燃氣鍋爐改造的綜合節(jié)能技術分析與應用

劉金剛

摘 要：天津市進行燃氣鍋爐大面積供暖從2012年才開始，實際操作時間較短，缺乏設計以及運行方面的經驗，會有很多問題存在。為此，結合我單位改造工作，進行了綜合節(jié)能技術的分析，并針對性的進行了技術革新、改造和應用，提供的節(jié)能效果，大大降低了天然氣資源消耗和運營成本。

關鍵詞：燃氣鍋爐改造 綜合節(jié)能技術 分析 應用

中圖分類號：TK229.8 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）09（a）-0090-02

按照2011年天津市政府第79次常務會議，淘汰中心城區(qū)和濱海新區(qū)核心區(qū)燃煤供熱鍋爐，是落實“十二五”節(jié)能減排任務的重要內容，是改善大氣環(huán)境的民心工程，是建設生態(tài)城市的具體措施。2012年1月，市建委對天津燃氣集團“關于中心城區(qū)及濱海新區(qū)核心區(qū)淘汰燃煤鍋爐房工程”的立項申請予以批復。玻纖鍋爐房被列入2013年煤改燃項目。在本次煤改燃工作中，在原煤場位置新建一座燃氣鍋爐房，熱源容量為5臺7 MW。

天津市進行燃氣鍋爐大面積供暖從2012年才開始，實際操作時間較短，缺乏設計以及運行方面的經驗，會有很多問題存在。天然氣是能源發(fā)熱量里較高的，但是資源比較緊張，怎樣安全節(jié)能的運行燃氣鍋爐，備受業(yè)內關注。

1 天津市“煤改燃”過程中發(fā)現(xiàn)的問題

1.1 氣體不完全燃燒損失

燃氣鍋爐在良好的情況下，氣體完全燃燒，熱損失較小。一般情況下，鍋爐的燃燒效率為99.0%～99.5%，不完全燃燒熱損失率為0.5%～1.0%。在燃燒不良的情況下，氣體不完全燃燒的熱損失率就會大大提高。燃氣鍋爐與以往的燃煤鍋爐不同，燃燒不良時不會產生黑煙，加之很少有單位配備專業(yè)的煙氣分析設備，直觀上很難判斷。

1.2 散熱損失

鍋爐房的散熱損失主要包括兩種：一種是燃氣鍋爐設備的散熱損失；另一種是鍋爐房范圍內其他附屬設備、風道等的散熱損失。其中，鍋爐設備本身的散熱損失率一般為1.0%～2.0%之間，已計算在鍋爐熱效率中。除這兩種之外，其他散熱損失一般較小，且中小型鍋爐的燃燒用空氣曲子鍋爐間，散熱也可以提高鍋爐間空氣的溫度。另外，輔助間的設備和管道散熱也可以用于輔助間供暖。

1.3 鍋爐排污熱損失

一般情況下，鍋爐的排污率越大、壓力越高，則排污熱損失也就越大。沒有排污熱量回收裝置的鍋爐設備，其排污熱損失量將高達3%～5%，鍋爐排污率每增加1%，燃料即消耗0.3%～0.5%。由此可見，排污水所帶走的熱量相當大，能源浪費多，必須引起足夠的重視，并通過合理改造設備加以控制。溶解固形物含量和負硬度是影響鍋爐排污率的主要因素。

1.4 鍋爐排煙熱損失

影響排煙熱損失的主要因素是排煙溫度及煙氣量。排煙溫度越高，排煙量越大，排煙損失也就越大。

當排煙溫度上升時，排煙損失增大，鍋爐效率下降。經過檢測，在目前設備的技術前提下，排煙溫度每升高18 ℃，排煙熱損失約增加1%。因此，降低排煙溫度可使得鍋爐效率有一定幅度的提高。

1.5 補水熱損失及凝結水熱損失

作為燃氣熱水鍋爐，因為熱網的泄露，系統(tǒng)不老化也會造成熱量的損失。根據(jù)對燃氣熱水鍋爐的測試，在不同供回水溫度下。補水率下降1%，補水熱損失相應減少 1.8%～4.5%；而對于燃氣蒸汽鍋爐，凝結水回收率每降低10%，凝結水熱損失率相應增加約1.05%?？梢?，補水熱損失及凝結水熱損失方面有相當?shù)墓?jié)能空間。

2 針對以上問題的解決方案

2.1 合理配置與運行燃燒器

排煙熱損失是影響鍋爐熱效率的主要因素，其主要受到排煙溫度和過量空氣系數(shù)影響。結合燃燒的基本原理可知，過量空氣系數(shù)越大，煙氣量增加的越多，其帶走的熱量也越多。據(jù)檢測，在排煙溫度為250 ℃時，過量空氣系數(shù)增0.1%，鍋爐熱效率降低0.9%。因此，在保證鍋爐燃燒效率的基礎上，盡可能的縮小過量空氣系數(shù)。在實際運行過程中，合理配置燃燒器，嚴格進行運行調試，使燃燒器與鍋爐設備的結構特點、燃料的特性相匹配，以確?；鹧娉錆M爐膽，使燃料燃燒充分。

2.2 降低鍋爐排煙熱損失

冷凝式鍋爐指的是能夠從鍋爐排放的煙氣中吸收水蒸氣所含的汽化潛熱的鍋爐設備。常規(guī)的鍋爐會將煙氣中的大部分顯熱傳遞給水或蒸汽，冷凝式鍋爐在將顯熱傳遞給水或蒸汽的同時，還能夠吸收部分煙氣中的水蒸氣冷凝后釋放的氣化潛熱。

