大。发达国家燃煤工业锅炉的过量空气系数大多控制在1.3～1.5 之间，中国实际运行值平均高达2.0～3.0，过分过量空气加大排烟热损失;英国燃煤工业锅炉煤渣含碳量设计要求在3%～5%之间，实际运行控制在 1.4%～2.5%之间，而中国燃煤工业锅炉煤渣含碳量设计推荐8%～12%，实际运行却达到10%～27%。排烟热损失和不完全燃烧热损失浪费惊人，节能潜力巨大。

目

录

1、燃气改造技术分析 1.1 燃气燃烧器的选择 1.2燃气燃烧器数量的确定 1.3燃烧器的布置 1.4炉膛布置的匹配性 1.5 燃气锅炉防爆措施选择

2、燃煤锅炉与燃气锅炉不同之处 2.1 燃烧方式 2.2 燃烧产物 2.3 通风方式 2.4 燃料易爆性 2.5 锅炉自动控制

3、燃气供热节能技术

3.1气候补偿系统

3.2烟气冷凝热能回收系统

3.3供暖系统水力平衡

3.4燃气锅炉房供热集中控制系统 3.5分时分区控制：

3.6一水多用，节约资源

4.锅炉“煤改气”内容和方法 总结

毕业设计(正文)

1、燃气改造技术分析

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。

1.1 燃气燃烧器的选择

在燃煤锅炉改造过程中，首先要选择或设计合适的燃气燃烧器。常见的燃气燃烧器按照空气供给方式可以分为引射式燃烧器、鼓风式燃烧器和自燃引风式燃烧器三类。引射式燃烧所需的空气由燃气射流吸入，鼓风式燃烧器需鼓风设备将空气送入燃烧系统，自然引风式燃烧器则依靠炉膛中的负压将燃烧所需的空气吸入燃烧系统。对于燃烧器的选择应对比三种燃烧器的特性结合锅炉原有炉膛的特点进行考虑。 1)燃气燃烧器的安全程度，也就是要求降低气体不完全燃烧热损坏。燃烧的完全度主要与燃气和空气混合均匀程及空气是否充足有关。一般在空气量充足、混合良好的情况下，使气体不完全燃烧损失为零并不困难。当燃用高热值燃气时，气体不完全燃烧损坏不应超过0.5%;燃用低热值气体时，气体不完全燃烧损坏不应超过1.5%。在采用预混燃烧器时，容易使不完全燃烧损坏控制得比扩散燃烧时低一些。 2)降低烟气中的过剩空气系数是降低排烟损坏有效措施。排烟中的过剩空气量与烟气通道漏入的空气量之和。对微正压运行的锅炉，烟气通道漏入的空气为零，此时主要过剩空气量取决于燃烧时的过剩空气量取决于燃烧时的过剩空气量，实际上在任何情况下，降低燃烧时的过剩空气量，对提高锅炉的热效率是有好处的。燃烧器能否保证在尽量低的过剩空气系数下运行，是燃烧器燃烧性能的重要指标之一。 3)燃烧器的火焰特性与炉内换热和锅炉的其他特性密切相关。比如，扩散燃烧时，其半发光火焰比无焰燃烧时的火焰辐射能力强，对炉内传播有利。燃烧器喷口的气流应有较高的速度和较大射程，以使炉内火焰充满度较好。在利用耐火材料加强炉内传热时，需要与辐射面相适应的火焰形状和火焰速度。

4)充分考虑燃烧速度。因为高速燃烧是现代中小型锅炉发展的的趋势，它可以减少燃烧器和炉膛的尺寸，是锅炉小型化的重要措施，也是燃烧器的重要特性指标。

但是，实际生产中，由于中小型锅炉常在负荷多变的情况下使用，因此，要求燃烧器有很宽的负荷调节范围。改造后的燃气锅炉在运行时，应使炉膛火焰充满度比较好，不形成气流死角，避免相邻燃烧器的火焰相互干扰，同时未燃尽的燃气、空气混合物不应接触换热面，以免形成气体不完全燃烧。但高温火焰要避免高速冲刷换热面，以免换热面热强度过高使管壁过热。因此，在选择燃烧器时，还要根据不同的燃气和负荷，近似估算燃烧火焰的长度。 1.2燃气燃烧器数量的确定

