ＬＯ ＣＡＲＢＯＮ ＯＲＬＤ ２０１７／７ 低碳技术 燃氢蒸汽锅炉工艺技术的运用研究 桑晓琴（新浦化学（泰兴）有限公司，江苏省泰兴市２２５４００） Ｉ摘要】燃氢蒸汽锅炉在烧碱生产中起到重要作用，它的出现为烧碱生产利润最大化提供了有效的保障。那么燃氢蒸汽锅炉工艺技术就需要 被重视起来，本文简单分析燃氢蒸汽锅炉工艺技术的运用情况。 【关键词】燃氢蒸汽锅炉；工艺技术；运用 【中图分类号】ＴＱ１１４ 【文献标识码】Ａ 【文章编号】２Ｏ９５—２０６６（２０１７）１９—００９７—０２ ｌ刖舌 燃氢蒸汽锅炉是我国的专利．它出现后将氢气作为了一 种燃烧燃料，节省了煤炭等能源，同时也使得一些生产过程中 产生的氢气能被有效的利用．从而实现了我国环境保护中节 能减排这一目标。燃氢蒸汽锅炉近几年才被使用就可以看出 它的工艺并不简单．需要注意的问题还要许多。文章从以下几 个方面来研究燃氢蒸汽锅炉工艺技术的运用。 ２燃氢蒸汽锅炉的工艺技术方案 ２．１方案的选择 ２．１．１燃料、原料路线的选择 生产中产生的副产氢气集中进入氢气气柜。副产氢气除 供厂内其他产品生产需要外．在部分时段，还有剩余的氢气。 锅炉用水来自厂内纯水站。 ２．１．２工艺技术选择 ①氢气具有爆炸性，只要浓度达到了比例后，就会存在爆 炸的隐患 一旦遇到明火后就会发生爆炸。并且氢气爆炸的上 下限范围比较广，所以存在极大的危险。因此在进行工艺技术 的选择上．首先就要将爆炸问题考虑到其中。②增加燃烧室客 积 ③锅炉采用液化气全自动点火，当高能点火器线路接通 后．在其末端即发出脉冲火花．液化气送入后即被点燃。若未 点燃．即关闭点火器。锅炉系统鼓风机设定为常吹扫模式，锅 炉燃烧故障后有足够吹扫时间，吹扫后，由人工进行测爆，再 重复上述过程．通过火焰监察来观察火焰是否点着。④点火枪 点着后。稳燃３ｒａｉｎ，再点主燃气，如未点燃也应关闭所有进气 阀门，再重复上述过程。主气点燃，运转数分钟后，在烟囱部分 测试烟气中是否存在可燃成份。⑤锅炉部位增设足够防爆面 积．分别设在炉膛、热交换段及预热器部位。⑥锅炉及辅机均 露天布置。将操作室以及大部分动力设备均设在锅炉站防爆 区域外 ２．２燃烧系统 氢气从氢气气柜来，经罗茨风机增压后，进入管路调压系 统．经燃烧器喷入锅炉燃烧室内。助燃空气经风机进入调风 器．再进入锅炉的燃烧室。助燃空气在炉膛与燃烧器内喷出的 氢气混合并燃烧 燃烧后的烟气与水、汽换热后通过烟囱排入 大气。点火燃料采用液化气。液化气在点火时由外购铜瓶提供。 ２．３自控水平和主要控制方案 本项目主要由燃气输送系统、锅炉系统、燃烧系统和控制 系统四部分组成。其中。锅炉系统中的锅炉控制系统、除氧器 控制系统、氢气输送系统及燃烧系统的控制部分由设备成套 供应。自控专业负责协调各控制部分仪表设备规格的统一和 控制信号之间的连接以及现场仪表的选型、仪表控制盘的设 计以及所有现场仪表和控制室间的信号连接 蒸汽锅炉站部 分采用控制室集中显示、控制、联锁及现场指示相结合的控制 方案，采用常规仪表。燃烧系统部分采用控制室集中显示、控 制、联锁及现场指示相结合的控制方案 其中点火停炉控制采 用ＤＣＳ＋ＰＣ＋燃烧程序控制器多重控制 ２．３．１仪表选择 仪表的选择受到多个因素的制约．因此在进行仪表的选 择上要充分考虑到每一个因素的影响。 （１）温度测量 ①现场仪表：采用双金属温度计，套管材质为不锈钢。 ②远传仪表：一次仪表采用热电阻，套管材质为不锈铜。 （２）压力测量 现场仪表：采用不锈钢压力表。 （３）流量测量 远传仪表：一次仪表，采用孔板流量计，输出信号为４～ ２０ｍＡＤＣ：二次仪表，采用智能流量积算仪。 （４）液位测量 远传仪表：一次仪表，采用磁性浮子液位计（带变送器）， 输出信号为４—２０ｍＡＤＣ：二次仪表，数字显示。 ２．