论文部分内容阅读
【摘要】本文从主体工程、燃气系统、燃烧系统、热力循环系统、水处理系统、定压补水系统、送风系统、烟气系统等方面全面介绍燃气锅炉的运行情况及原理，系统的阐述了煤改气工程的工作要点。
【关键词】燃气系统；燃烧系统；热力循环系统；热负荷
引言：
“十一五”期间我市各项事业迅猛发展，同时带来了环境承载力下降的问题。为保障“十二五”期间的国民经济可持续发展，减少大气环境污染，改善城市居民生活环境，天津市政府从治理污染大、见效快的燃煤供热锅炉房入手，在“十二五”期间淘汰中心城区及滨海核心区燃煤供热锅炉，为我市的工业发展腾出更多的环境容量。
一、主体工程
本项目为燃气热水锅炉房改造项目，项目位于天津市河东区新泰路和平村内，供热站煤改气工程改造后安装2台14MW燃气热水锅炉及相关热水循环系统、补水系统、水处理系统、送风系统等辅助设施。改造后和平村供热站占地面积不变，锅炉房占地面积和建筑面积均不变，分别为807.53㎡和1740㎡，工程建筑物情况如下：
锅炉房主体标高为15m，房内局部高度为17.3m，内部设置2台14MW燃气热水锅炉。锅炉房为四层结构，局部为五层：一层布置鼓风机房、水泵房、设备间、换热间及配电间；二层主要布置锅炉间及化验室、办公室等辅助设施；三层主要为锅炉间上空及会议室、办公室等设施；四层主要问题会议室、办公室等设施。锅炉房西侧现有45m烟囱保留。
二、辅助配套工程
1、燃气系统
本项目采用天然气作燃料，天然气引自供热站临近现有市政燃气管网系统，根据锅炉房所需燃气量，在锅炉房西侧建设天然气调压柜，由燃气管网系统接入天然气管道至调压柜，柜前管道设计压力为0.06～0.40MPa，调压柜后天然气管道接过来内配燃烧器，管道设计压力为20～30KPa。
本项目共设2台燃气热水过来，根据设计资料，单台14MW燃气锅炉额定用气量为1500m3/h，按照年供暖期121天，年运行2420小时，测算年天然气总用量为726万m3/a。
锅炉运行工艺流程示意图
2、燃烧系统
本工程采用微正压燃气锅炉，采用进口燃烧器，其燃烧系统自带送风系统，锅炉各配有一台鼓风机，燃烧所需的空气经鼓风机由燃烧器与燃气比例调节混合后直接从炉膛前部送入燃烧室燃烧，以保证燃烧安全。燃烧产生的烟气依次经过炉膛、尾部受热面从锅炉排出，锅炉烟气经过烟道，最终由烟囱排向大气。
3、热力循环系统
一级网回水经除雾器及循环水泵送入锅炉。锅炉水进出系统均采用母管制，锅炉出水接入供水母管，再由供水母管供至热网用户。
热网系统采用补水泵定压，补水经软化、除氧后送至一级网循环水泵入口，与一级网回水一同送入锅炉，锅炉的定期排污经母管排入定期排污扩容器，扩容后经冷却排入厂区排水系统，另外为防止突然停电时，网路中产生水击现象，在热网循环水泵的出口管与进口管之间加装旁路，并在旁路管上设逆止阀，以降低循环水泵入口侧的压力。
热水循环系统采用间接供热方式，高温水至供热站经水-水换热器换成低温热水供用户采暖。本工程热网一级管网运行参数：供回水温度选用115/70℃，温差均为45℃；二级管网供热参数：供回水温度选用85/60℃，温差均为25℃，正常运行时通过锅炉的水流量保持不变。
4、水处理系统
本项目锅炉用水采用自来水，经过软化、除氧后补给锅炉用水，锅炉补充水的钙、镁离子除硬软化采用全自动软化水装置，使出水水质残余硬度≤0.03mmol/L。为加强循环水对系统设施的保护作用和循环水的流动特性，设加药装置，药剂随补充水进入系统。必要时在补水系统上预留加药装置借口，便于直接加药调节水的PH值保持在7～10，和应急用软化、除氧、加药。采用真空电化学除氧器的除氧方式，使出水水质溶解氧≤0.1mg/L。