燃煤锅炉改造中燃气燃烧器的数量可由下式确定，

n=Qgl/Qrq 式中，n为燃气燃烧器的数量;Qgl为锅炉热负荷容量，KW;Qrq为单个燃烧器热负荷，KW。

实际改造中，为防止多个燃烧器同时运行时某一个燃烧器因事故熄火引起爆炸或爆炸，燃气燃烧器个数一般不超过4个。为解决锅炉在低负荷时燃气流量不足出现的熄火、回火问题，可通过在燃烧器内部加装油枪来适应锅炉低负荷时的变化，同时炉膛中应配合安装熄火防爆装置。

1.3燃烧器的布置

1)应使火焰处于炉膛几何中心区域，使火焰尽可能充满炉膛，燃烧稳定。

2)火焰居于炉膛的几何中心区域，可使炉膛内热量得以均匀分配，不会形成局部受热引起应力增大，防止受热不均，避免锅炉出现受热局部过热现象。

3)卧式锅炉的炉膛进深较大，燃烧器布置在炉膛的前墙上，保证前烟箱不会过热。目前，国内中小型燃煤锅炉按燃烧方式分为层燃烧与室燃烧两种。层燃炉多数为链条炉，其特征是燃料在固定或缓慢运动着的炉膛实现燃烧。当改造的锅炉为链条炉时，其前后墙及炉拱的特殊形状为安装燃烧器带来不便，故应将燃气燃烧器安装于链条炉的南侧。为使改造后炉内的热交换状况与改造前相似，以减少链条炉内换热设备的变动，应将燃气燃烧器安装于炉膛侧墙中心下方。对于煤粉炉，为保持与改造前炉膛空气动力场特性相似且减少改造工程量，可利用基原有煤粉燃烧器喷口位置安装新的燃烧器。 1.4炉膛布置的匹配性

当燃烧器的类型及位置选定时，应进行炉膛的匹配计算，主要由四部分组成。

1)排烟量要与引风机相匹配。燃煤锅炉引风机的排烟量是按照燃煤产生的烟气配置的。改烧燃气后，烟气的密度及流量发生变化，应重新校验引风是否匹配，否则会出现点火困难、尾气温度高度等温题。2)炉膛漏风系统要与燃烧器空气量相匹配。在煤改气过程中，应将漏风系数在0.1以下。燃煤锅炉的漏风主要集中在前煤斗、排碴口、鼓风机入口处。采用气体燃料后，应当封闭，以减少排烟热损失和电耗，否则容易造成漏风。

3)炉膛尺寸要与燃烧器的布置匹配。炉膛布置要考虑单个燃烧器。根椐单个燃烧器的火焰长度和直径，确定燃烧器之间的距离，以保证火焰不冲刷炉墙、不相互干扰，并有利于受热面匹配。 1.5 燃气锅炉防爆措施选择

燃煤锅炉改燃气锅炉最危险的就是发生炉膛爆炸事故。国内外燃气锅炉的炉膛、烟道爆炸事故屡有发生，引起爆炸的原因有以下3种情况。 1)锅炉点火前，因燃气漏入炉膛(如阀门不严，误操作，一次点火不着等)，而又未对炉膛、烟道进行吹扫时间不够、风量不足，在点火时会发生爆炸。

2)锅炉运行中由于熄火引起爆炸事故。这类事故发生的燃烧器前燃气压力或风压波动太大引起或回火情况下。

3)当锅炉燃烧不良时，可燃气体进入锅炉后部烟道，与后部烟道漏入的空气混合形成爆炸性气体(负压运行的锅炉)，在高温作用下，可能引起二次燃烧或爆炸。

结合上述爆炸原因，在燃煤锅炉改造为燃气锅炉后应从以下几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，如自动点火装置、快速切断阀、火焰监视系统(FSSS)各项连锁保护。

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。防爆门的动作是当炉膛或烟道内的混合气体发生爆炸时能自动打开，泄放一定的炉内压力，以保护炉墙不受严重破坏。 3)必须严格制订和执行安全操作规程，特别是在每次点火启动时一定要做吹扫工作，掌握好吹扫时间。必须保证在风门打开后，根据通风机的流量计算的吹扫风量容积应大于或等于3倍炉膛和烟道的容积量，所需的时间再延迟30S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)燃气锅炉燃烧系统应实现自动化，包括点火、熄火保护、燃烧自动调节、必要的联锁保护以及用程序自动启动。

