集中供熱行業(yè)做為鍋爐使用和能源消耗的大戶，***與節(jié)能是永恒的話題，是關(guān)乎供熱行業(yè)生存與發(fā)展兩個十分重要的方面。按照市委市政府的統(tǒng)一戰(zhàn)略部署，自2013年始至2015止利用3年的時間，我市將完成外環(huán)線以內(nèi)全部集中供熱鍋爐房的燃煤鍋爐改燃氣鍋爐（簡稱煤改燃）工程，燃氣熱水鍋爐將普遍使用。和燃煤鍋爐相比較，燃氣鍋爐在***與節(jié)能方面面臨的問題有著新的鮮明特性和內(nèi)在原因。很有必要對其機理進行深入的研究分析，并采取現(xiàn)實可行的措施方法認真加以應(yīng)對解決，以期充分利用煤改燃工程的實施為供熱行業(yè)注入的創(chuàng)新活力與優(yōu)勢，促進全行業(yè)的健康發(fā)展。
1、燃氣***及其防控措施是燃氣熱水鍋爐運行過程中***工作的重點。
和燃煤熱水鍋爐一樣，燃氣熱水鍋爐（汽）水系統(tǒng)同樣有發(fā)生爆炸的可能危險。由于燃氣熱水鍋爐所使用的燃料天然氣具有易燃易爆的顯著特性，這就使得燃氣鍋爐不僅其（汽）水系統(tǒng)有發(fā)生爆炸的危險，而且其燃氣輸送系統(tǒng)也有發(fā)生爆炸的可能。前者屬于物理爆炸，后者屬于化學(xué)爆炸，而后者往往比前者更敏感、更易于發(fā)生，危害性更大。一旦發(fā)生爆炸，其后果往往是災(zāi)難性的。因此，燃氣熱水鍋爐在使用過程中，在做好其（汽）水系統(tǒng)***控制的同時，把工作的重點要放在燃氣系統(tǒng)的***控制上，堅決杜絕燃氣***事故的發(fā)生。具體地講應(yīng)從事前教育、過程監(jiān)督、措施到位、事后總結(jié)等以下幾個方面切實做好***防范工作。
1.1.加強職工***教育。
決定一切事物的關(guān)鍵因素在于人。為保證燃氣熱水鍋爐的運行***，**高度加強對全體職工特別是參與運行人員的***教育。***教育的培訓(xùn)內(nèi)容主要包括燃氣熱水鍋爐的基本構(gòu)造及其運行原理、天然氣的組分構(gòu)成、物理化學(xué)特性、爆炸極的概念、天然氣的***特性、燃氣熱水鍋爐運行中易于出現(xiàn)***事故的環(huán)節(jié)及**注意的相關(guān)問題、燃氣事故發(fā)生的處置及應(yīng)急預(yù)案、勞動紀律等。并堅持常抓不懈，警鐘長鳴。
1.2.加強職工技能培訓(xùn)。
根據(jù)國內(nèi)外燃氣鍋爐發(fā)生爆炸事故的統(tǒng)計分析表明，運行操作失誤是大部分爆炸事故的主要原因。所以，要防范和減少燃氣事故的發(fā)生，**抓好運行作業(yè)培訓(xùn)這一中心環(huán)節(jié)，其中關(guān)鍵是燃氣鍋爐的管理者和操作人員**具有相應(yīng)的***技術(shù)知識和技能。
燃氣鍋爐的自動化程度遠遠高于燃煤鍋爐，在具體運行操作控制過程中其操作方式已由傳統(tǒng)的電氣點位操作轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮佑嬎銠C觸摸屏操作。由于運行人員普遍文化程度不高，對新生事物的接受相對困難。不敢操作、不會操作、誤操作的現(xiàn)象比較普遍。特別是在燃氣鍋爐啟運點火時易發(fā)生***事故，尤為至關(guān)重要。同時，為保護鍋爐，鍋爐的點火、停火過程均需要在一定負荷下逐步完成，防止鍋爐溫度的驟升、驟降。因此，**加強對運行人員的操作技能培訓(xùn)，在正確的指導(dǎo)監(jiān)督下引導(dǎo)運行人員反復(fù)實踐練習(xí)，直到使其能夠熟練掌握為止。
