尚瑾

摘 要：出于對環(huán)境保護(hù)的要求，傳統(tǒng)的燃煤鍋爐在使用上越來越受到限制，以至于這些燃煤鍋爐被停用，從而造成浪費(fèi)。為了資源的充分利用，本文就對傳統(tǒng)燃煤鍋爐改造為燃?xì)忮仩t的設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析與研究，希望能夠?yàn)槲覈腻仩t改造提供積極作用。

關(guān)鍵詞：鍋爐改造；燃?xì)忮仩t；燃煤鍋爐

相對于燃?xì)忮仩t而言，傳統(tǒng)的燃煤鍋爐由于其除塵和脫硫的效果較差，對環(huán)境的污染也相當(dāng)嚴(yán)重。自從我國實(shí)行“西氣東輸”的工程之后，燃?xì)膺@種較為清潔的能源越來越受到人們的關(guān)注，燃煤鍋爐也逐漸被淘汰。然而，在一些工廠實(shí)施裝備換新之后，之前所使用的燃煤鍋爐卻被擱置不用，從而也造成了一定程度的浪費(fèi)。原有的燃煤鍋爐完全可以將其改造成燃?xì)忮仩t，這樣不僅能夠大大節(jié)約換新的成本，也能夠?qū)崿F(xiàn)對廢物的再利用，符合環(huán)保意義。

1 燃煤鍋爐改成燃?xì)忮仩t的可行性

1.1 環(huán)境效益的可行性

從環(huán)境污染的情況來說，燃煤鍋爐產(chǎn)生的廢氣廢料對生態(tài)環(huán)境影響嚴(yán)重。鍋爐的廢氣就是大氣污染的主要源頭之一。就市面上現(xiàn)在存在的3種鍋爐（燃煤、燃?xì)?、燃油）在廢物廢氣排放上而言，燃?xì)忮仩t在這三者之中都是最為理想的。因此，從環(huán)境效益上，將燃煤鍋爐改造成為燃?xì)忮仩t是科學(xué)可行的。

1.2 技術(shù)上的可行性

盡管從環(huán)境上考慮燃?xì)忮仩t具有相當(dāng)大的優(yōu)越性，但是如果技術(shù)上做不到依舊是空談。而經(jīng)過燃煤鍋爐與燃?xì)忮仩t的對比我們可以知道，這種改造是可行的。原因有以下幾點(diǎn)：

（1）從鍋爐內(nèi)的燃燒物來看，煤的燃燒需要較大的空間，一般的燃煤鍋爐的爐膛容積熱強(qiáng)度都≤1256×103KJ/（h·m?）。而對于燃?xì)舛?，氣體燃燒快且充分，燃?xì)忮仩t的爐膛容積熱強(qiáng)度一般也都在4180×103kJ/（h·m?），所以燃煤鍋爐的爐膛適合燃?xì)獾娜紵?/p>

（2）燃煤鍋爐在其爐膛內(nèi)的傳熱主要是靠焦炭粒、灰粒以及三原子氣體輻射完成，燃?xì)忮仩t的爐膛輻射和燃煤差不多，并且在通過燃?xì)飧脑熘螅€會(huì)去除其中的焦炭粒和灰粒，更具效果。

（3）從放熱形式上來看，燃煤鍋爐的高溫?zé)煔庵饕峭ㄟ^對流的形式進(jìn)行放熱，而燃?xì)庠阱仩t管束當(dāng)中的傳熱與原來的燃煤鍋爐差不多，在將其改造為燃?xì)忮仩t之后，不會(huì)影響到其中的傳熱效果。

2 確定燃?xì)馊紵鞯男褪?/p>

要對燃煤鍋爐進(jìn)行改造，首先就要確定燃?xì)馊紵鞯男褪?，只有在改造之前確定才能夠做相應(yīng)的動(dòng)工。對于燃?xì)馊紵鞫?，我們按照空氣的供給方式可以將其分為三類：鼓風(fēng)式、引射式、自然引風(fēng)式。

這三種燃燒器的型式當(dāng)中，由于鼓風(fēng)式燃?xì)馊紵骶哂薪Y(jié)構(gòu)簡單、制造容易、成本低、能夠充分增加燃?xì)馀c空氣的預(yù)熱溫度，使得鍋爐的燃燒效率增加之外，還有能夠排除燃燒器回火的可能，有充分的負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍，可以使得火焰的高溫區(qū)離開爐墻表面，從而延長鍋爐使用壽命等諸多優(yōu)勢。一般的燃煤鍋爐也都自帶有送風(fēng)機(jī)，所以將一般的燃煤鍋爐改造為鼓風(fēng)式的燃?xì)忮仩t最為合適。

