燃油锅炉改烧天然气应用探究.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2024 年 01 月 19 日 作者简介：刘冰雪（1996），女，汉族，新疆昌吉人，本科，中石化天津分公司南港烯烃部，助理工程师，研究方向为热电锅炉专业。-30-燃油锅炉改烧天然气应用探究 刘冰雪 中石化天津石油化工有限公司，天津 300271 摘要：摘要：近年来，随着环境与能源安全问题的突出，世界各国纷纷提出了能源转型与清洁能源发展的新要求。在工业生产中，燃料锅炉是一种普遍使用的供暖装置，而其燃烧过程中所产生的尾气会给环境带来很大的危害。为降低环境污染，提高能源利用率，很多企业都在考虑把传统的燃油锅炉改为以燃气为燃料的锅炉。基于此，本文旨在对燃油锅炉改烧天然气的应用进行详细分析。首先介绍燃油锅炉改造的背景和必要性，其次探讨燃油锅炉改烧天然气的技术方案和操作要点，最后探讨其经济效益分析，以供业内相关人士借鉴及参考。关键词：关键词：燃油锅炉；天然气；应用 中图分类号：中图分类号：TK229.7 0 引言 燃油锅炉是一种常见的供热设备，但由于燃油燃烧产生的污染物排放问题，近年来在一些地区已经被禁止使用。为了解决这一问题，将燃油锅炉改为烧天然气已经成为了一种常见的解决方案。1 燃油锅炉改造的背景和必要性 油炉是一种常见的供暖设备，它利用燃油作为燃料，靠燃烧的方式发电。但是，燃油在燃烧时会释放出大量有害气体和颗粒物，这对环境和空气质量都有很大的影响。因此，许多国家和地区纷纷开发利用天然气作为燃料的锅炉。从必要性的观点出发，第一个问题是，有必要考虑到环境问题。通过掺烧天然气，使二氧化硫、氮氧化物和其他有害气体的排放大大减少。天然气作为一种新型燃料，其主要特点是在燃料中只产生少量的硫化物和少量的 NOx，因此，采用天然气替代天然气，将是改善空气质量和减少环境污染的有效途径。二是要保证我国的能源安全.油气资源相对丰富.以天然气为燃料，可以减少对石油的依赖，提高能源供应的稳定性和安全性。三是经济效益。天然气价格低廉，改为天然气可节约供暖成本。此外，由于其燃烧效率高，可有效提高能源利用效率，减少能源消耗。四是政策支持。世界各国和地区纷纷出台相关政策法规，从经济激励、补贴、环保等多个角度对燃油锅炉进行技术改造，为其发展提供政策支持与市场需求。2 燃油锅炉改烧天然气技术方案 2.1 燃油锅炉改造过程 首先应对现行燃油锅炉的性能进行评估，以确定其燃烧天然气的适应性。测试内容主要是对锅炉的结构、燃烧、控制等方面进行测试，确保设备在使用过程中处于良好状态。对燃油锅炉进行改造，其核心内容是采用适合天然气燃烧的燃烧器。天然气燃烧器的结构和燃烧特性不同，要根据具体情况选择合适的燃烧器。其次，便是管道改造。以燃气为燃料的燃料锅炉，需要对其输送管道进行改造。先是要拆除原有的燃油供给管道，然后再安装一个新的。管道的设计和安装要符合相关的安全规范和标准。烧嘴和管道安装完成后，要进行配线试车。包括煤气管道、点火装置、控制装置等各部分的联接，确保各部件均能正常工作。通过调节燃烧器、调节供气量、点火方式等，可获得较好的燃烧效果和稳定燃烧效果。为确保锅炉和燃烧系统的安全运行，必须对其进行安全检测。为确保锅炉在运行中的安全性，对其进行了气体泄漏检测、燃烧效率检测和排放监控等方面的检测。