锅炉运行水系统图
5、定压补水系统
热网系统采用变频补水泵定压，补水经全自动软水器软化后进入软水箱，软水箱软水被补水泵送入海绵铁除氧器除氧后送至一级网循环水泵入口，与一级网回水一同送入锅炉，用设在系统总回水管上压力变送器控制其补水量。
6、送风系统
每台锅炉各配一台鼓风机，通过风道经墙上消声器入口由室外吸入新风（5℃），新风经风机室上部由鼓风机将新风（20℃）送至锅炉燃烧器，同燃气比例混合后进入锅炉炉膛燃烧。
7、烟气系统
燃烧产生的高温烟气在炉膛内以敷设传热方式传热给炉水，经回燃室进入螺纹对流管，进一步加热锅炉水，经锅炉前部进入节能器，再次加热一次网回水，经余热回收后的烟气通过各自烟道经现有烟囱排入大气。
三、主要工艺设备
四、供热范围及热负荷供应能力
本供热站现状供热范围为东侧和北侧至京山线铁路，南至华龙道，西至新开路，包括聚安东园、聚安西园、调料楼等，现供热总面积20万㎡。站内新增一套换热机组，将原来直接供热改为间接供热，改燃后均采用间接供热方式，所带换热站3座及锅炉房内换热系统机组2套。
由于本项目位于天津市中心城区，周边需供热建筑增加迅速，本次煤改气工程实施后，供热对象计划增加新博园住宅建筑，最终供热面积增加，供热范围不变，改燃后燃气锅炉机组总容量由21MW增加为28MW，可满足未来规划供热负荷所需。
五、环境效益
根据测算，本项目二氧化硫排放总量为1.31t/a，氮氧化物排放总量为13.07t/a，烟尘排放总量为0.70t/a。相比改造前燃煤锅炉房，大气污染物排放总量中二氧化硫排放总量减少32.69t/a，烟尘排放总量减少10.74t/a，氮氧化物排放总量减少28.93t/a。燃气锅炉的替代和改造具有明显的环境效益，可有效减少区域污染物排放总量。
【关键词】燃气系统；燃烧系统；热力循环系统；热负荷
引言：
“十一五”期间我市各项事业迅猛发展，同时带来了环境承载力下降的问题。为保障“十二五”期间的国民经济可持续发展，减少大气环境污染，改善城市居民生活环境，天津市政府从治理污染大、见效快的燃煤供热锅炉房入手，在“十二五”期间淘汰中心城区及滨海核心区燃煤供热锅炉，为我市的工业发展腾出更多的环境容量。
一、主体工程
本项目为燃气热水锅炉房改造项目，项目位于天津市河东区新泰路和平村内，供热站煤改气工程改造后安装2台14MW燃气热水锅炉及相关热水循环系统、补水系统、水处理系统、送风系统等辅助设施。改造后和平村供热站占地面积不变，锅炉房占地面积和建筑面积均不变，分别为807.53㎡和1740㎡，工程建筑物情况如下：
锅炉房主体标高为15m，房内局部高度为17.3m，内部设置2台14MW燃气热水锅炉。锅炉房为四层结构，局部为五层：一层布置鼓风机房、水泵房、设备间、换热间及配电间；二层主要布置锅炉间及化验室、办公室等辅助设施；三层主要为锅炉间上空及会议室、办公室等设施；四层主要问题会议室、办公室等设施。锅炉房西侧现有45m烟囱保留。
二、辅助配套工程
1、燃气系统
本项目采用天然气作燃料，天然气引自供热站临近现有市政燃气管网系统，根据锅炉房所需燃气量，在锅炉房西侧建设天然气调压柜，由燃气管网系统接入天然气管道至调压柜，柜前管道设计压力为0.06～0.40MPa，调压柜后天然气管道接过来内配燃烧器，管道设计压力为20～30KPa。
本项目共设2台燃气热水过来，根据设计资料，单台14MW燃气锅炉额定用气量为1500m3/h，按照年供暖期121天，年运行2420小时，测算年天然气总用量为726万m3/a。
