锅炉煤改气的设计策略

锅炉煤改气的设计策略

摘要：通过对比燃气锅炉与燃煤锅炉在节能环保和运行方面的优势，分析燃煤

锅炉房“煤改气”工程的必要性，并在技术方面提出建议和注意事项。为了加强环

境治理，确保现有资源的平衡，随着陕北、新疆、渤海等各大油、气田开发出大

量天然气供给各城市，为了有效利用能源，控制大气污染，将燃煤锅炉更换为燃

气锅炉势在必行。但由于经济财力等客观原因所限，能将原有燃煤锅炉改造为燃

气燃油锅炉的计划一直难以实现。实际上一般工业锅炉均配有良好的水质处理设备，在正常使用情况下，其工作寿命可达数十年以上，所以将锅炉“煤改气”是一

种既节省资金又工期短，见效快，切实可行的好办法。

关键词：燃煤锅炉燃气锅炉节能环保

针对现阶段电力行业是否应积极推行“煤改气”政策，发达地区的“煤改气”经

验是否应在全国推广等问题，各方观点不一。有专家认为，天然气无论是在运输

的过程中还是在燃烧发电的过程中，都能够体现出比煤炭更大的“清洁优势”，推

行“煤改气”政策是有效治理雾霾的重要途径之一。但也有专家认为，从全局来看，当前主要任务是要把有限的资金用在治理那些对环境影响更大的污染源上，使资

金的使用更有环境效益。更有专家认为，“煤改气”应该缓行，现有的经济水平难

以长期支撑成本较高的天然气发电，企业靠政府补贴也不是长久之计，我国应立

足国情和现实，将煤炭清洁化利用、治理“散煤燃烧”作为治霾的首要着力点。

一、“煤改气”问题的背景

且不评论各方观点孰是孰非，但当我们再次思考“煤改气”问题时，一些现实

情况已不容忽视。

首先，“煤改气”造成发电企业的成本压力大增。我国一次能源结构具有“富煤、贫油、少气”的特征，天然气成本较高，且供应能力有限，用天然气取代煤炭发电，导致发电企业的燃料成本增加；另外，除去初次改造设备的支出以外，后期使用

上的新增成本也不少。

其次，虽然有政府财政补贴，但资金落实不到位的情况还时有发生。我国各

地的财政基础不同，部分经济相对落后的地区对企业的配套补贴难以落实，导致

企业对“煤改气”信心不足，推行效果大打折扣。

再次，由于天然气发电越发越亏的高成本压力，有些地区甚至出现了用燃煤

发电替代燃气发电的“反替代”现象，这与“煤改气”和“城市气化”的初衷背道而驰。

最后，目前，我国大部分已建和在建项目的天然气发电机核心技术多由国外

控制，美国GE、德国西门子、日本三菱“三大巨头”几乎垄断了中国市场，导致我

国天然气发电设备的购置费和维修费相对高昂。

因此，面对日益趋严的环保标准和如此艰难的“煤改气”工程，发电企业也在

另辟蹊径，进行着一场特殊的“煤电保卫战”。近来，就有某些发电企业主动提出

了燃煤电厂“近零排放”（或称“超低排放”、“超清洁排放”、“达到燃机标准水平”等）的概念。当我们认真分析其动因时，就会发现：除环保方面的社会责任外，有的

是为了获得企业当前或未来发展中新的煤电项目的审批，有的是为了防止现有煤

电机组被“煤改气”从而付出比“近零排放”更高的成本代价，有的是为了种种原因

与地方政府达成某种协议，等等。那么，为了碧水蓝天，当前我们究竟是要在全

国大力推行“煤改气”政策，还是要积极推广燃煤发电“近零排放”经验呢？事实上，无论是“煤改气”还是“近零排放”，都应遵循社会总成本最低的经济学原理，这才

是治理雾霾的理论依据。必须综合考虑经济效益、环境效益和社会效益，任何不

计经济代价的环境保护政策最终都是难以持久的。

二、燃煤锅炉的缺点

1.体积大辅机多占地面积大

燃煤锅炉体积大、钢材耗量多，每台锅炉都单独配有煤仓、分层给煤装置、

炉排及减速箱、鼓引风机、除尘脱硫装置、烟风道、电气仪表柜等，共用设备还

有推煤机、抓斗吊车、运煤机、除渣机、运渣带、烟囱等。锅炉房及储煤、储灰

场占地面积大，造成土地资源浪费。

2.热效率低耗电多能源浪费燃煤

锅炉因炉墙、烟风道密封不严造成空气系数过大，煤燃烧不充分，热效率约70%~80%，有的单位小吨位燃煤锅炉热效率更低至50%~60%，燃煤浪费严重。每

台锅炉配套电机的总额定功率分别为140kW或280kW，锅炉房全年耗电

750×104kW•h左右，能耗高。同时还要消耗大量清水用于除尘脱硫及煤场降尘等

工作。

3.环境污染严重

煤燃烧产生大量CO2、SO2、NOx、炉渣和灰尘，虽配备除尘脱硫装置，但因

系统复杂、效果稳定性差、故障率高，仍会造成环境污染。露天储煤、储灰场更

加剧了粉尘污染。同时众多运转设备产生噪声污染、机械设备漏油造成油污染等

问题。

4.设备故障多维护成本高

锅炉系统中任何一台机械或电气设备、重要仪表出现故障，都会影响锅炉正

常运行，严重的必须停炉进行处理，少则十几分钟，多则数小时。由于辅机多、

设备笨重、使用时间较长后故障增多，维护人员劳动强度大，维修费用非常高。

5.自动化程度低操作复杂

燃煤锅炉需要手动操作，经常需要调整给煤量、风煤比、放灰等，工作量大，难以精细化运行。每台锅炉每班要配备两名司炉人员，要定时进行火床调整、巡

回检查，还要配置上煤、除渣等工作的人员，人员需求大。锅炉启停炉问题较多，正压燃烧、供氧不足、燃料未充分燃烧、炉膛温度上不来，造成引火时间长、升

压慢，必须提前1h~2h启炉；而锅炉压火期间为防止煤燃烧经常要启动炉排用新

煤覆盖，蒸汽锅炉还要定时进行补水。此外，单台炉耗煤量难以精确计量，不便

于能耗统计分析与经济考核。

三、锅炉“煤改气”的基本原则和要求

燃煤锅炉改造为燃气锅炉从根本上改变了锅炉的燃烧方式，同时对锅炉运行

工况、锅炉房综合管理都带来巨大的变化。特别是燃料气体如天然气、煤制气、

焦炉气等是可燃、可爆的有毒气体，如果处理不当会发生炉膛爆炸，燃气外溢甚

至会引发火灾等。所以，对锅炉“煤改气”，以下几个方面应引起大家重视。

1.锅炉改造必须遵照《蒸汽锅炉安全技术监察规程》和《热水锅炉安全技术

监察规程》及国家有关技术法规进行。锅炉改造方案应得到当地锅炉监管部门的

认可。

2.应认真检查锅炉承压受热面是否存在严重腐蚀、结垢、过热等情况，受压

元件必须保持基本完好。其次应根据锅炉工作年限确定其改造使用价值。上述检

查工作应请当地锅炉监检部门进行。

3.应认真检查锅炉炉墙、烟道系统、锅炉给水系统及锅炉送风、引风系统。

以上各系统应保持基本完好。

4.锅炉改造后应保持锅炉原技术参数不变，如工作压力、温度等。而且应保