必要時，實行鍋爐點火、?；鸩僮髌敝剖且环N很好的選擇。所謂操作票制是對電氣作業(yè)中變電站送、停電作業(yè)操作票制度在司爐作業(yè)中的借鑒引用。在操作票上明確唱票人、監(jiān)票人、操作人，明確鍋爐點火、?；鸬木唧w操作步驟和程序。操作時實行一人唱票、一人監(jiān)票、一人操作，從而有效避免誤操作，保證操作準確性，彌補司爐運行人員的技能缺陷。
1.3.配備利用必要的燃氣泄漏檢測設(shè)備，強化對輸氣系統(tǒng)的主動巡檢。
天然氣經(jīng)市政管網(wǎng)輸入到爐前中間經(jīng)歷的環(huán)節(jié)不在少數(shù)，引入距離相對也不算短。在此途中易于發(fā)生各種燃氣泄漏事故，一旦遇到明火、靜電、雷電等起火因素，就會釀成***事故，對此**高度重視，努力做到防患于未然。
一般而言，燃氣鍋爐房施工設(shè)計方案中在鍋爐房頂部均設(shè)有燃氣泄漏自動檢測報警裝置及自動排風(fēng)系統(tǒng)，但這種配置只是一種被動應(yīng)對。為加強對燃氣***的**控制和主動控制，供熱站應(yīng)當再行配置必要的檢測設(shè)備，主動對燃氣輸送系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)隨時檢測，確保燃氣***控制的萬無一失。
市售的手持型燃氣泄漏檢測儀已經(jīng)達到相當高的靈敏度，具有可靠的聲光報警功能，實踐證明對于預(yù)防燃氣泄漏具有很好的使用價值。燃氣鍋爐房應(yīng)當配備、并應(yīng)安排運行人員每班定時對輸氣系統(tǒng)進行檢測。
1.4.制定燃氣泄漏事故應(yīng)急預(yù)案并定期組織應(yīng)急預(yù)案演練。
燃氣泄漏事故是燃氣鍋爐房的易發(fā)事故?！胺彩骂A(yù)則利，不預(yù)則弊廢”，及時制定燃氣泄漏事故處理應(yīng)急預(yù)案，對于能夠有條不紊地及時處理突發(fā)的燃氣泄漏事故至關(guān)重要。應(yīng)急預(yù)案的制定應(yīng)當根據(jù)供熱站自身的人員配備情況因地制宜而制定，努力做到條理清晰、反應(yīng)迅速、責任明確、分工明確、利于實戰(zhàn)。
應(yīng)急預(yù)案編制完成后，為磨練隊伍、增強實戰(zhàn)能力、檢驗應(yīng)急預(yù)案的可操作性，要定期開展應(yīng)急預(yù)案的模擬實戰(zhàn)演練。模擬實戰(zhàn)演練要切忌走過場，虛假應(yīng)付。要一切從實戰(zhàn)出發(fā)，一切從為了一旦事故發(fā)生能拉得出、打得贏出發(fā)，真刀真槍落在實處。從而使參練人員充分鍛煉，磨合出相互配合能力。
通過演練還可對應(yīng)急預(yù)案的不足充分暴露，從而有利于及時修改和糾正，不斷完善。
1.5.嚴格內(nèi)部管理。
1.5.1.燃氣鍋爐房的常開通道要有門禁，可有效避免無關(guān)人員隨意進入鍋爐重地，帶來不***因素。
1.5.2.操作規(guī)程和設(shè)備巡回檢查制度要在顯著位置上墻。
1.5.3.要定期對燃氣泄漏監(jiān)測裝置及排風(fēng)系統(tǒng)靈敏性、可靠性進行檢測，還要積極配合消防部門定期做好消防***報警裝置的年檢工作。
2、對燃氣熱水鍋爐尾部煙道震動形成原因的初步分析及解決方法。
煤改燃以來， 對于安裝燃氣鍋爐在2臺以上，將鍋爐尾部煙氣集中到水平煙道進而利用原有燃煤鍋爐舊煙囪進行排放的鍋爐房，不止一個站點出現(xiàn)了鍋爐尾部煙道的劇烈震動。不僅擾民，乃至有的煙道被震開裂；某鍋爐房在運行中甚至在尾部煙道還出現(xiàn)了劇烈的爆燃現(xiàn)象，對鍋爐***構(gòu)成重大威脅。筆者認為出現(xiàn)上述情況在于下屬原因：