2.2 天然气燃烧技术 燃油锅炉改烧天然气的技术方案中，天然气燃烧技术是其中的关键内容。天然气燃烧工艺的特点主要包括以下几个方面：燃烧器的设计：天然气燃烧器的设计是燃油锅炉改造的核心。为了使煤气充分燃烧，提高燃烧效率，必须结合锅炉的实际工况，对其进行中国科技期刊数据库 工业 A-31-合理的设计。同时为了保证燃料的平稳燃烧，提高能源的利用率，需要综合考虑供气量、气压、气体与空气的混合模式。燃烧控制系统：在燃料锅炉的改造中，天然气燃烧控制是一个非常关键的环节。燃烧控制系统需要精确地控制空气供给、点火、燃烧等各个环节。通过调节供气量、供气量和点火方式等因素，实现了天然气的稳定燃烧，获得了理想的燃烧结果。同时，为了保证锅炉的安全运行，必须具备对煤气泄露、火焰异常等异常情况的监测。燃烧优化技术：燃烧优化是实现天然气高效、节能减排的重要途径。通过调节供气量、供气量及燃烧参数，可使燃气充分燃烧，降低生成物生成。燃烧优化能够有效地改善燃烧室内的温度场、氧浓度场，减少 NOx、CO 等污染物的产生。废气治理技术：当天然气燃烧时，会产生一些污染物，如氮氧化物和二氧化碳。为了满足环境的要求，需要采用尾气处理技术来处理。现有的尾气处理方法主要有：选择性催化还原（SCR）、烟气回收（FGR）、助燃空气加热（FGR）等。3 改造注意事项 3.1 设备适配性评估 在将燃油锅炉改为燃烧天然气后，对其进行适应性评价是一项十分重要的工作。设备适应性评价则是对锅炉结构、燃烧系统及控制系统的检测与评价，以保证系统的正常运行。（1）锅炉结构评估：首先要从锅炉的结构上来判断其是否可以用来烧天然气。通过分析燃烧室的结构，换热面积，热负荷。如果锅炉的结构不适合用来燃烧天然气，则应该考虑更换或采取其他措施。（2）燃烧系统评估：在燃油锅炉技术改造中，燃烧系统是一个非常关键的环节，必须对其性能进行评价。评价的内容主要有燃烧器的型式、形状及大小、燃烧风扇的特性等。若不能采用燃气燃烧方式进行燃烧，应对燃烧装置进行改造，或对燃烧系统进行重新设计。（3）控制系统评估：作为一种新型的燃料锅炉，在其改造中，其性能的评估是必不可少的。分析了该系统的类型、控制方式及参数。如果不能满足燃烧天然气的需要，则需要更换控制系统，或者重新设计。（4）管道评估：以燃气为燃料的燃料锅炉在使用过程中，需要对其输送管道进行评估。注重评估管道的材料、管径和弯曲度。如果不能转换成可供使用的气体，则需要重新设计或更换管道。（5）安全评估：将燃料锅炉改为燃烧天然气，必须对其进行安全性评价。其主要内容有煤气泄漏危险性、煤气燃烧安全性、煤气与空气的掺混状况。对可能出现的安全问题，要有针对性地进行处理。3.2 管道改造与连接（1）管道材质选择：天然气是一种具有较高压力的可燃气体，选择合适的原料十分重要。一般来说，最常用的材料是钢管，不锈钢和铜管。根据天然气的特性，选择抗压耐腐蚀的材料是确保管道安全运行的关键。（2）管道尺寸设计：天然气管道的管径应根据供气量、管径和压损等因素来确定。输气管道直径的选择直接关系到供气的稳定性和燃气的燃烧效果。通常情况下，直径越大，损失越小，供气能力越好。（3）管道布局设计：管道布局时，要考虑各种因素，如供气方向、管道方向和节点布局等。为减小管道阻力，应尽量减小管道的弯曲、分叉。同时，管道布局应符合安全要求，避免与其他设备和结构发生碰撞。