基于奥林电子比例调节燃烧器在美国CB锅炉的应用研究

摘要本文介绍了运用全自动电子比例线性控制技术、提高锅炉的燃烧效率，降低锅炉的燃气比，降低企业综合能耗，降低碳排放。研究针对美国CleaverBrooks公司的CB-200-700-200 10T四回程燃气锅炉，采用奥林最术电子比例线性负荷控制技术，取代CB锅炉原有集成式一体机械单凸轮燃烧控制调节，解决运行效率低，燃烧不充分，调节风气比难度大等问题。

【关键词】燃气锅炉 燃烧器 电子比例调节燃烧效率 节能减排

洛阳卷烟厂现有三台美国原装CB-200-700-200 10T燃气四回程锅炉，燃烧器为CB公司集成式一体燃烧器，调节方式属机械单凸轮调节，调节落后，机械结构不灵活，在设定风、气比的时候只能单一对燃料进行调节，从低负荷调到高负荷设定好风、气比后，再从高负荷回到低负荷风气比又发生变化。此种调节方式导致锅炉在运行中噪音高达94db,并产生共振，多次造成炉膛耐火砖脱落，严重时可造成炉膛变形，直接威胁着锅炉的安全运行。锅炉额定产气量为10吨/小时，实际产汽能力仅有6-7吨/小时，投入产出不合理。蒸汽压力不稳定、无法保证生产线稳定运行，设备有效作业率低，动力能源消耗大，与国家节能降耗相悖。

1 研究内容

目前燃气锅炉大多采用通用的机械单凸轮调节、机械双凸轮调节风气比，但是电子比例线性调节控制锅炉负荷调节是发展趋势。经国内外相关资料查阅，在美国CB锅炉上的应用，目前还没有。所以本课题针对电子比例调节的燃烧器在美国CB上进行升级改造应用进行研究，通过研究应用，提高锅炉的燃烧效率，降低锅炉的燃气比，降低综合能耗，降低碳排放。

2 系统研究设计

引进适合现有锅炉本体接口的燃烧器及其附属设备进行升级改造创新，与燃烧系统一起重新调试，提高锅炉效率至最佳。

2.1 通用技术设计原则

（1）锅炉燃烧设备应能安全、高效地燃烧天然气燃料，燃烧设备的设计和安装应满足有关标准规范的要求。

（2）燃烧室的形状及大小应保证：在任何运行工况下，火焰不能冲刷水冷壁。

（3）锅炉所配燃烧器的热功率必须与锅炉额定热功率相匹配，并有10%的超负荷能力，满足锅炉负荷变动的要求。

（4）燃烧系统的检测、控制系统应满足锅炉负荷调节的要求。

（5） 燃烧系统的各种连接应牢固耐用，确保振动不会引起松动。

2.2 燃烧器技术要求

（1）燃烧器采用全自动电子比例调节燃烧器；

（2）燃烧器选用低NOx型的燃气燃烧器，NOx排量应小于150mg/Nm3。燃烧器调节比要求至少达到1：4。在锅炉负荷变化范围内，燃烧器应能实现自动程序控制。

（3）燃烧器应设有进风调节装置，调风器应精密加工。叶片、轴及外壳的材料应能承受燃烧器设计所需的最高温度。

（4）燃烧器应配备点火器，用于自动点燃天然气，配备火焰监测器，点火安全保护装置。

（5）燃烧设备的燃烧效率不低于99%。

（6）燃烧器须能根据现场锅炉本体结构进行定制，燃烧器与鼓风机一体式布置。

3 关键技术及实施

3.1 燃烧器的选型

通过外出考察，大量翻阅资料，多次现场测绘，比较了威索、考克兰、威特等众多国际化品牌燃烧器，依据性价比及定制服务，含氧量不大于3%的最佳控制能力，选择奥林GP系列燃烧器。该燃烧器上部结构装有可拆卸的盖板，在不需拆卸燃烧器的情况下维护燃烧头的喷嘴和点火电极；不锈钢燃烧头和扩散盘可以承受高达1200℃的高温；在整个负荷的范围内，燃烧头部位的空气配比是通过智能控制系统来实现最佳的状态。

3.2 燃烧器的安装

CB锅炉燃烧头安装孔深度为390mm，定制一台390mm的燃烧头。把“锅炉连接板”与“锅炉前面板”定位打孔，精准定位，同时用耐高温陶瓷纤维材料对空隙部分进行填充以达到密封隔热的作用。

3.3 前、后端盖部位改进

如图1所示，改造前风机与燃烧器是分体式的，风机通过风室向燃烧器送风，锅炉前面板与高温烟气由一块20mm厚的挡板和风室隔开，锅炉运行时风室起到风墙冷却作用，锅炉前面板温度不超过40℃。改造后燃烧器与风机为一体式，图2中的风机与风室不再使用，会出现锅炉前面板高温，温度高达80℃，我们在风室内填充硅化铝材料并把风道堵死密封，改造后锅炉前面板高温问题迎刃而解。

4 结束语

通过对先进的电子比调式奥林燃烧器在燃烧系统相对落后的美国CB锅炉上的成功应用研究，实现了锅炉全自动比例负荷调节控制，降低噪音，消除共振，锅炉安全、稳定、高效、节能运行。经测算分析，10吨的锅炉吨蒸汽所消耗天然气量下幅约5Nm3，平均每年为企业节约近50万元。减少向大气中排放二氧化碳631.31吨，二氧化硫2047.03公斤，氮氧化物1782.13公斤。本项目的研究应用，对于持续降低企业的用能指标，降低能源消耗，保护环境、节能减排，创造了显著的经济效益和社会效益，为企业及社会可持续健康绿色发展做出了积极贡献。

参考文献

[1]王革,燃气锅炉选择燃烧器应注意的问题[J],应用能源技术,2003(02).

[2]皱焕英,张焕平.小型燃气锅炉及燃烧器的改造[J].山东冶金,2010(01).

[3]桂锁x,刘清卫.35t燃气锅炉燃烧器改造分析、论证与实施[J].铸造技术,2011(06).

[4]刘景新,刘红星.燃气燃烧器的选型分析[J].节能,2013.

作者单位

河南中烟工业有限责任公司洛阳卷烟厂河南省洛阳市471003