冷凝式鍋爐與常規(guī)鍋爐不同，必須具有冷凝式熱交換受熱面，采用高性能的保溫外殼和密封材料。用低溫水為鍋爐排煙的溫度降到煙氣冷凝溫度以下，使得煙氣中呈現(xiàn)過熱狀態(tài)的水蒸氣凝結成水，放出汽化潛熱，收回這一部分熱量利用于鍋爐。冷凝鍋爐的整體效率可比傳統(tǒng)的鍋殼鍋爐高出10%～17%，排煙溫度可降至50 ℃～70 ℃。冷凝式鍋爐既節(jié)省燃氣，又可以除去煙氣中的有害物質，回收可觀的水量，具有節(jié)能、節(jié)水、綠色環(huán)保等特點。

分離式煙氣余熱回收裝置一般分為直接接觸換熱器和間接接觸換熱器。直接接觸換熱器是指采用水噴淋的方式與煙氣直接接觸進行熱質交換。此種方式的回收率較高，能夠吸收煙氣中大量的有害物質。這種回收方式同時存在一定缺陷，采用直接接觸換熱器回收的水質為酸性，在使用上受到限制；余熱回收產生的熱水在常規(guī)民用采暖鍋爐房內難以利用，因此采暖鍋爐房一般不采用此種方式。

2.3 降低鍋爐管道系統(tǒng)熱損失

對熱力管網的保溫進行改造，將原有巖棉外纏玻璃布形式升級為巖棉外包鐵皮，使管網的熱損失降低，能源的綜合利用率充分提高。同時，對軟水箱進行保溫處理，有效地提高軟水箱的保溫性能，降低了鍋爐軟化水的熱量損失。新增一根DN100管道，減少因冷凝而損失的熱量，使供熱效率進一步提高。

2.4 降低排污熱損失

為了提高鍋爐的供熱效率，降低排污引起的熱損失就必然要降低排污率。將給水堿度控制在較低值，爐水堿度控制在較高值，排污便可降低到較小值。endprint

采用定期排污的方式，降低排污熱損失。定期化驗軟化水、鍋爐水的水質情況，從而保證鍋爐給水水質合格。根據(jù)鍋爐水堿度的大小及其變化規(guī)律，在低負荷、高汽壓情況下排污。同時根據(jù)鍋爐汽包內液面處水的含鹽濃度調節(jié)控制排污閥，將排污量控制在最低限度，從而大大降低排污引起的熱損失。

2.5 降低鍋爐房設備的電耗

降低鍋爐房設備的電耗，從兩方面入手：第一要做到設備的合理配置，堅決杜絕“大馬拉小車”的現(xiàn)象；第二要采用新的技術。

首先應對鍋爐的運行情況進行分析，了解設備的性能特征，計算在一定的管網形式下泵、風機工作點的流量、揚程、功率以及效率，確定最優(yōu)方案，做到合理配置。

引進變頻技術，使觸點處于軟啟動狀態(tài)，降低啟動電流，減少對電網的沖擊。通過變頻器改變交流電的頻率，調節(jié)水泵的轉速及流量，從而能快速、及時、連續(xù)的補充系統(tǒng)在各個運行期內的漏水量，避免補水泵長期運行，有效減低能耗。

總之，在注重綠色環(huán)保的今天，燃氣鍋爐的大面積使用非常有利于保護大氣環(huán)境。盡管在技術及市場等方面仍對燃氣鍋爐的發(fā)展有所限制，但從長遠發(fā)展來看，燃氣鍋爐供暖將是未來供暖行業(yè)的必然趨勢。同時，在近年來燃氣能源的形式相當嚴峻的情況下，如何合理的節(jié)約使用能源也已迫在眉睫。

3 結合我單位這次燃煤鍋爐改造工程進行了革新改造

（1）對鍋爐燃燒器加裝變頻器，根據(jù)運行負荷由變頻器自動調整，以達到最佳運行狀態(tài)，節(jié)省燃氣、降低成本。

（2）對換熱系統(tǒng)加裝室外氣象儀，隨時觀測室外的天氣變化，及時自動調節(jié)出水溫度。

（3）加裝日照溫度儀器，有效地根據(jù)晴天、陰天對房屋室內溫度變化進行供熱調整。

（4）分時段進行供熱（白天、晚上、夜間、節(jié)假日）采取不同時間控制出水溫度。

（5）分區(qū)域供熱，將不同的房屋結構和遠近區(qū)域分開，徹底改變了以往的不管什么房屋結構和遠近一個溫度供熱，造成有的住戶溫度高，有的住戶溫度低的情況。

（6）在鍋爐尾部加裝節(jié)能器，有效地回收利用排煙余熱，降低排煙溫度，還可以將回收的冷凝水處理后用于鍋爐和管網的補水。

（7）將鍋爐的鼓風機、水泵加裝變頻器，不僅有效地控制鍋爐運行負荷，達到最佳運行效果，還節(jié)約大量的用電。

4 結論

從以上節(jié)能技術的分析與應用來看，對燃氣鍋爐的改造，應該采用綜合節(jié)能技術，才能最終帶來良好節(jié)能效果，提高供熱效率，從而提高經濟效益和社會效益。

參考文獻

[1] 尚磊，趙強.燃煤工業(yè)鍋爐燃氣改造分析[J].太原科技，2009（1）.endprint