2.1.為利用舊煙囪，受地勢和空間的限制，鍋爐尾部煙道往往走急轉(zhuǎn)彎，乃至180°折返的路徑，煙道阻力過高，使煙氣排放不暢。
2.2.和燃煤鍋爐不同，燃氣鍋爐為微正壓燃燒，無引風(fēng)機，煙氣完全是靠鼓風(fēng)機“吹”出去的。鍋爐尾部煙道無負壓段，處于正壓的尾部煙道相對較長，而尾部煙道恰恰又是鋼制材料，鋼度較燃煤鍋爐常使用的磚煙道差，易于引起共振。
2.3.同樣以14KW熱水鍋爐為例：燃煤鍋爐一般配備鼓風(fēng)機1臺，功率N=37KW，流量Q=32079m3/h，壓力P=2559Pa；引風(fēng)機1臺，功率N=75KW，流量Q=50356m3/h，P=3393Pa。而燃氣鍋爐只配備鼓風(fēng)機1臺，功率N=55KW,流量Q=19440Nm3/h，壓力P=7000Pa。
燃煤鍋爐在嚴寒期滿負荷運行條件下，鼓風(fēng)機運行功率控制在額定功率的30%左右，引風(fēng)機運行功率控制在額定功率的60%左右。由于鼓風(fēng)機的任務(wù)基本在于克服爐排及煤層阻力向爐內(nèi)提供豐富的O2，燃煤鍋爐為微負壓燃燒（-5～-10Pa），爐膛內(nèi)的壓力近似等于大氣壓力。在同樣的進氣條件下，對于同一臺風(fēng)機其相似率完全適用。
令N1為額定功率、P1為額定風(fēng)壓、N2為實際運行下降功率值、P2為降功
即燃氣鍋爐的尾部煙道壓力是燃煤鍋爐的1.4倍?？梢娫谌萘肯嗤瑮l件下燃氣鍋爐尾部煙道承受的壓力遠高于燃煤鍋爐。
2.4.實踐表明，和燃煤鍋爐相比較，燃氣鍋爐對于煙氣排放系統(tǒng)的要求更高，也更為敏感。煙氣排放不通暢勢必會影響爐膛內(nèi)的室式燃燒，造成燃氣的燃燒不充分，使鍋爐煙氣中可燃氣體含量增高。對于不完全燃燒物CO而言，其爆炸極限為12.5%-74.2%，比天然氣的爆炸極限5%-15%范圍更寬，從而也更加危險。因煙氣排放不暢造成個別燃氣鍋爐房出現(xiàn)爆燃現(xiàn)象也就是情理當中的事情。這種現(xiàn)象是相當危險的，**高度警惕，一旦條件具備甚至有引起鍋爐爆炸的風(fēng)險。
綜上，對于燃氣鍋爐將其尾部煙氣集中于水平煙道進而利用原有燃煤鍋爐舊煙囪進行排放的方式，值得商榷。把用于處理燃煤鍋爐煙氣排放方式憑想當然照搬于燃氣鍋爐，處置不當，得不償失，甚至帶來高風(fēng)險。
對于燃氣鍋爐而言，建議每一臺鍋爐均采用獨立的煙道系統(tǒng)。其初投資規(guī)模并不大，而燃燒運行效果非常好，是解決上述問題的理想選擇方案。且對于任一供熱站改燃工程而言基本上都能找到空間進行合理布置，實現(xiàn)單臺鍋爐煙氣的獨立排放。
3、對燃氣鍋爐水外側(cè)金屬腐蝕形成原因的初步分析及預(yù)防應(yīng)對措施。
燃氣熱水鍋爐使用的燃料是天然氣，天然氣的主要成分CH4。CH4在燃燒過程中存在以下化學(xué)反應(yīng)：
CH4+2O2=2H2O+CO2
根據(jù)上式，經(jīng)化學(xué)計算可得知，每燃燒1Kg的天然氣大約將產(chǎn)生2.25Kg的水，亦即每燃燒1Nm3的天然氣會產(chǎn)生1.74Kg的水。在實際運行中天然氣燃燒產(chǎn)生的這些水分很大一部分在鍋爐內(nèi)部遇冷而生成冷凝水。由于天然氣中含有一定量的H2S,H2S在燃燒中生成SO2或SO3和水結(jié)合后生成H2SO3或H2SO4；空氣中含有大量的N2，在熾熱燃燒的情況下，會生成NO及NO2，和水結(jié)合后產(chǎn)生HNO3，因而冷凝水是呈酸性的。經(jīng)實際測試，冷凝水的PH值在3-6之間不等，它們附著在鍋爐內(nèi)部的金屬表面上，會對鍋爐金屬結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較強的腐蝕作用。同時鍋爐在燃燒過程中為使天然氣充分燃燒，需要一定的過量空氣，空氣過量系數(shù)一般控制在1-1.2之間。過量空氣中的O2在經(jīng)燃燒反應(yīng)被加熱溫度較高又有凝結(jié)水的環(huán)境下，活性增強，也會加速對鍋爐金屬結(jié)構(gòu)的氧化腐蝕。