5)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。与此同时，还必须保证在锅炉启动前打开烟道门后，锅炉才能投入使用，以防因烟道门未打开，误操作造成通风不畅事故

2、燃煤锅炉与燃气锅炉不同之处 2.1 燃烧方式 循环流化床燃煤锅炉是将煤通过破碎设备，经皮带进煤仓，通过给煤机利用播煤风，撒入炉膛;通过循环灰加热，流态化燃烧过程。而煤改气后将焦炉煤气和驰放气混合合由四个燃烧器喷入直接燃烧。 2.2 燃烧产物

煤主要是由C、H、O、N、S等元素和灰分及水分组成，煤燃烧放出热量后，生成SO

2、SO

3、NOx灰分和水分，而SO

2、SO

3、NOx由烟气排入大气，污染环境，对人类造成危害。

而焦炉气和驰放气的主要成分是CO和H2，经过燃烧后，主要生成CO2和H2O，相对燃煤锅炉燃气锅炉的排放SO

2、SO

3、NOx要少得多。 2.3 通风方式

燃煤锅炉一般采用负压燃烧，基燃烧过程是由鼓风机和引风机的配合配合的配合来共同完成，煤在燃烧过程中，需要大量的空气，而由于炉墙烟道的漏风，过量空气系数可达2.1-2.5之间。

燃气锅炉采用微正压或微负压燃烧，需要的风量小，在燃烧器内空气能较好的与天然气预混。微正压燃烧没有炉墙和烟道的漏风因素，运行中烟道出口空气系数可为1.05-1.2。 2.4 燃料易爆性

燃煤锅炉燃烧安全，炉膛不易发生爆炸危险。而燃气锅炉在爆炸浓度界限内，遇到明火就会发生爆炸。危险性较大。 2.5 锅炉自动控制

燃煤锅炉由于受到煤种、料层厚度、鼓风量、引风量、风煤配比等原因，要做到根据负荷来自动调节锅炉运行参数的难度大。

而燃气锅炉所受影响因素较少，可根据负荷调节燃烧器阀门大小，容易实现自动控制。

3、燃气供热节能技术

3.1气候补偿系统

建筑物的耗热量因受室外气温、太阳辐射、空气湿度、风向和风速等因素的影响时刻都在变化。要保证在上述因素变化的条件下，维持室内温度恒定

(18℃±2℃)或满足用户要求，供热系统的供回水温度就应在整个供暖期间根据室外气象条件的变化进行调节，以使锅炉供热量、散热设备的放热量和建筑物的需热量相一致，防止用户室内发生室温过低或过高的现象。通过及时而有效的运行调节可以做到在保证供暖质量的前提下，达到最大限度的节能。室外温度的变化决定了建筑物需热量的大小也就决定了能耗的高低，运行参数必须随室外温度的变化每时每刻进行调整，始终保证锅炉房的供热量与建筑物的需热量相一致，只有这样才能实现最大限度的节能。每个锅炉房都应该按自己的运行曲线去运行，这条曲线才是该锅炉房的最佳运行曲线。气候补偿系统即是给锅炉房提供最佳运行曲线的系统。 3.2烟气冷凝热能回收系统

中小型燃气(油)蒸汽锅炉(包括进口锅炉)大部分都不带省煤器和空气预热器，因而造成锅炉排烟温度偏高，一般在160℃以上，有的甚至达到200℃，锅炉的排烟损失较大。由于燃气锅炉没有机械未完全燃烧损失和灰渣的物理热损失，所以燃气锅炉排烟热损失占锅炉总热损失80%以上，合理控制排烟温度对提高锅炉热效率，节约能源将起很重要作用。

通过对各种燃料的烟气成分进行分析，发现了如下特点：水蒸气容积在各种燃料的烟气成分中所占的比例分布是：天然气20%、油12%、煤4%。为什么天然气的烟气成分中水蒸气容积的比例最大呢?因为天然气的主要成分是甲烷(CH4)，由于其有大量的氢元素，燃烧时与氧结合，产生了大量的水蒸气。

