煤炉改油气炉，提升锅炉安全性

煤炉改油气炉的新思路

葛升群　张晓明

陕西省锅炉压力容器检验所

1　前　言

陕北天然气已经抵达西安、铜川等城市。很多以前使用燃煤的锅炉或炉灶都面临着改造的任务，这一问题看似简单，实际上涉及的方方面面是比较复杂的。首先天然气和煤燃料相比具有特殊的燃料特性，其次，一部分人对此没有思想上的充分认识。有鉴于此，对燃煤炉改燃气我们应该确定以下原则：

（1）燃煤锅炉改燃气首要的问题是安全第一。

（2）从实际出发，应实施不同的方案来改造量大面广的燃煤炉。

第一个原则容易理解，为保证安全要在保证锅炉或灶具良好的使用性能的基础上尽量采取可靠的安全措施，对燃气量大于2.5Nm³/h的燃气装置至少应配备简易的燃气安全阀，还应具有可靠的点火程序控制和熄火保护装置。

第二个原则存在很多技术问题，关键的一点是要具体情况具体分析，目前各种各样的生活炉灶、生活锅炉、工业锅炉都有待改造，但应根据具体情况采用不同的改造方法。本文拟根据目前炉灶的分布情况讨论一下燃煤改燃气的一种方案设想，不当之处，请批评指正。

2　改造方案的设想

2.1　燃煤工业锅炉

燃煤工业锅炉因为拥有良好的水质处理设备，因此使用寿命一般为20～30a，而且其结构还可以通过重新计算设计进行适当改造，可以在保证锅炉使用性能的基础上达到节能的效果。因此，通过结构改造和选择一定品牌的燃烧器相配合可以很好地完成改造。改造时，原来的燃煤燃烧装置，如链条炉排等，或拆除或保留都可以，若保留原来的燃煤燃烧装置，应在燃烧装置上放置耐火材料并密封，此时燃烧器一般只能前墙布置，若拆除燃煤燃烧装置，可在炉底布置自行设计的燃烧炉床式燃烧器，炉拱一般可以维持原状。在选择燃烧器时，可以采用集成程度较高的成套燃烧器，这种燃烧器带有非常完善的自动控制装置，通过对锅炉供热量或出力的计算来选择燃烧器的型号和决定受热面的多少。很多燃烧器在燃烧天然气方面具有特有的安全措施和节能保证，这种燃烧器燃烧性能稳定，燃烧可靠，自动控制容易实现。实际选择时，也可以分别选择燃烧器的燃烧头配不同的风机来适应不同烟风阻力的要求，这种燃烧器的成本一般较高。除此之外，也可以自行设计简易的燃气燃烧器，应根据燃气的特性，供气压力选择不同种类的燃烧器，燃烧天然气一般采用预混式燃烧器，便于燃烧完全和获得较高燃烧温度。

2.2　小型燃煤常压生活锅炉

小型燃煤常压热水锅炉的改造本质上说谈不上节能的问题，因为这种锅炉的结构在改燃气时无法改动。另外小型燃煤常压热水锅炉因为始终改变不了水中氧气腐蚀的问题，其寿命一般为5～8a，因此已经到了寿命期限的拥有小型燃煤常压热水锅炉的单位应该淘汰此种煤炉直接购买按天然气设计的燃气锅炉。这种按天然气燃料特性设计的燃气锅炉的效率比较高，所选用的天然气燃烧机具有各种自控和保护的强大功能，其安全保证和节能效果非常显著。

如果这种常压燃煤生活锅炉使用时间不长，则可进行简单改造，改造的方案有下列几种：

（1）引射式单喷头、多头孔燃气燃烧器。这种锅炉因为本身造价成本不是很高，若配备先进的鼓风式燃烧机则一台燃烧机的价格和锅炉本体的价格相差不大，很难令用户接受。而如果采用扩散式燃烧器，且不说燃烧强度低，单就其燃烧的火焰长度，一般的立式燃煤常压热水锅炉很难满足，而且火焰温度低，容易产生不完全燃烧。因此这种锅炉的改造只能采用大气引射式燃烧机。这种燃烧机比较容易制造，可根据燃气的压力大小来选择火孔的数目以稳定火焰和防止脱火与回火。鉴于此，陕西省技术监督局常压锅炉质量监督检验站、西安交通大学能动学院锅炉设计研究所联合研制了大容量引射式单喷头、多火孔燃气燃烧器。(www.xing528.com)

（2）使用片式燃气烧头、管式燃气烧头、盘式燃气烧头的燃烧器同样可用来改造小容量的燃煤开水锅炉和小容量的暖、浴炉。

（3）国外进口微压燃气燃烧机。意大利进口的一种燃烧机因其克服的阻力低，常用于热风炉等小型加热炉。这种燃烧机因其自控设备要求简单，造价低，又没有很大的功率克服阻力，价格较一般大功率鼓风式燃烧机便宜30％左右，经济富裕的用户可以采用。此时锅炉采用自然抽风开式系统。

（4）国内自制式大容量鼓风燃烧机。这种燃烧机有3个方面没有过关，分别是：自控设备不过关，燃烧机电机功率太大，噪声大。

2.3　大食堂燃煤灶

对职工食堂、小饭馆、酒店的改造也应全面展开，因为燃煤常压锅炉还能保证一定的效率，而这种燃煤的食堂灶根本就没有什么效率可言。因此陕西省铜川矿务局西安给水设备厂、陕西省技术监督局常压锅炉质量监督检验站、西安交通大学能动学院锅炉设计研究所三家联合研制了引射式多喷头燃气燃烧器。这种燃气燃烧器每个喷头可提供2.5kW～4kW的燃烧功率，燃烧器从4个喷嘴一直到30个喷嘴，提供的热功率从10kW～75kW，一般的食堂灶采用5～10个喷头即可。而且这种燃烧器可以配备先进的自控燃气安全阀，具有熄火自动保护功能，配备有复位键，重新点火需人工操作，具有极高的安全性。除此以外，还可以采用管式燃气烧头、片式燃气烧头，可采用的一些辅助的零配件。这些零配件的兼容性比较好，都是属于标准化产品。

3　对未来的断想

对小型燃煤常压热水锅炉的改造仅仅是一种权宜之计，4～6a以后，这种常压钢制的锅炉就被氧腐蚀的千疮百孔，因为氧腐蚀是一种非均匀性的溃疡性的点蚀，腐蚀以后，钢材本身无法修复，只能淘汰。在对国外的小型锅炉的发展历史进行了解之后可以发现，煤炉改气炉的确不是一件很有前途的事情，既然有丰富的天然气矿藏，就应该去善用它，而不是仅仅将它消耗掉。

基于以上的认识，未来10a内存在以下几个利用油、天然气、煤气作为燃料在小型的锅炉的采暖、洗浴方面的重大革命，沿海的一些锅炉厂目前已经认识到这种革命所预示的未来。这几方面是：

（1）利用油、天然气、煤气作为燃料在小型锅炉的采暖、洗浴一体化。

（2）为避免氧腐蚀正在采用间接式加热方式的锅炉。

（3）大量采用铸铁小型锅炉代替钢制锅炉，其寿命比钢制锅炉增加2倍以上，其效率可提高2％～3％。

（4）部分采用电热锅炉。

（5）锅炉的制造工艺越来越讲究，外观越来越美观。

从现在开始，锅炉制造厂应着手开发和制造具有环保节能效果的燃油燃气锅炉，增加锅炉的品种，而不应该仅仅停留在燃煤炉的燃气改造上，以便赢得更大的未来市场。

（注：该论文发表于《标准计量与质量》1998年第6期）