一、燃?xì)馊紵鞯倪x擇
在燃煤鍋爐改造過(guò)程中，首先要選擇或設(shè)計(jì)合適的燃?xì)馊紵。常?jiàn)的燃?xì)馊紵靼凑湛諝夤┙o方式可以分為引射式燃燒器、鼓風(fēng)式燃燒器和自燃引風(fēng)式燃燒器三類(lèi)。引射式燃燒所需的空氣由燃?xì)馍淞魑，鼓風(fēng)式燃燒器需鼓風(fēng)設(shè)備將空氣送入燃燒系統(tǒng)，自然引風(fēng)式燃燒器則依靠爐膛中的負(fù)壓將燃燒所需的空氣吸入燃燒系統(tǒng)。對(duì)于燃燒器的選擇應(yīng)對(duì)比三種燃燒器的特性結(jié)合鍋爐原有爐膛的特點(diǎn)進(jìn)行考慮。
1、燃?xì)馊紵鞯陌踩潭，也就是要求降低氣體不完全燃燒熱損壞。燃燒的完全度主要與燃?xì)夂涂諝饣旌暇鶆虺碳翱諝馐欠癯渥阌嘘P(guān)。一般在空氣量充足、混合良好的情況下，使氣體不完全燃燒損失為零并不困難。當(dāng)燃用高熱值燃?xì)鈺r(shí)，氣體不完全燃燒損壞不應(yīng)超過(guò)0.5%；燃用低熱值氣體時(shí)，氣體不完全燃燒損壞不應(yīng)超過(guò)1.5%。在采用預(yù)混燃燒器時(shí)，容易使不完全燃燒損壞控制得比擴(kuò)散燃燒時(shí)低一些。
2、降低煙氣中的過(guò)？諝庀禂(shù)是降低排煙損壞有效措施。排煙中的過(guò)剩空氣量與煙氣通道漏入的空氣量之和。對(duì)微正壓運(yùn)行的鍋爐，煙氣通道漏入的空氣為零，此時(shí)主要過(guò)？諝饬咳Q于燃燒時(shí)的過(guò)？諝饬咳Q于燃燒時(shí)的過(guò)剩空氣量，實(shí)際上在任何情況下，降低燃燒時(shí)的過(guò)？諝饬浚瑢(duì)提高鍋爐的熱效率是有好處的。燃燒器能否保證在盡量低的過(guò)？諝庀禂(shù)下運(yùn)行，是燃燒器燃燒性能的重要指標(biāo)之一。
3、燃燒器的火焰特性與爐內(nèi)換熱和鍋爐的其他特性密切相關(guān)。比如，擴(kuò)散燃燒時(shí)，其半發(fā)光火焰比無(wú)焰燃燒時(shí)的火焰輻射能力強(qiáng)，對(duì)爐內(nèi)傳播有利。燃燒器噴口的氣流應(yīng)有較高的速度和較大射程，以使?fàn)t內(nèi)火焰充滿(mǎn)度較好。在利用耐火材料加強(qiáng)爐內(nèi)傳熱時(shí)，需要與輻射面相適應(yīng)的火焰形狀和火焰速度。
4、充分考慮燃燒速度。因?yàn)楦咚偃紵乾F(xiàn)代中小型鍋爐發(fā)展的的趨勢(shì)，它可以減少燃燒器和爐膛的尺寸，是鍋爐小型化的重要措施，也是燃燒器的重要特性指標(biāo)。
但是，實(shí)際生產(chǎn)中，由于中小型鍋爐常在負(fù)荷多變的情況下使用，因此，要求燃燒器有很寬的負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍。改造后的燃?xì)忮仩t在運(yùn)行時(shí)，應(yīng)使?fàn)t膛火焰充滿(mǎn)度比較好，不形成氣流死角，避免相鄰燃燒器的火焰相互干擾，同時(shí)未燃盡的燃?xì)狻⒖諝饣旌衔锊粦?yīng)接觸換熱面，以免形成氣體不完全燃燒。但高溫火焰要避免高速?zèng)_刷換熱面，以免換熱面熱強(qiáng)度過(guò)高使管壁過(guò)熱。因此，在選擇燃燒器時(shí)，還要根據(jù)不同的燃?xì)夂拓?fù)荷，近似估算燃燒火焰的長(zhǎng)度。
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二、燃?xì)馊紵鲾?shù)量的確定
燃煤鍋爐改造中燃?xì)馊紵鞯臄?shù)量可由下式確定，
n=Qgl/Qrq
式中，n為燃?xì)馊紵鞯臄?shù)量；Qgl為鍋爐熱負(fù)荷容量，KW；Qrq為單個(gè)燃燒器熱負(fù)荷，KW。
實(shí)際改造中，為防止多個(gè)燃燒器同時(shí)運(yùn)行時(shí)某一個(gè)燃燒器因事故熄火引起爆炸或爆炸，燃?xì)馊紵鱾(gè)數(shù)一般不超過(guò)4個(gè)。為解決鍋爐在低負(fù)荷時(shí)燃?xì)饬髁坎蛔愠霈F(xiàn)的熄火、回火問(wèn)題，可通過(guò)在燃燒器內(nèi)部加裝油槍來(lái)適應(yīng)鍋爐低負(fù)荷時(shí)的變化，同時(shí)爐膛中應(yīng)配合安裝熄火防爆裝置。
三、燃燒器的布置
1、應(yīng)使火焰處于爐膛幾何中心區(qū)域，使火焰盡可能充滿(mǎn)爐膛，燃燒穩(wěn)定。
2、火焰居于爐膛的幾何中心區(qū)域，可使?fàn)t膛內(nèi)熱量得以均勻分配，不會(huì)形成局部受熱引起應(yīng)力增大，防止受熱不均，避免鍋爐出現(xiàn)受熱局部過(guò)熱現(xiàn)象。
