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10t蒸汽锅炉煤改气方案要点.docx

1、10t蒸汽锅炉煤改气方案要点10t 蒸汽锅炉煤改气方案摘要: 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。本 文详细介绍了煤锅炉改为燃气锅炉应该注意的相关事项。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

2、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

3、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-A H型,20 00 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 额定出力 10t/h2额定工作压力 1.25Mpa3给水温度105 C4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 电能消耗(风系统) 96.4Kw2、改造要求 用户要求将现

4、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

5、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1300C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( 1500mm) 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w 100 x 104cal/m3h2考虑到天然气主要成份为 CH4 ,其燃

6、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 1.051.2 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

7、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1500X48002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

8、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

9、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 进行密圭寸。(11)安装燃烧机:先

10、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。(12)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

11、火,火焰自检,火焰监测,故障熄火报 警停炉联锁。h.燃气咼、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。(13)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。(14)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/

12、21/3,因此节能效果明显。4、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 DN100118.902燃气阀组DN10016.53电控柜GKF-10-Q11.44锅炉拆除11.65改造材料8.36改造工费2.67检验费18小计40.30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 CH4:95.5CmHm:1.0 CO2:0.5 2272热值8000kcal/Nm33物理特性a.标态下密度 0.7435kg/Nm3b.燃烧所需要的空气量 9.64Nm3/ Nm3c.

13、燃烧产物的烟气含尘量 10.648mg/ Nm3d.最低着火温度4000 Ce.理论燃烧温度17000 C2、燃烧器对天然气的参数要求:1天 然 气 供 气 压 力 ( 动 压 ) 1100mmH2O 1500mmH2O2热值 8000kcal/Nm33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

14、用预算:设备材料规格数量造价调压计量柜1000 Nm3/h1台10万PE管DR160100米2万钢管D159X4.5300.6万钢管D89X3.5200.36 万钢管D57X3.5200.24 万阀门(埋地)D15010.4万阀门(室内)DN8020.4万阀门(室内)DN5020.16 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

15、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):燃煤锅炉燃气锅炉序号产生费用项目消耗量单价(元)价格(元)消耗量单价(元)价格(元)1燃料耗费0.2t4609280Nm32.01602电力耗 费(风 系统、煤系统、灰渣系统)9.6Kwh0.585.572.2Kwh0.581.283灰渣清除(人力、运3万元/年1.5元0元4费)环保费10 万 /年5元0元5人力成本6人2万元/人年6元1人2万元/人年1元小计110.07162.28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。

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