當(dāng)然，對于引射式和自然引風(fēng)式的燃燒器而言，它們的特點(diǎn)除了成本低之外，還不需要鼓風(fēng)設(shè)備，不過卻會(huì)降低爐內(nèi)燃燒溫度，影響燃燒效率。對于一般不具有送風(fēng)設(shè)備的小型燃煤鍋爐將其改造為這兩種燃燒器型式的燃?xì)忮仩t也未為不可。

3 確定燃?xì)馊紵鞯奈恢迷O(shè)計(jì)

在對燃?xì)馊紵鞯奈恢眠M(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)該盡量使其安裝在爐膛側(cè)墻中心的下方。避免火焰直接沖刷鏈條爐排而將其燒壞。具體的燃燒器設(shè)計(jì)高度，可以通過以下關(guān)系式來計(jì)算確定：

以上為在自由紊流射流的燃?xì)饣旌想A段，射流寬度的關(guān)系式，在這其中：

R為射流寬度（m）；

R0為燃燒器噴口半徑（m）；

W0為射流出口的速度（m/s）；

Wm為射流截面軸向速度（m/s）。

從關(guān)系式當(dāng)中，我們可以知道，要使得射流寬度達(dá)到最大，即Wm=0.05W0，將其帶入，可以得到R=66R0。在考慮到爐膛內(nèi)的負(fù)壓會(huì)使得射流發(fā)生向上偏轉(zhuǎn)的可能，實(shí)際上燃燒器的安裝高度用以下公式表示：

式中b為偏轉(zhuǎn)距離，取值范圍為100mm～200mm。

我們以SHL20-2.5/400-AⅡ鍋爐為例來說，其燃燒器的噴口半徑為12mm，b值取150mm。所以通過計(jì)算，該型號(hào)的燃燒器的安裝高度我們?nèi)?40mm。

4 安全措施設(shè)計(jì)

當(dāng)對燃煤鍋爐進(jìn)行改造之后，由于燃料的變化使得改造后的燃?xì)忮仩t存在爆炸的安全隱患。造成安全隱患的原因，我們大概有著幾點(diǎn)原因。首先是在鍋爐點(diǎn)火之前，由于燃?xì)庑孤┻M(jìn)入爐膛內(nèi)部，但是又沒有對爐膛和煙道進(jìn)行吹掃，或者是吹掃過程當(dāng)中風(fēng)量不足，時(shí)間過短，則會(huì)在點(diǎn)火的時(shí)候發(fā)生爆炸；其次就是在鍋爐的運(yùn)行過程當(dāng)中，由于熄火引起的爆炸事故。引起這類事故的原因是由于燃燒器的燃?xì)鈮毫蝻L(fēng)壓波動(dòng)太大，從而導(dǎo)致脫火回火的現(xiàn)象；最后就是在鍋爐燃燒不充分的時(shí)候，燃?xì)膺M(jìn)入到了鍋爐的后煙道，與其中的空氣混合形成易爆的混合氣體，以上3個(gè)方面都是燃?xì)忮仩t發(fā)生爆炸的主要原因。

為了防止這類安全事故的發(fā)生，我們首先要做的有以下幾點(diǎn)。

（1）切忌在燃燒爐內(nèi)無明火的情況下將燃?xì)馑瓦M(jìn)爐膛當(dāng)中。在對鍋爐點(diǎn)或之前，必須將爐膛和煙道當(dāng)中的灰塵與雜物清除干凈。

（2）設(shè)計(jì)燃?xì)忮仩t燃燒系統(tǒng)，使得系統(tǒng)能夠主動(dòng)控制點(diǎn)火、熄火，并有其保護(hù)功能。使得該系統(tǒng)能夠?qū)﹀仩t內(nèi)的燃燒自動(dòng)調(diào)節(jié)。必要的連鎖保護(hù)方面的自動(dòng)化控制。

（3）在燃?xì)忮仩t和煙道上設(shè)計(jì)防爆裝置。

（4）對于鍋爐的燃?xì)庀到y(tǒng)應(yīng)該設(shè)計(jì)放散管，使得鍋爐房的燃?xì)庖肟诳偳袛嚅y入口側(cè)、母管末端、管道和設(shè)備的最高點(diǎn)、燃燒器前等處應(yīng)布置放散點(diǎn)。

5 結(jié)論

總的來說，無論是從環(huán)保角度上還是從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的角度上來看，將燃煤鍋爐改造成燃?xì)忮仩t是確實(shí)可行的。不過我們在對鍋爐進(jìn)行改造的同時(shí)，也要注意其安全問題，從全面著手，實(shí)現(xiàn)對燃煤鍋爐的改造。

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（作者單位：河南省發(fā)展燃?xì)庥邢薰荆?/p>