模块锅炉在煤改气项目中的应用

技术·创新/Technology and Innovation
模块锅炉在煤改气项目中的应用
王 冰1 许世璋2
（1.沈阳城市燃气规划设计研究院有限公司 沈阳 110000；
2.中国电器科学研究院股份有限公司 广州 510000）
摘要：为加速“蓝天行动”的推进，提高环境质量，大力推广清洁能源，某陶瓷工业园按计划推动园区内企业使用燃气锅炉替代现有的燃煤锅炉。

陶瓷企业根据生产及采暖需要，选用不同型号的锅炉。

模块锅炉因其方便灵活，造价低，对现场施工条件要求低等特点被广泛使用。

关键词：煤改气； 燃气锅炉；模块锅炉
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ａｃｃｅｌｅｒａｔｅ　ｔｈｅ　ｐｒｏｍｏｔｉｏｎ　ｏｆ　＂Ｂｌｕｅ　Ｓｋｙ　Ａｃｔｉｏｎ＂，　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，　ａｎｄ　ｖｉｇｏｒｏｕｓｌｙ　ｐｒｏｍｏｔｅ　ｃｌｅａｎ　ｅｎｅｒｇｙ，ａ　ｃｅｒａｍｉｃ　ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　ｐａｒｋ　ｅｎｃｏｕｒａｇｅｓ　ｔｈｅ　ｆａｃｔｏｒｉｅｓｉｎ　ｔｈｅ　ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　ｐａｒｋ，　ｔｈｅｙｓｈｏｕｌｄ　ｕｓｅ　ｇａｓ　ｂｏｉｌｅｒｓ　ｔｏ　ｒｅｐｌａｃｅ　ｅｘｉｓｔｉｎｇ　ｃｏａｌ－ｆｉｒｅｄ　ｂｏｉｌｅｒｓ　ａｓ　ｐｌａｎｎｅｄ．Ｃｅｒａｍｉｃ　ｆａｃｔｏｒｉｅｓ　ｍａｙ　ｃｈｏｏｓｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｔｙｐｅｓ　ｏｆ　ｂｏｉｌ－ｅｒｓ　ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｎｅｅｄｓ　ｏｆ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｈｅａｔｉｎｇ．　Ｍｏｄｕｌａｒ　ｂｏｉｌｅｒｓ　ａｒｅ　ｗｉｄｅｌｙ　ｕｓｅｄ　ｂｅｃａｕｓｅ　ｏｆ　ｔｈｅｉｒ　ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｃｅ，　ｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙ，　ｌｏｗ　ｃｏｓｔ　ａｎｄ　ｌｏｗ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ　ｆｏｒ　ｏｎ－ｓｉｔｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．　
Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｃｏａｌ　ｔｏ　ｇａｓ　ｐｒｏｊｅｃｔｓ；　ｇａｓｂｏｉｌｅｒｓ；　ｍｏｄｕｌｅ　ｂｏｉｌｅｒｓ
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｍｏｄｕｌａｒ　Ｂｏｉｌｅｒ　ｉｎ　Ｃｏａｌ　ｔｏ　Ｇａｓ　Ｐｒｏｊｅｃｔｓ
引言　
目前，某陶瓷工业园大概有百余家陶瓷及配套包装企业，布局紧凑，便于管理和监督。

锅炉主要用于生产及采暖用，生产用锅炉主要为大吨位的蒸汽锅炉，采暖用气地点因园内厂区都比较大，建筑分布较为分散，距离也相对较远，且不同功能的建筑对供暖温度及供暖时间也得要求也不相同，分散设置模块锅炉的经济性和节能效果更好。