锅炉运行工艺流程示意图
2、燃烧系统
本工程采用微正压燃气锅炉，采用进口燃烧器，其燃烧系统自带送风系统，锅炉各配有一台鼓风机，燃烧所需的空气经鼓风机由燃烧器与燃气比例调节混合后直接从炉膛前部送入燃烧室燃烧，以保证燃烧安全。燃烧产生的烟气依次经过炉膛、尾部受热面从锅炉排出，锅炉烟气经过烟道，最终由烟囱排向大气。
3、热力循环系统
一级网回水经除雾器及循环水泵送入锅炉。锅炉水进出系统均采用母管制，锅炉出水接入供水母管，再由供水母管供至热网用户。
热网系统采用补水泵定压，补水经软化、除氧后送至一级网循环水泵入口，与一级网回水一同送入锅炉，锅炉的定期排污经母管排入定期排污扩容器，扩容后经冷却排入厂区排水系统，另外为防止突然停电时，网路中产生水击现象，在热网循环水泵的出口管与进口管之间加装旁路，并在旁路管上设逆止阀，以降低循环水泵入口侧的压力。
热水循环系统采用间接供热方式，高温水至供热站经水-水换热器换成低温热水供用户采暖。本工程热网一级管网运行参数：供回水温度选用115/70℃，温差均为45℃；二级管网供热参数：供回水温度选用85/60℃，温差均为25℃，正常运行时通过锅炉的水流量保持不变。
4、水处理系统
本项目锅炉用水采用自来水，经过软化、除氧后补给锅炉用水，锅炉补充水的钙、镁离子除硬软化采用全自动软化水装置，使出水水质残余硬度≤0.03mmol/L。为加强循环水对系统设施的保护作用和循环水的流动特性，设加药装置，药剂随补充水进入系统。必要时在补水系统上预留加药装置借口，便于直接加药调节水的PH值保持在7～10，和应急用软化、除氧、加药。采用真空电化学除氧器的除氧方式，使出水水质溶解氧≤0.1mg/L。
锅炉运行水系统图
5、定压补水系统
热网系统采用变频补水泵定压，补水经全自动软水器软化后进入软水箱，软水箱软水被补水泵送入海绵铁除氧器除氧后送至一级网循环水泵入口，与一级网回水一同送入锅炉，用设在系统总回水管上压力变送器控制其补水量。
6、送风系统
每台锅炉各配一台鼓风机，通过风道经墙上消声器入口由室外吸入新风（5℃），新风经风机室上部由鼓风机将新风（20℃）送至锅炉燃烧器，同燃气比例混合后进入锅炉炉膛燃烧。
7、烟气系统
燃烧产生的高温烟气在炉膛内以敷设传热方式传热给炉水，经回燃室进入螺纹对流管，进一步加热锅炉水，经锅炉前部进入节能器，再次加热一次网回水，经余热回收后的烟气通过各自烟道经现有烟囱排入大气。
三、主要工艺设备
四、供热范围及热负荷供应能力
本供热站现状供热范围为东侧和北侧至京山线铁路，南至华龙道，西至新开路，包括聚安东园、聚安西园、调料楼等，现供热总面积20万㎡。站内新增一套换热机组，将原来直接供热改为间接供热，改燃后均采用间接供热方式，所带换热站3座及锅炉房内换热系统机组2套。
由于本项目位于天津市中心城区，周边需供热建筑增加迅速，本次煤改气工程实施后，供热对象计划增加新博园住宅建筑，最终供热面积增加，供热范围不变，改燃后燃气锅炉机组总容量由21MW增加为28MW，可满足未来规划供热负荷所需。
五、环境效益
根据测算，本项目二氧化硫排放总量为1.31t/a，氮氧化物排放总量为13.07t/a，烟尘排放总量为0.70t/a。相比改造前燃煤锅炉房，大气污染物排放总量中二氧化硫排放总量减少32.69t/a，烟尘排放总量减少10.74t/a，氮氧化物排放总量减少28.93t/a。燃气锅炉的替代和改造具有明显的环境效益，可有效减少区域污染物排放总量。