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(yùn)行成本。隨著國(guó)家對(duì)油氣資源的大力開(kāi)發(fā)，更清潔的燃油燃?xì)忮仩t的發(fā)展進(jìn)入到了一個(gè)新的發(fā)展階段。下面我就燃油蒸汽鍋爐設(shè)計(jì)和運(yùn)行中的典型問(wèn)題與大家探討。

　　1、燃油燃?xì)忮仩t的發(fā)展優(yōu)勢(shì)

　　我國(guó)常規(guī)能源資源以煤炭為主，決定了我國(guó)能源生產(chǎn)、消費(fèi)及電力結(jié)構(gòu)以煤炭為主。而我國(guó)的大氣污染物排放已嚴(yán)重超過(guò)了環(huán)境容量，這都要求我們對(duì)能源及污染物排放有更高的要求。燃油燃?xì)忮仩t在鍋爐行業(yè)，特別是在中小型鍋爐上有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。燃油燃?xì)馊紵魍顿Y少，爐膛熱負(fù)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(shè)備、油氣中灰分很少或者沒(méi)有灰分從而對(duì)設(shè)備磨損很少，設(shè)備的維護(hù)工作量小、燃油燃?xì)馊紵廴疚锱欧派俚龋@些都為燃油燃?xì)忮仩t的發(fā)展提供了良好的條件。

　　2、燃油燃?xì)忮仩t的安全與防爆

　　燃油經(jīng)霧化后的油霧以及燃?xì)饩鶠榭扇細(xì)怏w，當(dāng)與空氣混合達(dá)到一定含量范圍時(shí)，均能形成易燃易爆性的混合氣體。因此對(duì)燃油燃?xì)忮仩t的安全及防爆提出了特殊的要求。

　　混合氣體達(dá)到最大爆炸含量時(shí)，在密閉容器內(nèi)的爆炸壓力，按不同氣體可達(dá)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(dá)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(huì)給鍋爐煙氣通道及受熱面結(jié)構(gòu)造成很大的破壞。

　　國(guó)內(nèi)外燃油燃?xì)忮仩t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?fàn)t膛和煙道爆裂，引風(fēng)機(jī)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(diǎn)火過(guò)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(diǎn)火前，當(dāng)因某種原因燃油燃?xì)饴┤霠t膛，如閥門密封不嚴(yán)，誤操作、一次點(diǎn)火不成功等，而又未對(duì)爐膛進(jìn)行吹掃或吹掃時(shí)間不夠、風(fēng)量不夠等，則點(diǎn)火會(huì)發(fā)生爆燃。

　　鍋爐運(yùn)行中由于熄火引起爆炸的事故，燃油鍋爐比較多，應(yīng)為燃油鍋爐熄火的可能性較大。燃?xì)忮仩t的這類事故多發(fā)生在燃燒器前由于燃?xì)鈮毫蝻L(fēng)壓波動(dòng)較大引起脫火或回火。

　　對(duì)于負(fù)壓運(yùn)行的鍋爐，當(dāng)鍋爐燃燒不良時(shí)，可燃?xì)怏w進(jìn)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(dāng)燃燒器霧化不良時(shí)，燃油沒(méi)有完全霧化成油氣，而小油滴后隨風(fēng)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(wú)明火情況下應(yīng)防止燃料進(jìn)入爐膛，其次是要保證良好的燃燒。作為預(yù)防措施，在點(diǎn)火之前必須仔細(xì)吹掃爐膛和煙道，使其內(nèi)可能積存的可燃性氣體及時(shí)排除。

　　從安全方面考慮，燃油燃?xì)忮仩t燃燒系統(tǒng)的自動(dòng)化是必要的，包括點(diǎn)火程控、熄火保護(hù)、燃燒自動(dòng)調(diào)節(jié)等。每次鍋爐點(diǎn)火失敗時(shí)，必須設(shè)置自動(dòng)對(duì)爐膛進(jìn)行吹掃，防止?fàn)t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(yīng)在燃油燃?xì)忮仩t的爐膛和煙道上設(shè)置防爆門。

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

　　針對(duì)以上問(wèn)題，長(zhǎng)沙鍋爐廠生產(chǎn)的水管燃油燃?xì)忮仩t在鍋爐爐膛的頂部設(shè)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(yùn)行時(shí)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(shè)置薄膜式防爆門，尾部煙道發(fā)生爆燃時(shí)，可迅速打開(kāi)，防止尾部爆燃損壞省煤器或煙道。

　　3、燃油燃?xì)忮仩t的煙氣排放及控制

　　根據(jù)我國(guó)最新鍋爐環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)GB13271-2014《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》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?yàn)?00 mg/m3，氮氧化物為250 mg/m3；新建燃?xì)忮仩t污染物排放值為顆粒物20mg/m3，二氧化硫?yàn)?0 mg/m3，氮氧化物為200 mg/m3；對(duì)于重點(diǎn)地區(qū)燃油鍋爐污染物排放值為顆粒物30mg/m3，二氧化硫?yàn)?00 mg/m3，氮氧化物為200 mg/m3；新建燃?xì)忮仩t污染物排放值為顆粒物20mg/m3，二氧化硫?yàn)?0 mg/m3，氮氧化物為150 mg/m3，煙氣黑度為≤1級(jí)林格曼黑度

　　對(duì)于燃輕油和天然氣鍋爐的灰分含量較少，一般不會(huì)產(chǎn)生飛灰磨損，也不需要吹灰設(shè)備，重油的含量雖然也不高，但其在燃燒過(guò)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?xì)忮仩t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(shí)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(shí)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(lái)較黑，燃油鍋爐只要霧化良好，配風(fēng)合理，在正常運(yùn)行時(shí)都能達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

　　由于脫硫設(shè)備成本較高，且增加維護(hù)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(lái)達(dá)到要求。燃料含硫量小于0.14%，通過(guò)合理配風(fēng)及相應(yīng)的控制調(diào)節(jié)，控制燃燒過(guò)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(dá)200mg/Nm3以下。燃天然氣鍋爐二氧化硫排放一般都可達(dá)到國(guó)家要求。氮氧化物的排放控制由燃燒來(lái)控制，通過(guò)燃燒器控制火焰燃燒溫度、過(guò)量空氣系數(shù)或者通過(guò)增加煙氣再循環(huán)系統(tǒng)來(lái)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

　　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(jī)鹽類，經(jīng)過(guò)燃燒后的氧化物熔點(diǎn)較低，一般在600℃，這些氧化物在爐膛高溫下升華胡，再凝結(jié)在相對(duì)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(diǎn)的化合物；（2）選用耐高溫腐蝕性好的材料，一般長(zhǎng)沙鍋爐廠過(guò)熱器管使用15CrMoG/GB5310或12Cr1MoVG/GB5310材料；（3）涂覆保護(hù)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(shí)會(huì)進(jìn)一步生成SO3。SO3與水蒸汽生產(chǎn)H2SO4，硫酸會(huì)大大提高煙氣的露點(diǎn)。當(dāng)煙氣溫度低于露點(diǎn)時(shí)，硫酸就會(huì)凝結(jié)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(shù)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(duì)含硫量較高的燃油時(shí)，煙氣的露點(diǎn)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(diǎn)稍低，我們排煙溫度可取150-160℃。

　　燃油燃?xì)忮仩t以其燃燒高效率，設(shè)備投資少，節(jié)能環(huán)保等優(yōu)勢(shì)，必將發(fā)展的更加系統(tǒng)，更加完善。