1公斤水蒸气所携带的热量是2400KJ，0.7MW的锅炉每小时产生水蒸气30～40公斤大致相当于25～33小时带走0.7MW的热量。因此热损失是很大的，必须将这部分热量回收回来，提高锅炉热效率，降低燃气耗量。

国外早已认识到这个问题的严重性，目前排烟温度已经普遍降到70℃，最低可到40℃。

烟气的露点温度大约是58℃左右，其只要接触到低于露点温度的介质，就会冷凝成水，释放出大量的热量。其热量是由两部分组成：

(一)物理显热：通过降低烟温来实现，排烟温度可控制在70～80℃。经过测试，降低烟温20～50℃，可提高锅炉热效率1～3%;

(二)汽化潜热：通过水蒸气冷凝成水的相变来实现，经过测试可提高锅炉热效率3～5%。两者综合可提高锅炉热效率3～8%。

燃气锅炉本身的热效率已经达到90%，如再通过改造锅炉本体来提高热效率将得不偿失，事倍功半。通过采用烟气冷凝热能回收系统，在不影响锅炉本身热效率的前提下，再提高锅炉热效率3～8%，将是一种投入最低、收益最大的节能方式。

3.3供暖系统水力平衡

供热系统能耗的高低，不仅取决于热源，而且与整个管网系统有关。在供暖系统中，普遍存在着水力失调的问题，水力失调造成系统冷热不均，距离热源较近的用户，室内温度较高，距离远的用户室内温度偏低。为保证远端用户室内温度，不得不提高管网供水温度和加大循环水量，不但很难保证供暖质量，而且造成巨大浪费。

通过实际测试，往往近端用户单位流量是远端用户单位流量的数倍，为使远端用户达到16℃，近端用户室温已经超过20℃，甚至开窗户造成能源浪费。因此通过实践，经过水力平衡调试可以节约能源10%左右。

3.4燃气锅炉房供热集中控制系统：

燃油(气)锅炉的热效率比燃煤锅炉要高得多，一般可达到92%以上(大气式燃烧的模块锅炉除外)，但锅炉厂家所提供的锅炉热效率是在额定负荷下的热效率，当锅炉运行工况偏离设计点时，锅炉的热效率是变化的。目前，进口锅炉一般可以提供出锅炉热效率随负荷变化曲线或数据，但国产锅炉很难提供出锅炉热效率随负荷变化曲线或数据。在实际运行中，外界所需热负荷始终是变化的，运行的锅炉不可能恒定在最佳工况点定负荷运行。

在锅炉房设计中不仅要选择热效率高的锅炉，同时也要采取措施提高锅炉房的总热效率。多台并联运行的锅炉通过群控来提高锅炉房总热效率是必要的。所谓群控就是根据外界所需热负荷的变化合理确定锅炉运行的台数，科学分配各运行锅炉的运行热负荷，尽量使每台锅炉都在最佳工况点运行，从而提高锅炉房总热效率。

对于不进行群控的多台并联运行的锅炉，当外界所需负荷变化时，运行锅炉则同时降负荷，同时升负荷，使每台锅炉都不在最佳工况点运行，势必造成锅炉房总热效率不高，甚至比不上安装模块锅炉的锅炉房。

3.5分时分区控制：

通过对住宅、办公区域采取分时、分区控制其室内温度，达到按需供热的目的，能够很好的节约能源。对于区域供热范围，有办公和学校建筑的应当按照需要进行供热，减少浪费。

3.6一水多用，节约资源

在锅炉房设计中采取措施，使各系统的排水根据其特性充分重复利用，主要节水措施有：

除向蒸汽用户供应蒸汽外，其他热水用户的热交换器系统均设置在锅炉房，一方面便于集中管理，减少运行人员，更重要的是全部回收凝结水，减少水量和热量的损失;

对于锅炉房外蒸汽用户要求其采取闭式凝结水回收装置回收蒸汽凝结水，以保证凝结水的量与质;