（4）管道连接方式：管道连接方式的选择要根据管道材质和使用环境来确定。常见的管道连接方式有焊接、螺纹连接和法兰连接等。焊接连接适用于钢管和不锈钢管等材质，可以提供较高的密封性和强度。螺纹连接适用于较小直径的管道，连接简便但密封性较差。法兰连接适用于大直径的管道，连接牢固但安装较复杂。（5）管道安全措施：在新建、接续管道过程中，为了确保工程的安全，应采取一系列安全保护措施。例如，在切割管道时，应使用专用工具，避免产生电火花及刺激性物质。在焊接过程中，应注意防火，通风，避免有害气体的生成，避免引起火灾。同时，应对管道进行气密性测试，确保管道不发生泄漏。3.3 控制系统调整（1）燃气阀门调整：气阀是供气系统中的一个重要组成部分，其调节要恰当。在调节煤气阀时，要根据气体的流量、压力来适当地调节。为了保证天然气的充足供给及良好的燃烧效果，在保证天然气的稳定供给的前提下，还应兼顾燃料的稳定与燃烧的效果。中国科技期刊数据库 工业 A-32-（2）燃烧控制器调整：燃烧控制器作为控制燃烧过程的核心，必须对其进行合理调节。在调节燃烧调节器时，要充分考虑燃料的需要，并结合气体的特点，对其进行合理的调节。在此基础上，应对发动机进行优化设计，提高了发动机的性能，满足了环境保护的要求。（3）温度控制器调整：温度控制器是控制锅炉温度的关键部件，需要进行适当的调整。在调整温度控制器时，应根据锅炉的热负荷和燃气的供应进行合理的设定。同时，还需要考虑锅炉的安全性和热效率，以确保温度控制器的正常运行和安全要求。（4）自动控制系统调整：在燃料锅炉改造中，自控系统是一个非常重要的环节，必须对其进行相应的调试。在对自控系统进行调节时，要考虑到锅炉的工作状况及供气情况，对其进行合理的调节。同时，还需要考虑自动控制系统的可靠性和安全性，以确保自动控制系统的正常运行和安全要求。4 检测与维护 4.1 改造后的检测要求 为了保证锅炉安全高效地运行，对其进行了技改，以确保其安全、高效、符合相关环保要求。一是对锅炉进行安全检测，确保锅炉在运行过程中能发挥应有的作用。安全检查包括：检查锅炉的构造、连接、运行、供应等。在这些问题中，应特别注意燃气泄露、燃烧不稳定、燃烧室温度偏高等。二是测定煤粉的燃烧性能。为了更好地利用天然气，需要对其进行燃烧特性试验。燃烧特性的测试，包括充分燃烧度，氧含量，CO2,CO 等。通过对其燃烧特性的测定，可以对天然气的使用情况做出评估，以便合理利用天然气，减少能源浪费。三是环境污染状况的监控。为确保新建成的锅炉排放符合相关环境要求，对新锅炉进行了环境检测。环境尾气监控是指对机动车尾气中微粒、氮氧化物、二氧化硫等有害气体的浓度进行监控。通过对大气中有害气体的检测，可以对大气中的污染物进行有效的监控，实现对环境的保护，减少大气污染。四是试验了自动控制系统。为了确保锅炉的稳定、可靠地工作，有必要对其自动控制系统进行试验。自动控制系统主要实现燃气阀的启闭实验，燃烧器的启动与停机实验，温度调节装置的调试。采用自动控制系统对锅炉进行监测，能有效地评价其自动化程度，提高生产效率，减少人为误差。4.2 维护与保养措施（1）清洁锅炉：定期清洁锅炉是维护和保养的基本措施之一。清洁锅炉包括清除燃烧室内的积灰、烟道内的积碳以及锅炉表面的污垢等。清洁锅炉可以提高热传导效率，减少能源浪费，延长锅炉的使用寿命。