燃氣鍋爐供熱節能技術探討

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摘要：文章以燃氣鍋爐相關信息為出發點，對“煤改燃”潛在問題與原因進行分析，從而帶出五項節能技術。

關鍵詞：燃氣鍋爐；供熱；節能

1燃氣鍋爐供熱潛在問題與具體原因

1.1潛在問題

潛在問題主要有：①單位面積內的燃氣鍋爐供熱存在偏高的情況，差異很大。事實上，單位面積內的耗氣量最大、最小應該分別控制在14～15m3/m2與9～10m3/m2內；②大多數燃氣鍋爐都存在使用周期縮短、冷凝水腐蝕等問題。

1.2具體原因

跟蹤燃氣鍋爐供熱得到：設計者與作業人員會結合燃煤鍋爐運行指標與工作要求進行工作，事實上并不清楚燃煤鍋爐和燃氣鍋爐之間的現實差異。①和燃煤鍋爐進行比較：額定效率和鍋爐容量間有很大區分。就容量來看：燃煤鍋爐處于0.7～46MW（1～65t/h）時、額定效率占72%～82%，此時鍋爐容量最大，工作效率最好。從燃氣鍋爐的角度來看：當容量在0.7～29MW（1～40t/h）、額定效率占86%～92%時，鍋爐效率與容量呈正比關系，燃煤鍋爐下降速率更大；②和燃煤鍋爐相比，鍋爐負荷率與效率有很大差異，負荷低，其工作效率必定不高。負荷率達到40%，效率就只有38%。對于燃氣鍋爐，通過比例就能調整燃燒機。調試有保障時，基于30%～100%非負荷，額定效率與鍋爐效率基本等同。

2進行“煤改燃”時各步驟存在各種問題

主要表現為：①普遍忽略了“煤改燃”論證方案“煤改燃”是整個步驟最易忽略的部分，同時也是最關鍵的領域。很多時候，設計者與甲方都不會分析熱負荷計算以及改氣后的鍋爐配置與選型，只是粗略保留燃煤配置，將更多精力放在鍋爐廠家與招標中，這是最大的失誤。方案科學與否，關系著后續節能工作運行；②燃氣鍋爐供熱節能技術在設計時貫徹不扎實。受各種因素影響，設計時根本沒有仔細分析燃氣鍋爐技能技術，然后對應用與工作帶來不良影響。

3燃氣鍋爐節能關鍵

3.1提高燃氣鍋爐效率

（1）提高鍋爐平均運行速率。通過綜合分析：比例調節燃燒機是最好的選擇，并且能保障廠家調試到位、規范、科學，將測試報告作為檢驗質量的參考。這樣才能控制在30%～100%的非負荷現狀下實施，并且讓額定效率與平均效率持衡。（2）為改善鍋爐群作業效率，配置與選型關系著后續工作與布局。選型期間，必須正視：①讓鍋爐組合擁有很好的調整水平；②最小鍋爐出力要和最低負荷匹配；③機械故障不包含燃氣鍋爐問題，與煤鍋爐進行比較，搶修過程更加便利；④滿負荷工況不能讓燃氣鍋爐工作，由于排煙溫度與損失都很大，所以會消耗更多。

3.2提高管網輸送效率

結合建筑節能設計要求，不是節能建筑管網的輸送效率預設為85%，第一步、二步節能管網的輸送效率都是90%。從實踐反饋的信息來看：如果基礎值是85%，則偏高，需要結合鍋爐房實際情況進行測量。對管網輸送效率構成影響的因素主要體現在水力失調、泄露與保溫上，國外大多數體現為保溫損失。由于供暖失調與外管網失衡出現熱損失相對較少，從數據反饋的信息來看：不屬于節能的建筑，輸出熱源達到44W/m2熱量，通過管網，將損失2W/m2；如果是二次管網，將損失5W/m2，結尾不能調節的損失將近7W/m2，到用戶剩下30W/m2。如果是一步節能建筑，其熱量熱源輸出約38W/m2，通過一次網之后將損失2W/m2，如果是二次網就會損失5W/m2，末尾不能調整的損失約6W/m2，到用戶剩下25W/m2。根據以上數據：管網的輸送效率只有66%與68%，說明室內供暖與外管網水平失衡產生的熱量比例相對較大，需要結合實情改善。當前燃氣成本開銷相對較高，所以必須盡最大努力減少損失。為確保工作效益，最好確保水力與室溫調控持平。

4節能系統

以國外節能技術與工作經驗為基礎，不斷優化節能系統。這種系統主要由氣候補償、回收煙氣冷凝熱、變頻風機、調控室溫、水力平衡系統組成。

4.1氣候補償系統

氣候補償系統的優勢體現在：①根據室外溫度反映的情況，調控供水，杜絕高室溫，同時將能耗控制在允許范圍；②結合人類活動以及太陽輻射情況，調整時間；③結合室外溫度，調整運行曲線與分段；④結合鍋爐房維護結構與設備狀態，隨時對二次用戶以及供水溫度進行糾正；⑤當鍋爐所處回水溫度較高時，應該避免冷凝水與鍋爐腐蝕，盡量保障鍋爐使用周期。

4.2氣候補償器

最好的運行曲線潛藏在氣候補償器中，也就是結合各種數據，計算出供水溫度，將三通閥開度控制在一定范疇，如此二次出水溫度才符合計算要求.

5煙氣冷凝熱回收系統分析

不同燃料煙氣成分之后，可以得知在不同燃料煙氣成分中，水蒸氣容積比例分別為：天然氣20%、油12%、煤4%。由于甲烷是構成天然氣的核心成分，氫占了很大比重，一旦燃燒必定和氧發生作用，出現水蒸氣，從而使天然氣冒煙占水蒸氣面積的比例最大。1000g水蒸氣所帶的熱量約2400kJ，鍋爐（0.7MW/h）滋生的水蒸氣約30～40kg，等同于25～33h內需要帶走的熱量（0.7MW）。所以熱損失相對較大，應該回收熱量，減小燃氣損耗，改善鍋爐熱效率。當前，鍋爐排煙溫度減小到70℃，最小可以在40℃左右。水蒸氣所處的煙氣露點溫度約58℃左右，一旦和小于露點介質接觸，勢必冷凝成水，并且釋放熱量。在這期間，能夠回收的煙氣熱量有以下構成：①顯熱，在減小煙溫的條件下達成，排煙溫度在70～80℃。測試得到的結果是，煙溫減小20～50℃，鍋爐熱效率就能提升1%～3%；②潛熱汽化，利用冷凝水蒸氣成水的方式達成，通過測試發現：鍋爐熱效率可以提高3～5%。如果綜合兩者，鍋爐熱效率也能提升3～8%，而鍋爐自身的熱效率高達90%。如果是通過改變鍋爐自身以達到改善熱效率的方法并不可靠，只會消耗更多。通過煙氣冷凝的方式進行熱能回收，以不影響鍋爐自身效率為基礎，將鍋爐熱效率提升3～8%，是目前收益最大、投資最小的節能途徑。

6結束語

將節能技術應用到燃氣鍋爐供熱節能系統，不僅能改善系統智能狀態，還能幫助整個系統降低能耗。在應用節能系統時不需要太專業的知識，具有自動控制、操作簡易等特點。目前，處在供暖時段的能源非常緊張，更科學、合理的應用燃氣、節省能源是必須解決的問題。燃氣鍋爐節能系統的節能效果明顯，具有很高的供暖質量，經濟、社會效益非常可觀。

作者:孫韜 馬云龍 單位:天津市熱力有限公司