蒸汽锅炉的连续排污水进入连续排污扩容器，其二次汽进入热力除氧器，高温热水排入采暖系统补水箱作为采暖系统的补充水

4.锅炉“煤改气”内容和方法

4.1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。

4.2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。

4.3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。

总结

燃煤锅炉供热已有几十年历史，而燃气锅炉供热从九十年代才开始启动，实际运行只有几年的历史，在设计和运行等方面皆缺乏经验，问题较多。

西安的燃气能源形势已经变得越来越严峻，以至于如何合理地节约使用现有能源已经到了迫在眉睫的程度。通过上面所列举的节能措施，可以看出使用燃气锅炉房节能系统还有很多工作要做。如能在社会普遍采用燃气供热节能系统，将会带来可观的经济效益和社会效益

参考文献：

燃煤工业锅炉燃气改造分析

尚磊，赵强 太原科技

2009年第1期 锅炉原理及计算 冯骏凯、沈幼庭主编 科学出版社1992 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 中小型燃气锅炉房 中国建筑工业出版社1988

第三篇：锅炉供热节能措施技术总结

锅炉是我国耗能最多的设备之一，每年消耗的能源约占整个国家能源消耗的三分之一。锅炉耗能是为了生产二次能源——蒸汽或热水。蒸汽或热水是通过热力管网送往各种用热设备。锅炉、管网和用热设备组成了热力系统，该系统的能源利用率等于锅炉热效率、管网热效率和用热设备热效率的乘积。由此可见，锅炉耗能的大小不仅决定于本身热效率的高低，而且也决定于热力系统的能源利用率。因此，节省锅炉耗能必需从锅炉、管网和用热设备三方面系统地考虑。

许多企事业单位只重视锅炉本身的技术改造，提高出力和热效率，而对能量的综合利用考虑得较少，忽视了管网和用热设备的滴漏散热，结果是锅炉愈改愈大，热效率虽有很大的提高，但耗能却很多，能源利用率不高。因此，要提高锅炉的能源利用率，除了要提高工业锅炉本身的热效率外，还要实行锅炉的供热系统节能、软件节能与硬件节能相结合的全方位节能策略。

软件节能要重视并抓好燃料供应管理和运行操作人员的培训工作。让燃料去适应锅炉，比改造锅炉见效快投资少，应作为节能的主要措施。应有技术人员负责锅炉、管网和用热设备的管理。司炉工应进行操作培训，经锅炉安全监察部门考试合格，发给操作证明后方可上岗。

硬件节能包括燃料加工(原燃的洗选、混配、筛分、破碎、成型煤等)，采用新工艺、新设备，改造旧工艺、旧设备等。改进管网和用热设备基础上，对锅炉的容量和热效率提出合理的要求，避免改造锅炉或更新的盲目性。

所以锅炉的节能主攻方向应放在锅炉、管网和用热设备组成的供热系统上。

一、管道保温

蒸汽管道、热水管道及各种用热设备都会向周围的空气散失热量，另外为了安全的目的，必须对输汽、水管道保温。

保温用绝热材料应符合以下要求：

1)导热系数低、绝热性能好。导热系数λ<0.12千卡/米.时.℃

2)管内介质达到最高温度时，性能仍较稳定，而且机械性能良好，一般抗压强度不低于3公斤/厘米2。

3)当热介质温度大于120℃时，保温材料不应含有有机物和可燃物。只有当介质温度在80℃以下时，保温材料内可含有有机物。

4)保温材料要求吸湿性小，对管壁无腐蚀，易于制造成型，便于安装。 符合上述要求的保温材料有膨胀珍珠岩、碱玻璃纤维、泡沫塑料、石棉和矿渣棉等。

保温层的厚度一般按以下原则确定：

1)保证管道的热损失在规定值以下。

2)保温层表面温度不超过55～60℃。

3)保温层的经济厚度为应使保温层的费用及热损失折合为燃料费用之和最小。 为减少蒸汽管道的散热损失，应尽可能采用小的管径，并缩短输送距离，同时应使其压降较小。在输送蒸汽前将汽压降低到最低必须的数值。如压降较大，则应利用其作功。对于动力装置，应采用高温高压蒸汽;对于工艺用汽，应采用低压和小的过热度。对供热设备和管道进行良好的保温是重要的节能措施。

二、利用好热水供暖

热水供暖可以节约大量燃料20～40%。因为它没有凝结水和二次蒸发损失。其次，热水供暖管道散热损失小。蒸汽供暖管道漏汽损失较大。蒸汽锅炉需要连续和定期排污，而热水锅炉只需少量的定期排污。最后，热水供暖可根