3、臥式鍋爐的爐膛進(jìn)深較大，燃燒器布置在爐膛的前墻上，保證前煙箱不會(huì)過(guò)熱。目前，國(guó)內(nèi)中小型燃煤鍋爐按燃燒方式分為層燃燒與室燃燒兩種。層燃爐多數(shù)為鏈條爐，其特征是燃料在固定或緩慢運(yùn)動(dòng)著的爐膛實(shí)現(xiàn)燃燒。當(dāng)改造的鍋爐為鏈條爐時(shí)，其前后墻及爐拱的特殊形狀為安裝燃燒器帶來(lái)不便，故應(yīng)將燃?xì)馊紵靼惭b于鏈條爐的南側(cè)。為使改造后爐內(nèi)的熱交換狀況與改造前相似，以減少鏈條爐內(nèi)換熱設(shè)備的變動(dòng)，應(yīng)將燃?xì)馊紵靼惭b于爐膛側(cè)墻中心下方。對(duì)于煤粉爐，為保持與改造前爐膛空氣動(dòng)力場(chǎng)特性相似且減少改造工程量，可利用基原有煤粉燃燒器噴口位置安裝新的燃燒器。
四、爐膛布置的匹配性
當(dāng)燃燒器的類(lèi)型及位置選定時(shí)，應(yīng)進(jìn)行爐膛的匹配計(jì)算，主要由四部分組成。
1、排煙量要與引風(fēng)機(jī)相匹配。燃煤鍋爐引風(fēng)機(jī)的排煙量是按照燃煤產(chǎn)生的煙氣配置的。改燒燃?xì)夂，煙氣的密度及流量發(fā)生變化，應(yīng)重新校驗(yàn)引風(fēng)是否匹配，否則會(huì)出現(xiàn)點(diǎn)火困難、尾氣溫度高度等溫題。2、爐膛漏風(fēng)系統(tǒng)要與燃燒器空氣量相匹配。在煤改氣過(guò)程中，應(yīng)將漏風(fēng)系數(shù)在0.1以下。燃煤鍋爐的漏風(fēng)主要集中在前煤斗、排碴口、鼓風(fēng)機(jī)入口處。采用氣體燃料后，應(yīng)當(dāng)封閉，以減少排煙熱損失和電耗，否則容易造成漏風(fēng)。
3、爐膛尺寸要與燃燒器的布置匹配。爐膛布置要考慮單個(gè)燃燒器。根椐單個(gè)燃燒器的火焰長(zhǎng)度和直徑，確定燃燒器之間的距離，以保證火焰不沖刷爐墻、不相互干擾，并有利于受熱面匹配。
五、燃?xì)忮仩t防爆措施選擇
燃煤鍋爐改燃?xì)忮仩t最危險(xiǎn)的就是發(fā)生爐膛爆炸事故。國(guó)內(nèi)外燃?xì)忮仩t的爐膛、煙道爆炸事故屢有發(fā)生，引起爆炸的原因有以下3種情況。
1、鍋爐點(diǎn)火前，因燃?xì)饴┤霠t膛（如閥門(mén)不嚴(yán)，誤操作，一次點(diǎn)火不著等），而又未對(duì)爐膛、煙道進(jìn)行吹掃時(shí)間不夠、風(fēng)量不足，在點(diǎn)火時(shí)會(huì)發(fā)生爆炸。
2、鍋爐運(yùn)行中由于熄火引起爆炸事故。這類(lèi)事故發(fā)生的燃燒器前燃?xì)鈮毫蝻L(fēng)壓波動(dòng)太大引起或回火情況下。
3、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氣體（負(fù)壓運(yùn)行的鍋爐），在高溫作用下，可能引起二次燃燒或爆炸。
六、結(jié)合上述爆炸原因，在燃煤鍋爐改造為燃?xì)忮仩t后應(yīng)從以下幾方面防止?fàn)t膛爆炸事故的發(fā)生。
1、必須配有可靠的安全保護(hù)控制措施，如自動(dòng)點(diǎn)火裝置、快速切斷閥、火焰監(jiān)視系統(tǒng)（FSSS）各項(xiàng)連鎖保護(hù)。
2、對(duì)于水管鍋爐在爐膛出煙口位置（或正對(duì)爐膛中心位置）及煙道上設(shè)置防爆門(mén)。防爆門(mén)的動(dòng)作是當(dāng)爐膛或煙道內(nèi)的混合氣體發(fā)生爆炸時(shí)能自動(dòng)打開(kāi)，泄放一定的爐內(nèi)壓力，以保護(hù)爐墻不受?chē)?yán)重破壞。
3、必須嚴(yán)格制訂和執(zhí)行安全操作規(guī)程，特別是在每次點(diǎn)火啟動(dòng)時(shí)一定要做吹掃工作，掌握好吹掃時(shí)間。必須保證在風(fēng)門(mén)打開(kāi)后，根據(jù)通風(fēng)機(jī)的流量計(jì)算的吹掃風(fēng)量容積應(yīng)大于或等于3倍爐膛和煙道的容積量，所需的時(shí)間再延遲30S以上。在鍋爐運(yùn)行中注意風(fēng)氣比例調(diào)節(jié)，防止出現(xiàn)脫火、回火現(xiàn)象，保證氣體完全燃燒。
4、燃?xì)忮仩t燃燒系統(tǒng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，包括點(diǎn)火、熄火保護(hù)、燃燒自動(dòng)調(diào)節(jié)、必要的聯(lián)鎖保護(hù)以及用程序自動(dòng)啟動(dòng)。
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