（2）检查管道和阀门：定期检查锅炉的管道和阀门，确保其连接牢固、无泄漏现象。特别需要关注的是燃气管道和燃气阀门，确保燃气的供应安全可靠。同时，还需要检查水管道和水阀门，确保水的供应和循环畅通。（3）检查燃烧器：定期检查燃烧器，确保其燃烧效果良好。检查燃烧器包括清洁燃烧器的喷嘴，调整燃烧器的火焰形态，检查燃烧器的点火和熄火等。通过定期检查燃烧器，可以保证燃烧效率和燃烧稳定性，减少燃气的浪费和排放。（4）检查温度控制器：定期检查温度控制器，确保其准确、可靠地控制锅炉的温度。检查温度控制器包括校准温度传感器、调节温度控制器的参数、检查温度控制器的工作状态等。通过定期检查温度控制器，可以确保锅炉的温度稳定，保证供热的质量和舒适度。5 经济效益分析 5.1 燃料成本比较 从燃料锅炉向燃气锅炉过渡到燃气锅炉，燃油成本的测算要综合考虑燃油成本、锅炉燃烧效率、燃油供应方式等诸多因素。汽油和天然气的价格随地理位置和时段的不同而不同。一般来说，天然气会更便宜，而汽油会更昂贵。因此，使用天然气代替燃油锅炉，可以节省燃油成本。并对各种燃料的应用进行了分析，得出了不同的燃烧模式对燃料经济性的影响。天然气的燃烧效率相对较高，但其燃料性能较差。所以，用天然气代替燃油锅炉，可以提高燃油的燃烧效率，降低燃油成本。能源的供应，主要是依靠运输，比如管道之类。燃气供应方式受到各种因素的影响，如天气和其他因素，供应比较稳定。所以，使用天然气代替燃油锅炉，可以降低燃气供应的不稳定性，提高供热的可靠性。由油炉改为煤气炉，需要更换燃烧器，管道和阀门。燃料转换成本会对燃料成本产生影响。总体而言，燃料转换率下降，但对燃料成本影响较小。中国科技期刊数据库 工业 A-33-5.2 维护费用与设备寿命 燃料锅炉改为天然气后，维护费用大大降低。采用天然气作为燃料的锅炉，其燃烧效率高，燃烧时污染物少，因此，对其燃烧室和烟道进行了清洁处理。此外，因为煤气供应较为稳定，因此不需要频繁地更换滤清器等装置，降低了维护费用。采用天然气作为燃料的燃料锅炉，其设备寿命一般都得到了延长。采用天然气作为燃料的锅炉，采用天然气作为燃料，可以大大提高燃烧效率，减少污染物的排放量，减少锅炉积碳和积灰等问题，延长锅炉的使用寿命。同时，由于稳定的供气，减少了因燃料不稳定造成的锅炉损坏，延长了设备的使用寿命。值得注意的是，换用天然气燃料的燃料锅炉，其维护费用和设备寿命还受其他因素的影响。例如，装备的品质、维护水平、工作环境等等，都会对装备的维护费用产生一定的影响。因此，在改用天然气的情况下，必须对燃料锅炉进行定期检修，才能确保它的正常运行，延长它的使用寿命。6 结束语 综上所述，燃油锅炉改烧天然气是一种可行的解决方案，在环境和经济方面都具有显著的优势。随着环保意识的不断提高和政策的不断推进，燃油锅炉改造将会成为未来的趋势。在实际应用中，需要注意技术方案的细节和改造后的检测和维护工作，以确保改造后的设备稳定运行和达到预期的效果。参考文献 1关博欣.燃油锅炉改造天然气锅炉的优势分析J.河南科技,2022(12):51-54.2王万顶.燃油(天然气)亚临界锅炉的二次风系统管理J.冶金动力,2019(02):53-55.3饶征.天然气替代锅炉燃油在九江石化的应用J.化工管理,2015(21):97.4侯建强,王来明.循环流化床锅炉改燃油点火为天然气点火小结J.中氮肥,2012(06):49-50.