据室外环境温度的变化，灵活地对热水进行质量调节，达到既节约燃料又保证供热质量的要求。

热水采暖的缺点是外部管网的投资比蒸汽供暖要大，尤其是供水和回水的温差较少时更为显著。热水采暖循环泵的容量大，消耗电能多，增加了运行费用。随着供热半径的扩大，提高供水温度是必然趋势。提高供回水温差可减少循环水量，降低管网费用，节省电能。但是大多数单位实际采用的供水温度多低于100℃，根据我国目前条件，应提高供水温度130℃系统的运行管理水平，有重点地推广150℃。将区域锅炉房的供回水温差提高到0～60℃是可能的。设计管网时，选用经济比压降，使热网费用最小。对于集中供热的干管，经济比压降值约为40～60pa，支管内的比压降为200～300pa。管内流速推荐1.5m/s，但不得低于0.67m/s，以免流速过低造成管道弯曲，引起过大的热应力。 它由热源、热网和热用户组成。

三、热管换热器回收锅炉烟道余热

热管是一种高效传热元件，由热管组成的换热器体积小、重量轻、传热功率大，流动阻力小等许多优点。热管换热器属于热流体互不接触的表面式换热器，作为锅炉的尾部受热面，可充分利用锅炉的排烟余热，提高锅炉效率，节约能源。可用作为热管空气预热器、热管式省煤器和热管式热水器。热管式空气预热器用来加热燃烧用的空气，不仅可以降低排烟损失，而且采用热空气可大大加强燃烧，能有效地降低灰渣含炭量和化学不完全燃烧损失，因此可大大提高工业锅炉效率。热管省煤器用来加热锅炉给水，热管热水器用来加热生产和生活用的热水，都可以提高能源的利用率，应用也很普遍。

四、蒸汽蓄热器

蒸汽蓄热器是利用水的蓄热能力把热能储存起来的一种装置，它是由蓄热器本体和控制蒸汽进出自动调节阀两个主要部分组成的。

当蒸汽使用量不大时，将剩余蒸汽以通过喷嘴进入容器，使蓄热器内的水温和压力逐渐上升，直到额定压力下的饱和温度，完成热能的储存。当蒸汽使用量增大时，就由蓄热器供汽，蓄热器内的压力就下降。蓄热器的工作压力受锅炉压力的限制，当锅炉额定压力与汽压有很大的压差时，蓄热器单位容积所产生的蒸汽量就多，使用蓄热器的经济效益就高。在采用蓄热器时，宜选用工作压力较高的锅炉，用汽部门按不同压力分类，分别配置蒸汽管路，以提高蓄热器工作的经济性。

综上所述，锅炉的节能有系统节能、软件节能与硬件节能相结合等措施。我们要有效地利用蒸汽，回收和利用余热蒸汽。对各种管道进行保温，利用热管换热器、蒸汽蓄热器等装置进行节能。只要真正重视能源的节约和合理利用，采取各种有效措施，就可不断地提高工业锅炉的能源利用率，使有限的能源，发挥更大的作用，为国民经济的发展奠定坚实的物质基础。

第四篇：锅炉分场节能降耗措施

1、做好分场节能降耗工作动员，从节约一滴水、油、电、煤做起，努力降低各项生产消耗。

2、加强煤场管理工作，合理储存、堆放、取用，做好新煤和旧煤、高热煤及混合煤的掺配工作。通过合理掺配有效提高锅炉的燃烧稳定性和燃煤利用率，降低煤耗。

3、加强锅炉燃烧调整，掌握锅炉低负荷稳燃调节技术，减少锅炉稳燃用油，控制好锅炉运行的烟气含氧量，降低锅炉排烟温度，减少排烟热损失，提高锅炉燃烧效率，确保锅炉稳定经济运行。

4、可通过技改增加锅炉底部邻炉加热装置，缩短锅炉启动时间，降低启炉用油。

5、煤粉锅炉启动时，在热风温度达到要求后，应及时投入制粉系统，保证制粉出力，缩短升温升压时间，以便尽早建立稳定燃烧工况，降低启炉用油。

6、锅炉运行中保证制粉系统磨煤机运行工况在最佳状态，在煤粉细度规定值内保证最大给煤量及通风量，保证磨煤机最大出力。运行时不应当通过开冷风来对磨煤机出口温度进行控制。若出口温度过高或过低，应通过调节给煤控制。