上述因素是燃氣鍋爐產(chǎn)生腐蝕的根本原因。
應(yīng)當說只要鍋爐燃燒運行，酸腐蝕和氧腐蝕就不可避免。關(guān)鍵在于實踐表明，越是那些能保持運行在較高負荷段、燃燒狀態(tài)充分的鍋爐，腐蝕反而越輕、甚至微乎其微；越是那些“大馬拉小車”不得已運行在較低負荷段、燃燒狀態(tài)不充分的鍋爐，腐蝕反而越重、乃至達到觸目驚心的地步。因此，為防止由于金屬嚴重腐蝕對鍋爐***的破壞作用，**對鍋爐的運行狀況進行控制。
綜上，筆者建議采取以下預(yù)防應(yīng)對措施：
3.1.鍋爐運行中**考慮鍋爐容量和供熱面積之間的合理匹配，以期能夠使得無論在任何供熱階段，運行幾臺鍋爐對外供熱均能使每臺鍋爐運行在效率工況，這就是鍋爐容量上的模塊化配置，可有效減少冷凝水的產(chǎn)生。
3.2.在保證***的條件下適當減少鍋爐的循環(huán)水量，提高爐膛溫度，同樣可以達到減少冷凝水產(chǎn)生的目的。
3.3.供熱期結(jié)束后要及時對鍋爐內(nèi)部進行檢查、除銹、清理，防止腐蝕進一步加深。
3.4.在對鍋爐內(nèi)部水側(cè)進行濕保養(yǎng)的同時，不放棄對鍋爐內(nèi)部金屬結(jié)構(gòu)水外側(cè)的夏季保養(yǎng)，阻止酸腐蝕、氧腐蝕的加劇。
3.5.加強對鍋爐易腐蝕部位的觀察、檢測，盡早采取果斷措施進行維修。
4、對燃氣熱水鍋爐運行過程中節(jié)能特性的分析比較及節(jié)能措施。
我國是一個油、氣資源相對貧乏的***。和燃煤相比，天然氣價格昂貴，來之不易，當念物力維艱。
從目前實際運行結(jié)果看，各供熱站氣耗量均在10m3/m2·a上下不等，（注：本文所指m2，均按供熱建筑面積計算，下同）如暫按10m3/m2·a粗略測算，根據(jù)天然氣銷售價格為3.25元/m3，則單位面積供熱成本僅此一項費用就達到32.5元/m2·a，遠高于居民采暖價格25元/m2·a。為實施煤改燃工程，政府需要投入巨額資金以支持供熱企業(yè)運轉(zhuǎn)。
節(jié)能減排、降低碳排放量、減少溫室氣體效應(yīng)、遏制氣候變暖是我國的基本國策，也是我國政府對**做出的莊嚴承諾。
因此，供熱行業(yè)做為能耗大戶，**樹立全局意識，站在***大政方針，胸懷天下的高度在保障***的前提下，把節(jié)能工作列為頭等大事，認真做實做好。
下表為河北區(qū)供熱辦所轄12個燃氣鍋爐房2014-2015采暖期基本情況調(diào)查匯總表：
序號
站名
供熱建筑面積 （萬㎡）
氣耗 （m3/m2）
爐型 數(shù)量（品牌）
運行方式
1
橋園里
31.73
9.47
WNS14-1.25/115（95）/70-Y.Q×2特富 M64A024×1菲斯曼
初、末寒期開1臺，嚴寒期再加1臺調(diào)峰
2
長青北里
19.95
8.69
WNS14-1.25/115(95)/70-Y.Q×1青義
全運行期只開1臺
3
富強道
145.99
9.36
KDZS29-1.25/130/70-Y(Q)I×4 寶成
初、末寒期開2臺，嚴寒期3臺
4
繁華里
37.25
10.31
WNS14-1.25/115（95）/70-Y.Q×2特富
初、末寒期開1臺，嚴寒期開2臺低負荷運行
5
國宜里
19.09
9.95
模塊鍋爐10臺 博士
初、末寒期3-4臺，嚴寒期5-6臺
6
