燃煤锅炉改造为燃气锅炉的燃烧器的设计改进研究.docx

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燃煤锅炉改造为燃气锅炉的燃烧器的设计改进研究

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摘要：我国非常重视环境问题，强调绿色发展，相关部门对中小型燃煤锅炉的要求越来越高，目前，我国有些锅炉已经被暂停使用，或已将燃煤锅炉改造成了燃气锅炉，本文将燃煤锅炉改造为燃气锅炉的燃气燃烧器的设计改进作为研究重点，探究了改进过程中遇到的主要困难。

关键词：燃煤锅炉;燃气燃烧器;设计;改进

改革开放以来，我国着重发展经济，随着经济水平的提高，同时带来的环境污染问题逐渐开始被国家重视，为了实现绿色发展，我国相关部门对使用燃煤锅炉进行了控制，很多燃煤锅炉，制造工艺简单，忽视了脱硫、除尘装置的设计，导致使用过程中造成了严重的污染，当前已经被暂停使用。而一些将被改造为燃气锅炉的，由于燃料从固态变成了气态，对燃烧设备要求比较高，本文就设备改造进行设计探讨。

1.燃烧器的构成以及具体功能

正常燃烧时，炉膛内火焰的最适长度范围为3-4m，这个长度不仅能满足锅炉对火焰充满度的要求，而且能延长炉体的使用年限。

燃气燃烧器中有一个较关键的设计--周边风结构，此设计能够抑制NOx的形成，燃烧过程中，始终将排放的NOx控制在100mg/m3以下（应以在氧为多少含量的情况下例如8%或是多少）。

燃气燃烧器中设计了调节风力的结构，其主要功能便是控制风力的大小，进而降低氮氧化物的排放量。

气体燃料的输送方式为单层环式，速度必须始适中保持恒定，确保燃气在使用的过程中不会发生脱火现象。配风方式为旋转式，这样就能有效形成促燃回流区域，保障燃烧过程中的稳定性。合理的送气方式与科学的配风方法能够有效的提高燃烧器的燃烧效率，也能控制烟尘的排放量。

燃气的喷管被设置为双层，处在一次风筒内的称为内层，处在二次风道中的称为外层。

将调节二次风的装置设为切向调节片，这样就能有效的控制火焰的尺寸，加大燃气与空气的混合面积，确保燃料能被完全燃烧。

旋流片稳焰燃烧设备安装在一次风筒前，这样就能保障火焰的稳定性。

热风喷口、接触火焰的部分、燃烧器喷嘴、稳燃罩等这些燃烧器中的关键部件使用的材料都是06Cr25Ni20。

燃气燃烧器的中间部位设置了?133*8（此处是从哪里得出是133*8）点火接口，在最后方设置了观察孔接口与火检装置。

2.确定燃气的燃烧器型式

通过不同的空气输入方法将燃气燃烧器分成了三类:鼓风式、引射式和自然引风式。鼓风式燃烧器在使用过程中需要鼓风设备的协作，引射式燃烧器在使用过程中需要用到燃气射流，自然引风式燃烧器借助锅炉的负压输送空气。其中使用最广泛、优势最显著的是鼓风式燃烧器，因为这种燃烧器的结构简单且制作成本低，使用过程中很容易把握火焰的稳定性，但是需要改进火焰的大小，尽量减小与燃烧器炉膛的接触面积，延长燃烧器的使用寿命。

中型的燃煤锅炉在之前的设计中就考虑了送风机，在将其改造为燃气燃烧器时，首先可考虑送风机的继续使用，所以可将其改造型式选为鼓风式燃烧器。

对于一些小型的不具备鼓风设备的燃煤锅炉而言，最经济适用的改造方法是使用自然引风式或引射式的燃烧器者形式，这两种型式的燃气燃烧器不要求鼓风设备，改造过程中能够控制经费，减少了不必要的支出。

3.确定燃气的燃烧器位置

当前我国燃煤锅炉的燃烧方式主要分为两种：室燃炉与层燃炉。层燃炉很多都是链条炉，燃烧过程中，燃料会在炉排上缓慢移动着燃烧，通常情况下，将冲燃烧、切圆燃烧这两种锅炉改造成链条炉时，就会加大安装燃烧器的难度，因此需要将燃气燃烧炉放置在炉膛的下端，合适的燃烧器位置能够改善锅炉的性能，提高锅炉的效率、延长锅炉的使用寿命、增强火焰的稳定性，具体的位置关系可通过下述公式计算得出[1]。

空气燃气的混合区域，计算射流宽度的公式为下所示：

公式中n表示所需燃气燃烧器的数目；

Qgl表示整个锅炉的热负荷容量，单位为KW；

Qrq表示每一个燃气燃烧器的热负荷，单位为KW。

设计过程中，需要根据燃煤锅炉使用过程中的负荷变化确定每一个燃气燃烧器的热负荷，若锅炉的负荷趋于稳定，Qrq的取值就会增大，所需燃气燃烧器的数目就会变少；若锅炉的负荷变化较剧烈，Qrq的取值就会减小，所需燃气燃烧器的数目就会变多。

通常情况下，工厂在改造燃煤燃烧器时，会将燃气燃烧器的数目控制在四个以下，因为燃烧器的数目一旦过多，就会出现炉膛爆炸或者整个燃烧器爆炸的情况，经过改造的燃煤锅炉在使用过程中，很可能会出现回火、熄火等故障，为了解决这一问题，改造过程中就要将油枪安装在炉膛中，与此同时，还要配备熄火防爆装置，当前的FSSS系统中，充分考虑了这些问题，火焰稳定、燃烧器安全[2]。

5.燃气燃烧器的其他设计参数

燃煤锅炉改造为燃气锅炉的燃烧器，还有一些设计参数：出口空气流量、燃烧器的喷口大小、出口空气流速等，这些参数均可以通过锅炉的燃气热值、热负荷、燃烧器的数目计算得出，其具体的演算过程