３．２动力供应 （１）仪表用空气 仪表空气消耗量：４０ｍ７ｈ。仪表空气压力：０．７ＭＰａ。仪表空 气：无油、无尘、无水。 （２）仪表用电源 电源为：２２０ＶＡＣ±１０％，５０Ｈｚ：用电量为：３ｋＷ。 ２．４主要设备的介绍 ２．４．１燃氨气燃烧器 （１）氢气燃烧器的安全保障 燃烧器的安全性不仅自身的要求，且直接决定了生成系 统的安全，这也是足于证明了它在系统中的至关重要性。氢气 利用的不安全性其表现为：管道输送中有氧气混入，发生爆 炸；氢气的爆炸极限（４．１～７４．２％）广；燃烧速度奇快，易回火发 生爆炸；氢气火焰界面温度可达２Ｏ００ｃｃ以上．足于熔化任何金 属：若有不完全燃烧或泄露引起炉内外爆炸，针对上述现象采 取了多种措施，给予解决，得到了保障。 （２）燃烧器的组成配置具有如下主要安全联锁功能 ①燃烧器停止燃烧后，风机继续运行，助燃空气继续将炉 膛内吹扫，预防残留废气的存在，将其排出炉外。 ②当鼓风机有故障或助燃空气压力低于设定值时，当氢 气压力低于或高于设定值时．当检测到双安全切断阀阀组漏 气时，当火焰检测器检测到火焰故障时等等．燃烧器立即连 锁．停止工作。 （３）燃烧器的性能保证 ①一般燃烧器设计容量要比额定燃烧量大ｌ０％以上．且 根据每一个客户燃气成份的不同，都要对燃烧器的出力作适 当修改设计．以就保证性能。 ②燃烧器及其系统配置，如稳压阀、高低压保护开关、检 漏计、负荷调节器等都已连接纽装成套交货．确保系统质量 ⑧具有特殊的机械比例控制器．非常安全可靠地根据负 荷的变化实现比例控制 ９７ 低碳技术 Ｌｆ）Ｗ ｔ：Ａ Ｒ８ｔ）Ｎ Ｗ￡）ＲＬＤ ２ｔ）｛７，７ 山地光伏方阵组串排布新形式探讨 张【摘鹏，吉晓红，胡会永（黄河勘测规划设计有限公 ，河南省郑州巾４５０００３） 要】由于山地地形地质复杂，在祖地范围紧张的情况下给山地光伏方阵布置提出更高的要求。本文从山地光伏的地形和地质特点出发，提 出山地光伏方阵布置设计的要点和光伏方阵的布置方法。根据光伏组串传统布置和光伏标；隹支架设计，提出现行方阵组串排布过程中遇到的 土地浪费的问题。在传统组串的基础上，对标准组串进行改进为１／２组串和联排组串形式。从山地自身的特点和平面设计、结构土建及电气专 业的设计特点，并进一步论证了新增组串形式的必要性、可行性和优越性。通过实例验证，为以后的山地光伏电站方阵布置提供经验。 Ｉ关键词】山地 光伏 １，２组串，２倍联排组串：布置 【中图分类号】ＴＭ６１５ 【文献标识码】Ａ 【文章编号】２０９５—２０６６（２０１７）Ｉ９－００９８—０２ 由于复杂的山地地形和地质的因素，造成方阵布置地块 分散。组串支架立柱与地形的协调性差．施工控制难度．施工 建设成本高．建设速度较慢『“ 针对山地光伏项目开发的客观 特点与难点，同时考虑到山地土地性质的不确定性，场区的租 地显得尤为重要 如何最大限度地利用山地光伏场区已租土 引言 受山地地形和地质因素的制约，山地光伏电站的方阵布 置一直是方阵设计的首要问题 现行的光伏方阵设计．光伏组 串由一般为２×１１组件组成的组串单元，在平面投影为一个约 ２．８ｍｘｌ １．１ ｒｎ的矩形平面 在方阵平面布置中，由于矩形长边 方向较长，在遇到方阵中的围拦、道路、箱变等构筑物时出现 排布空间不足，空出白地 由于山地土地资源紧张，本研究从 提高山地光伏土地利用率角度出发，针对光伏方阵的白地区 域．进行光伏组串的排布优化．提出适用于山地光伏的纽串平 面排布新形式 ． 地，使场区方阵布置的紧凑和集约，成为各大光伏发电投资公 司共同追求的目标， ２光伏斤阵布置要点 在做方阵总平面设计之前，开发单位一般要提供光伏场 区的租地红线．．此红线为经过国土部门规划部门认可并备案 １山地光伏的地形地质特点 山地光伏荒山用地地形起伏．