文江里
31.25
9.79
WNS14-1.25/115（95）/70-Y.Q×2特富
初、末寒期開1臺，嚴寒期再加1臺調(diào)峰
7
革新道
30.4
8.26
WNS14-1.25/115/70-Q×2 法羅力
初、末寒期開1臺，嚴寒期再加1臺調(diào)峰
8
正義道
51.07
9.61
SZS29-1.6/130/70-Q×2 方塊
全運行期只開1臺
9
烏江路
68.05
8.87
WNS14-1.25/115/70-Q×4 法羅力
全運行期只開2臺
10
愛賢里
33.4
9.09
SZS21-1.6/130/70-Q×1 SZS29-1.6/130/70-Q×1 方塊
交替運行
11
民權(quán)門
29.22
10.36
模塊鍋爐16臺 志好
初、末寒期開5-6臺，嚴寒期8-9臺
12
江都路
74.65
9.43
M64A024×2菲斯曼 WNS14-1.25/115/70-Y×3富爾頓
初、末寒期開1-2臺，嚴寒期2臺****，1臺60-70%
結(jié)合各供熱站點的技術(shù)條件，僅從考量燃氣鍋爐自身角度出發(fā)，對上表進行初步分析可得出如下結(jié)論：
4.1.各站的氣耗存在明顯差異，氣耗站和氣耗站差距達1.62m3/m2a，這一差距整個運行期結(jié)束，由于燃氣價格高昂全氣耗成本存在巨大差額，經(jīng)濟效益將顯著不同。
4.2.氣耗的高低和鍋爐品牌有關(guān)，同一規(guī)格型號的鍋爐，相比較而言品牌不同負荷能力、熱效率不同，氣耗水平不同。
4.3.氣耗的高低和鍋爐采用的類型有關(guān)，同等容量下不同類型的鍋爐氣耗水平不同。
4.4.氣耗的高低和鍋爐容量與供熱面積之間的相互匹配有關(guān)，亦即和鍋爐的運行狀態(tài)有關(guān)，匹配越合理，鍋爐越是能在效率工況運行，氣耗水平越低。
4.5.氣耗的高低和鍋爐房工藝設(shè)計布局、煙氣排放方式有關(guān)。鍋爐煙氣獨立排放的方式優(yōu)于2臺以上鍋爐利用舊煙囪集中排放的方式。
在上述諸多因素中，綜合各種實際情況，為達到節(jié)能降耗的目的，建議采取下列方法運用于煤改燃工程建設(shè)：
1.擇優(yōu)選用節(jié)能效果明顯的鍋爐品牌。
2.供熱站煤改燃設(shè)計中**考慮鍋爐容量和供熱面積之間的合理匹配，以期能夠?qū)崿F(xiàn)良好的鍋爐容量上的模塊化配置，保證鍋爐在效率工況運行，降低能耗。
3.燃氣鍋爐**實行單臺鍋爐煙氣的獨立排放，以利于充分燃燒。
4.對于已經(jīng)改燃、能耗偏高的供熱站，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟分析確定技術(shù)改造方案可行，合理期限內(nèi)通過降低能耗能夠收回改造投資的，應(yīng)當立即進行技術(shù)改造。
結(jié)束語：煤改燃工程的實施，使清潔能源在我市供熱行業(yè)獲得廣泛應(yīng)用。這對于減少有害污染物排放、改善環(huán)境質(zhì)量、綜合治理霧霾、實現(xiàn)供熱行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展、造福子孫后代有著嶄新的時代意義，功在當代、利在千秋。
對于燃氣熱水鍋爐在運行過程中***與節(jié)能方面出現(xiàn)的具體實際問題，“挑戰(zhàn)與機遇并存”，做為供熱人我們更有著不可推卸的責任和義務(wù)，**積極應(yīng)對，在深入研究分析的基礎(chǔ)上認真加以解決。通過不懈的努力充分利用煤改燃工程實施為供熱行業(yè)注入的創(chuàng)新活力和優(yōu)勢，促進全行業(yè)的健康發(fā)展。
