0 概述

　　燃煤鍋爐在鍋爐尾氣部分必須加裝脫硫脫硝裝置，極大的增加了燃煤鍋爐的投資和運行成本。隨著國家對油氣資源的大力開發(fā)，更清潔的燃油燃氣鍋爐的發(fā)展進入到了一個新的發(fā)展階段。下面我就燃油蒸汽鍋爐設計和運行中的典型問題與大家探討。

　　1、燃油燃氣鍋爐的發(fā)展優(yōu)勢

　　我國常規(guī)能源資源以煤炭為主，決定了我國能源生產(chǎn)、消費及電力結構以煤炭為主。而我國的大氣污染物排放已嚴重超過了環(huán)境容量，這都要求我們對能源及污染物排放有更高的要求。燃油燃氣鍋爐在鍋爐行業(yè)，特別是在中小型鍋爐上有著獨特的優(yōu)勢。燃油燃氣燃燒器投資少，爐膛熱負荷高，爐膛容積比燃煤鍋爐明顯減小，傳熱效果好，不需要大量的煙氣清潔設備、油氣中灰分很少或者沒有灰分從而對設備磨損很少，設備的維護工作量小、燃油燃氣燃燒污染物排放少等，這些都為燃油燃氣鍋爐的發(fā)展提供了良好的條件。

　　2、燃油燃氣鍋爐的安全與防爆

　　燃油經(jīng)霧化后的油霧以及燃氣均為可燃氣體，當與空氣混合達到一定含量范圍時，均能形成易燃易爆性的混合氣體。因此對燃油燃氣鍋爐的安全及防爆提出了特殊的要求。

　　混合氣體達到最大爆炸含量時，在密閉容器內(nèi)的爆炸壓力，按不同氣體可達到0.75-1.65MPa，水管鍋爐的爐膛及煙氣通道的承壓能力一般能達到幾千Pa，爐膛的承壓能力一般都大于煙氣通道的承壓能力，因此，混合氣體的爆炸會給鍋爐煙氣通道及受熱面結構造成很大的破壞。

　　國內(nèi)外燃油燃氣鍋爐的爐膛和煙氣通道的氣體爆炸事故輕則造成鍋爐爆燃熄火，重則使爐膛和煙道爆裂，引風機損壞，鍋爐房和煙囪受損，甚至造成人員傷亡事故。

　　在所有事故中，以鍋爐點火過程中發(fā)生的事故最多，約占燃油鍋爐爆炸事故的50%以上，約占燃油鍋爐爆炸事故的70%以上.

　　鍋爐點火前，當因某種原因燃油燃氣漏入爐膛，如閥門密封不嚴，誤操作、一次點火不成功等，而又未對爐膛進行吹掃或吹掃時間不夠、風量不夠等，則點火會發(fā)生爆燃。

　　鍋爐運行中由于熄火引起爆炸的事故，燃油鍋爐比較多，應為燃油鍋爐熄火的可能性較大。燃氣鍋爐的這類事故多發(fā)生在燃燒器前由于燃氣壓力或風壓波動較大引起脫火或回火。

　　對于負壓運行的鍋爐，當鍋爐燃燒不良時，可燃氣體進入鍋爐后部煙道，與后部煙道漏入的空氣混合形成爆炸性的氣體，特別是當燃燒器霧化不良時，燃油沒有完全霧化成油氣，而小油滴后隨風粘附到尾部受熱面上，在高溫作用下，可能引起尾部煙道二次燃燒或爆炸，威脅受熱面及人身安全。。

　　由上述可知，要放置爐膛或煙道爆炸，首先要在爐內(nèi)無明火情況下應防止燃料進入爐膛，其次是要保證良好的燃燒。作為預防措施，在點火之前必須仔細吹掃爐膛和煙道，使其內(nèi)可能積存的可燃性氣體及時排除。

　　從安全方面考慮，燃油燃氣鍋爐燃燒系統(tǒng)的自動化是必要的，包括點火程控、熄火保護、燃燒自動調(diào)節(jié)等。每次鍋爐點火失敗時，必須設置自動對爐膛進行吹掃，防止爐膛內(nèi)油氣積存，引起爆燃。

　　為了減輕爐膛和煙道在發(fā)生爆炸的破壞程度，應在燃油燃氣鍋爐的爐膛和煙道上設置防爆門。

在發(fā)生混合氣體爆炸時，防爆門回開啟，泄露出高壓氣體，從而減輕爆炸的破壞程度。

　　針對以上問題，長沙鍋爐廠生產(chǎn)的水管燃油燃氣鍋爐在鍋爐爐膛的頂部設置一重力薄膜式防爆門，重力防爆門用于保持爐膛壓力，薄膜可以防止由于鍋爐運行時煙氣或空氣的泄露而增加的熱損失；在省煤器前的尾部煙道上特設置薄膜式防爆門，尾部煙道發(fā)生爆燃時，可迅速打開，防止尾部爆燃損壞省煤器或煙道。