局部坡度较陡，山坡面正东 的租地红线，根据国土资规Ｉ２ｏ１５１ｌ１号《光伏发电站工程项目 用地控制指标≯的要求，本着节约利用土地的原则规划光伏方 阵用地 在没有特殊的情况下。对于山地光伏电站每ＭＷ用地 指标一般不大于４０亩 、 西和正南北都有地形坡度，坡度一般在０—４Ｏ％，双向坡坡面给 方阵布置带来更多的工作 、 山地地质同样复杂．表层（一般０．５ｍ以内）多为碎石土或 种植土，表层下多为风化岩石，风化强度不一。山地光伏用地 范围内山坡面附着地物多且庞杂：自耕地、林木及果木、坟地、 矿、枯井、水渠、千沟、石房子、简易房、线杆及电力铁塔等． ．∈∈（芒～∈｛０∈｛亡芒∈ｅ＿∈— ｛ ∈∈暑 暑∈∈《 在租地红线内．进行光伏方阵设计： （１）按租地红线设置围栏 一般来说，围栏基础最外边线 与红线齐平 考虑到方便施工和运维．围栏尽量做到整体连 片．将圈入围栏内公共便道协调至围栏外，便于运维 ＥＸ｛—∈— ∈—∈ｅ∈岳眚∈∈—∈∈∈《《ｅ芒毒 ＥＥ 毫ｅ∈ Ｅｅ毒∈＜∈∈ 每台燃烧器制造完毕后（含系统配置）均要在测试台上 进行严格的安全和性能测试．合格的才能出厂 绩的、新颖可靠的使用以微处理器为基础的ＤＣＳ 系统内所有 模件将均是散热量低固态电路，标准模块化和插入式结构 计 （４）氢气燃烧器的组成 算机采用Ｐ４工控机，硬盘容量大，工作稳定可靠 ２２寸彩色 液晶屏显示， 锅炉可手、自动控制 为保证安全和不影响锅炉 其组成有燃烧盘、燃烧头（嘴）、风压开关、负荷调节器、火 焰检测器、点火变压器、比例控制器、检漏计、高低压开关、稳 出汽，另设脱机手动控制．当计算机发生故障时，可人工操作 按钮，启动锅炉运行．各报警保护功能保留 根据用户需要，锅 炉控制系统配备电视摄像头实时地监视锅炉水位变化及锅炉 压阀、过滤器、程控器及其配管、氢气阀组等 ２－４－２卧式燃氢蒸汽锅炉优点 锅炉采用双锅筒Ｄ型水管炉布置，水循环布置合理，炉膛 火焰充满度好：二回程结构．热风滞留时间长．烟气出口处装 有省煤器．热效率可达９１％以上 锅炉采用膜式水冷壁和对流 系统故障短信发送， 对每个操作站所处理的信息、画面限制， 以及系统对不同级另１】的操作设置．通过“密码”等功能采达到， 对设置操作．均能设置安全保护措施．具有防止误操作的功能． ．通过授权，操作员只能观看或操作被授权区域的过程和变量． 管束隔墙结构．密封性高．不产生烟气渗漏，以及炉膛微正压 强化燃烧．传热效果好从而减少热损失 锅炉结构紧凑、体积 小，整机安置在底部支架上，不仅整装运输，安装方便，而且对 安装基础要求不高 产生的蒸汽含水率低，品质好。安装周期 ３总结 燃氢蒸汽锅炉工艺技术的运用，不仅可以有效提高生产 效果而且对环境的保护、资源节约等方面都带来有利的影响 因此相关的２－作人员在运用蒸汽锅炉工艺技术时一定要将各 短、操作方便省力，维护保养方便且工作量小 ， ２．４．３燃氢蒸汽锅炉控制系统 锅炉系统在运行过程中的一些实时数据通过传感器、变 种问题进行考虑．再进行运用，才能达到更好的效果。 送器转换成标准的开关量和模拟量信号（４～２０ｍＡ）输入到 ＤＣＳ中．通过预先编制的程序对数据进行算术运算和逻辑运 算处理．处理结果输出锅炉系统进行控制和监测，同时通过通 参考文献 …邢艳亮．谈蒸汽锅炉安装的关键技术对策…．科技风，２０１３（０８ ３ 『２１＆金平．蒸汽锅炉的安全与节能管理『Ｊ】．科技与企业，２０１３（１１） 讯口输入到现场的工业控制计算机中，经画面组态在工控机 ［３】李杰鹏．蒸汽锅炉节能降耗探索Ⅲ．企业科技与发展，２０１２（１４） 上建立友好人机界面 现场的ＤＣＳ和工业控制计算机可以通 过通讯接口与远程的ＤＣＳ相连．通过与现场计算机相同的一 收稿Ｕ期：２０１７—６—２３ 系列界面监视锅炉运行状况 系统硬件将采用有现场运行实 ９８