　
从安全上考虑，锅炉房宜为独立的建筑物。

锅炉房严禁设置在人员密集场所和重要部门的上一层、下一层、贴临位置和主要通道、疏散口的两旁。

并应设置在首层或地下室一层建筑物外墙部位。

在受条件限制并经当地消防、安全、环保等管理部门许可，锅炉房可与主体建筑物相连或设置在主体建筑的地下室、半地下室、首层、顶层。

陶瓷城内的生产锅炉主要设置在与生产厂房相连的独立房间内，采暖锅炉则为单独建筑或与采暖建筑相连的地上一层独立房间。

陶瓷城内的锅炉房改造方式分为在现有燃煤锅炉房的基础之上进行改造，利用现有燃煤锅炉房建筑及新建燃气锅炉房两种。

综上所述，根据供暖要求和现状条件，模块锅炉主要应用于采暖。

１模块锅炉的特点及优势
１）单台模块锅炉热功率小于０．７　ＭＷ。

有０．１５　ＭＷ、０．２５　ＭＷ、０．３５　ＭＷ、０．５　ＭＷ等多种规格。

可以根据使用需要任意组合，实现最佳匹配。

对于大部分热用户，可以选择不同功率的模块锅炉进行组合，通过改变工作台数满足变负荷运行，达到节能目标。

142日用电器/Electrical Appliances
技术·创新
/
２）能源为低压燃气（２　ｋＰａ）。

传统大热功率锅炉一般需燃用中压燃气，且对燃气压力有一定范围要求。

而用户周边的现状燃气气源环境对用气设备具有一定限制。

若就近处无中压气源，还须办理规划定线手续等，增加了建造成本。

模块锅炉可燃用低压燃气，大大的避免了此类限制，尤其是在无法敷设中压管道的区域［１］。

３）可多台联控。

模块锅炉按照预设的参数并参考负荷变化，自动判断应启动的模块锅炉数量及燃烧器启动级别，从而保证了总输出热功率符合供暖符合变化。

采暖负荷采暖季变化及日变化都是波动的。

由于外界气温变化，采暖初期和末期负荷最低，每日的中午则是日负荷低谷。

所以模块锅炉联控可以随符合调整热负荷输出量。

４）可低温运行。

模块锅炉出水温度最低可设置为３０　℃，以满足低供暖符合要求，避免热量浪费。

５）对锅炉房要求低。

模块锅炉对安装空间要求低。

可设置在地下室或者屋顶房间，对房间举架要求也较低。

节省了占地面积。

可随意组合，设备可随房间地形任意布置。

６）安全可靠。

模块锅炉设有水电气三路控制，自动安全保护系统包括：高温和防爆控制、蒸汽自动排除、低水位切断，断电保护，燃气泄漏报警及保护等。

若其中一个模块锅炉出现故障，它会自动报警停机，不会影响其它模块运行，以保证供热的连续性。

７）便于安装维修。

模块锅炉体积较小，重量轻，零件标准化。

用手推车和一般的吊车即可搬运。

可以安装在一般基础上，模块之间的间距为小，节约空间。

而且单个模块已在工厂组装完毕，在现场只需简单配管和接线即可，施工简便。

模块锅炉房干净整洁，便于操作工人进入操作，没有传统燃煤锅炉房的粉尘、烟气等。

２大型锅炉集中供热与模块锅炉分散供热的比较
１）大型供热锅炉多为燃煤锅炉，热效率均在９５％以上，锅炉房与热用户距离较远，需要敷设的室外热网过长，供热管道热损失增大，同时需要较大扬程的水泵，增加了电能的消耗。

　锅炉房规模越大，室外敷设的管网越长，其热损失也越大。

２）各个热用户由于建筑形式，分布位置不同，其阻力损失也不同，供暖效果差距很大，部分用户可能室内温度过高引起不适，而另有部分用户供暖温度不达标，室内温度较低。

３）模块锅炉占地小，功率小，在用户无法提供锅炉房时，可设置在简单的设备间内。

同时，可以根据用户需求，分散设置［２］。

３模块锅炉在陶瓷工业园内的煤改气项目中的应用
在进行煤改气项目设计时，根据工业园内不同厂区的现状及用热需求。

采用不同形式的锅炉设备。

１）生产用气。

厂区内某些设备需要使用高温蒸汽，需求量大，使用地点集中，使用时间均为工作时间，这种情况可采用大功率的蒸汽锅炉。

２）大规模的办公建筑集中供热。

因用热地点集中，且为采暖供热，故此种情况选用大功率的热水锅炉。

对所用建筑就行同时段同功率供热。

集中管理和控制。

３）分散供暖用户。

部分厂区占地规模较大，但多数为装卸区以及无需采暖的仓库。

需要供热的宿舍或办公楼分散在厂区各处。

此时采用模块锅炉，根据使用地点的热负荷，选择合适的规格。

所在建筑中选定一个单独房间即可作为设备间，就近供暖。

４）集中供热的建筑中用热时段差异较大。

某些厂区宿舍区比邻办公楼。

办公楼工作时间供暖，夜间低温运行。

宿舍楼正相反，若用大型锅炉则需要一直高负荷供暖，造成不必要的浪费。

此时，可选用模块锅炉。

虽然设置在同一锅炉房，但是可选用不同的组合分别给不办公楼和宿舍楼供暖，实现分区分时段供热，节约了能源。

2019年08月/Aug.2019143
144日用电器/Electrical Appliances
技术·创新/Technology and Innovation
４结语
在陶瓷工业园的煤改气项目设计中，根据各个厂区现有建筑情况，以及不同用气需求，结合模块锅炉和大功率锅炉的特点，因地制宜的选用不同设备，既可以节省空间和工程量，又可以在后期运行过程中节约能源。

实现满足使用和节约能源的目标，制定出最佳的改造方
案。

图10 折弯角度与空气引射量的关系图
(上接141页)
３结论
１）模拟分析了当前传统的风门板结构对燃烧器的引射混合效果，得到其在混合腔底部未能完全混合均匀，混合效果有待优化。

２）通过增加导流片结构提高一次空气与燃气的混合效果，分别对比了相同折弯角度下，不同数量下的导流片对燃烧器的影响，得到１２片导流叶片是最佳结构。

３）通过分别对比了相同数量下，不同折弯角度下导流片对燃烧器的影响，得到了一次空气随着折弯角度增大为增大，但过大的折弯角会影响混合效果，综合两方面最后得出折弯角度为４５　°角具有１２片导流片的风门板结构最佳。

参考文献：
参考文献：
作者简介：
作者简介：
[1]冯良 , 刘鲲, 韩国园等. 大气式燃气燃烧器引射器的CFD 研究[J]. 上海煤气, 2003: 13-16.
[2] 罗畅. 基于CFD 的灶具流动及燃烧数值模拟软件的二次开发[D]. 华中科技大学, 2013.
[1] 曹艳妮.燃煤锅炉煤改气工程浅谈[J].中国房地产业, 2013,4: 521-521.
[2] 马强云.关于SBS 一体式模块锅炉应用的研究[J].建筑工程技术与设计, 2015, 27 ：1505-1505.
林刚（1990-）， 男，硕士，动力工程专业，工程师，主要从事燃烧器开发工作。

王冰（1987-），女，本科，建筑环境与设备工程专业，助理工程师，主要从事燃气设计工作。