　　3、燃油燃氣鍋爐的煙氣排放及控制

　　根據(jù)我國最新鍋爐環(huán)保標準GB13271-2014《鍋爐大氣污染物排放標準》規(guī)定：自2014年7月1日起，新建燃油鍋爐污染物排放值為顆粒物30mg/m3，二氧化硫為200 mg/m3，氮氧化物為250 mg/m3；新建燃氣鍋爐污染物排放值為顆粒物20mg/m3，二氧化硫為50 mg/m3，氮氧化物為200 mg/m3；對于重點地區(qū)燃油鍋爐污染物排放值為顆粒物30mg/m3，二氧化硫為100 mg/m3，氮氧化物為200 mg/m3；新建燃氣鍋爐污染物排放值為顆粒物20mg/m3，二氧化硫為50 mg/m3，氮氧化物為150 mg/m3，煙氣黑度為≤1級林格曼黑度

　　對于燃輕油和天然氣鍋爐的灰分含量較少，一般不會產(chǎn)生飛灰磨損，也不需要吹灰設備，重油的含量雖然也不高，但其在燃燒過程中高分子烴可能由于缺氧分解出炭黑，瀝青等成分可能由于缺氧而分解成固體油焦，油焦破裂后產(chǎn)生焦粒，炭黑和焦粒都不易燃盡，引起積灰。

　　燃氣鍋爐的排煙不存在粉塵污染。燃油鍋爐的粉塵污染也比較輕，但燃油鍋爐在燃燒不良時易冒黑煙，黑煙是由于燃油缺氧而分解出的炭黑，油氣是重油的高分子烴在缺氧時易分解。炭黑的粒徑比較小，表面積閥，雖然質(zhì)量比較輕，但看起來較黑，燃油鍋爐只要霧化良好，配風合理，在正常運行時都能達到國家標準。

　　由于脫硫設備成本較高，且增加維護及檢修工作量，燃油鍋爐的二氧化硫排放一般由控制燃油中含硫量及低氧燃燒來達到要求。燃料含硫量小于0.14%，通過合理配風及相應的控制調(diào)節(jié)，控制燃燒過量空氣系數(shù)，使燃油處于低氧燃燒狀態(tài)下，以減少SO3的生成，二氧化硫排放值可達200mg/Nm3以下。燃天然氣鍋爐二氧化硫排放一般都可達到國家要求。氮氧化物的排放控制由燃燒來控制，通過燃燒器控制火焰燃燒溫度、過量空氣系數(shù)或者通過增加煙氣再循環(huán)系統(tǒng)來達到排放標準。

　　4、低溫及高溫腐蝕

　　燃油鍋爐中存在高溫腐蝕，燃油中含有釩、鈉金屬元素的有機鹽類，經(jīng)過燃燒后的氧化物熔點較低，一般在600℃，這些氧化物在爐膛高溫下升華胡，再凝結在相對溫度較低的受熱面上，形成有腐蝕性的高溫積灰。一般防止高溫腐蝕的措施有：（1）增加鎂、鈣的氧化物，能與高溫積灰的成分作用生成高熔點的化合物；（2）選用耐高溫腐蝕性好的材料，一般長沙鍋爐廠過熱器管使用15CrMoG/GB5310或12Cr1MoVG/GB5310材料；（3）涂覆保護膜，在易發(fā)生高溫腐蝕的受熱面上，涂覆陶瓷、碳化硅等涂料，以提高其耐高溫腐蝕性。

　　燃油中的硫在燃燒室生成SO2，SO2在燃燒時會進一步生成SO3。SO3與水蒸汽生產(chǎn)H2SO4，硫酸會大大提高煙氣的露點。當煙氣溫度低于露點時，硫酸就會凝結在受熱面管壁上，腐蝕受熱面。低溫腐蝕一般發(fā)生在尾部受熱面上。為防止低溫腐蝕，我們采用控制煙氣溫度，低氧燃燒器，使用添加劑，采用耐腐蝕材料等方法。根據(jù)TSG G0001-2010《鍋爐節(jié)能技術監(jiān)督管理規(guī)程》的要求：額定蒸發(fā)量≥1t/h的蒸汽鍋爐或額定熱功率≥0.7MW的熱水鍋爐，排煙溫度不高于170℃，故針對含硫量較高的燃油時，煙氣的露點也較高，我們一般取排煙溫度在160-170℃，含硫量較低的燃油煙氣露點稍低，我們排煙溫度可取150-160℃。

　　燃油燃氣鍋爐以其燃燒高效率，設備投資少，節(jié)能環(huán)保等優(yōu)勢，必將發(fā)展的更加系統(tǒng)，更加完善。