7、锅炉油枪改用2.0mm小口径雾化片，稳定控制燃油压力1.3---2.0Mpa范围内，在保证雾化效果的同时，有效节约锅炉启动、稳燃用油。

8、加强燃烧调整，保证脱硫、脱硝数据在经济合理范围内，建立脱硫脱硝数据定期校验工作，掌握各环保数据变化与脱硫剂、氨水的变化曲线，降低石灰石粉、氨水的消耗量。

9、通过燃烧调整将飞灰可燃物煤粉炉控制在3%以下,流化床锅炉控制在5%以下，降低机械不完全燃烧热损失。

10、凡有设备出现泄漏，必须在最近一次具备消缺检修条件时进行处理，消除设备内、外漏，避免汽水及各种原材料的损失。

11、锅炉运行积极主动联系水质化验员，及时掌握锅炉水质，调整好锅炉连续排污量，减少不必要的炉水外排，减少热、水损失。

12、消防池内潜水泵保证正常备用，及时启泵回收#6炉冷取水回水，防止外排。

13、锅炉分场环境卫生冲洗水改接高压冲渣水或用污水站二次利用水，各炉段冲渣水母管加装冲洗水接口，杜绝利用新水，达到节水目的。

锅炉分场

2016.2.2

第五篇：燃煤蒸汽锅炉改造为燃气锅炉

作者： 来源： 发表时间：2013-11-18

燃煤蒸汽锅炉改造为燃气锅炉设计方案

设计单位：廊坊市晋盛节能技术服务有限公司

前言

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，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) 96.4Kw

2、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。 改造工程费用预算

序号 项目名称 型号 数量 金额 备注 1 燃烧器 GP-700M DN100 1 18.90 2 燃气阀组 DN100 1 6.5 3 电控柜 GKF-10-Q 1 3.4 4 锅炉拆除 1 1.6 5 改造材料 8.3 6 改造工费 12.6 7 检验费 1 8 小计 52.30 注:若引风改造为变频控制，加炉膛负压调节控制器, 另增加费用3.4万元整。

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 8000kcal/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 1700ОC

2、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 ≥8000kcal/Nm3 ③ 流量：80 Nm3/吨蒸汽.h

3、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：

设备材料 规格 数量 造价 调压计量柜 1000 Nm3/h 1台 10万 PE管 DR160 100米 2万 钢管 D159X4.5 30 0.6万 钢管 D89X3.5 20 0.36万 钢管 D57X3.5 20 0.24万 阀门(埋地) D150 1 0.4万 阀门(室内) DN80 2 0.4万 阀门(室内) DN50 2 0.16万 燃气报警系统 3路 0.60万 工程安装 2万 总计 16.76万

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460元(煤炭的价格有不断上升趋势，且购销渠道不畅通，为控制目前的能源烂采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8000kcal/ Nm3，每立方天然气价格为2.0元，按天然气消耗量每吨蒸汽耗气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 燃煤锅炉 燃气锅炉 1 产生费用项目

消耗量 单价(元) 价格(元) 消耗量 单价(元) 价格(元) 燃料耗费 0.2t 660 132 80Nm3 2.9 232 2 电力耗费(风系统、煤系统、灰渣系统)

消耗量 9.6Kwh 2.2Kwh 单价(元) 0.58 0.58 价格(元) 5.57 1.28 3 灰渣清除(人力、运费) 3万元/年 1.5元 0元 4 环保费 10万/年 5元 0元 5 人力成本 6人 2万元/人.年 2万元/人.年

6元1人 1元 小计 150.07 234.28 从以上比较可以看出，燃气锅炉房的运行费用稍高于燃煤锅炉，但燃气锅炉可以大大改善工作环境，降低劳动强度，提高企业品位。且随着国家环境保护政策、能源政策的发展趋势，燃气锅炉的运行费用较燃煤锅炉有非常大的下降空间，因此，该锅炉非常适宜于改为燃气锅炉。