关键词：燃气锅炉；燃烧系统；节能技术
1.概述
华润电力徐州南区热电有限责任公司位于徐州市云龙区共建路16号，装机规模为燃煤锅炉4台（3×35吨/小时＋1×75 吨/小时）、发电机组3台（1×B3＋1×B6+1×C12汽轮发电机组），总装机容量为2.1万千瓦，供热能力160吨/小时，年供热量46万吨。2018年，为落实徐州市政府关于我公司“煤改气”的环保要求，先期建设三台天然气锅炉，利用原有两台背压机组供热。三台天然气电站锅炉容量为 1×（125t/h+ 55t/h +35t/h ）；
2.燃气锅炉的优势
（1）燃煤锅炉的配套设备中，除尘器、脱硫脱硝设备、输煤设备和出渣设备等在燃气锅炉上都省略了，大大减少了厂用电率。燃气锅炉使用的燃料为天然气，主要成分是甲烷，排放污染物主要为氮氧化物，且不会产生燃煤锅炉的三废（废气，废渣，废水）等额外的生产成本费用。。以江苏省为例，氮氧化物排放指标为100mg/m3，CMES设备主要监控氮氧化物，而燃煤锅炉的排放指标除此之外，还要监控SOx、粉尘等排放指标。燃气锅炉氮氧化物通过调整燃烧器风量与天然气量的配比的手段达到控制目的，燃煤锅炉通过在燃烧中或燃料参配氧化还原物质的手段，达到控制排放指标的目的。
（2）天然气燃料采用管道转运，无需储存，减少了转运、加工设备，同时解决了储存场地的占地及储运中产生的成本、环保问题。目前我国天然气主要来自西气东输线路，通过管道及调压站输送到地方用户。天然气进入厂内通过计量撬减压调节，占地面积小，远程控制操作方便。自动保护设施及泄漏报警装置大大保障了燃气使用的安全性。
（3）新型的燃气锅炉在燃烧运行过程中使用新型节能环保燃烧器,火焰温度控制范围800℃-1000℃,炉膛吸热面设计布置紧凑合理，热辐射、热传导能力更强，炉膛内的温度场分布更加均匀。炉膛换热面吸热能力强，大大增加了能源利用效率。而省煤器、空预期等布置方式经过优化设计后，大大降低了排烟热损失，同时减少了钢材使用量和降低了建设成本。一般情况下，燃气锅炉的热效率在90%以上，甚至达到95%左右。而燃煤锅炉的热效率通常在65％至70％之间，存在化学不完全燃烧损失、机械不完全燃烧损失、灰渣物理热损失等。
（4）燃气锅炉在燃烧时不结渣,腐蚀性忽略不计，设备简单，不会产生“四管”粉尘磨损等设备故障。因为燃气锅炉整个结构设计比较十分简单,在进行检修时,其操作十分方便和快捷,十分显著的优势。因为燃气锅炉没有高低温受热面腐蚀和结渣的现象,所以对受热面管件和空气预热器元件更换寿命可以有效延长。
（5）燃气锅炉的冷却水基本无污染，可以循环利用，可以做到零排放，节约了水资源。在经过省煤器、空预期后，燃气锅炉烟气中的燃烧后的产物水经过冷凝，自烟道下的排污口排至污水回收池，可以再次利用。
（6）燃气锅炉燃烧系统故障率低，热控自动化程度高，地区性供热电站（厂）可根据每日热网负荷灵活调整锅炉负荷，启停程序简单，大大节省了人力物力和时间成本。
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3.燃气锅炉节能环保技术优化
优化环保数据达标排放。以氮氧化物为例，根据各省地区排放指标的不同，为了达到环保数据达标排放，需要优化燃烧器风量配比。影响风量配比的调整因子主要为燃烧器天然气量、一次风量（即炉膛内含氧量）、再循环风量、氮氧化物排放量、噪声值。以江苏省排放指标和实际设备操作为例，一般供热电站控制氮氧化物排放在80-90mg/m3范围即可。燃气量因子影响运营成本，2019年12月份为例，天然气与煤折算标煤等热值后，前者成本是后者的两到四倍。目前我国西气东输的天然气热值基本稳定。一次风量因子影响设备厂用电率，厂用电率是电厂运营的一大成本之一。再循环风量因子主要影响排放烟气中的氮氧化物。优化风量配比的同时，一次风量的调整影响一次风风机与风道上的多只调门，过于追求排放数据完美，将导致风机前后风道内产生涡流，引起喘振、低频噪声等，影响设备安全运行和周围人群的身心健康，噪声污染是不可忽视的因子之一。通过燃烧器BMI控制器优化一次风量、再循环风量、天然气量来控制氮氧化物排放量、噪声值是直接简单的方法。
煤改气后应充分掌握燃气锅炉供热特点，关于锅炉的管理和运行，运行人员无法较快地转换区分燃煤锅炉和燃气锅炉的操作方式，燃气锅炉不能按照燃煤锅炉的运行步骤进行管理和运行，需及时调整颁布新的运行操作规程。首先，有必要了解两者之间的差异，特别是燃烧方式的改变，由改变给煤量调整负荷，转变为由燃气量的大小来调整负荷。其次，锅炉加热过程的速度不同，燃气锅炉和燃煤锅炉是不同的，燃烧器装置程序简单，但实际上只需要燃烧器控制系统来有效控制参数。
提高运行人员节能管理水平，对燃气锅炉系统由了解到全面掌握，通过DCS操作系统，频繁调整炉膛内含氧量和烟气中氮氧化物排放值，BMI程序只负责负荷由零到100%过程中，重要节点参数设定，目前智能程度并不能完全使其他节点线性平滑的升负荷。重要节点外还要靠运行人员积极调整，使之达到最优状态。另积极调整锅炉端除垢剂装置，优化药品使用量和炉水连排定排量，减少水资源和热值浪费，节省生产成本。通过管理策略，调动运行人员积极主动，优化燃气锅炉操作节能环保，也是不可忽视的手段之一。
结束语：
综上所述，燃气锅炉效率高,负荷变化适应性强，结构设计和操作程序简单，无污染。在燃气锅炉燃烧系统实际运行中，通过BMI调整重要负荷节点风量配比,运行人员积极主动调整含氧量等，优化定排连排及排污水热量回收利用等，都是其中十分重要的节能环保技术手段。通过这些节能技术的使用,不但可以达到锅炉的供热目标,同时还能节省资源,有效提升经济效益。
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论文作者:王钦敬
论文发表刊物:《中国电业》2019年 23期
论文发表时间:2020/4/24
标签：燃气锅炉论文; 风量论文; 锅炉论文; 燃煤论文; 氧化物论文; 炉膛论文; 负荷论文; 《中国电业》2019年 23期论文;