淺談供熱鍋爐房的節(jié)能設(shè)計(jì)

鐘曉亮(中國(guó)石油天然氣管道工程有限公司，河北 廊坊 065000)

對(duì)鍋爐房的節(jié)能設(shè)計(jì)進(jìn)行研究有著重要意義，不僅可以提高設(shè)備的運(yùn)行過(guò)程中的熱效率和使用率，同時(shí)節(jié)能能源，保護(hù)日益惡化的環(huán)境都等多方面都有著重大意義。但從目前我國(guó)在鍋爐房的實(shí)際設(shè)計(jì)情況來(lái)看，部分鍋爐方的實(shí)際容量配置都偏大，這也就造成了大量的能源浪費(fèi)，由此可見(jiàn)，對(duì)鍋爐房設(shè)計(jì)進(jìn)行研究已經(jīng)迫在眉急。

1 燃?xì)夤徨仩t房節(jié)能設(shè)計(jì)的重要性

隨著人們?cè)谀茉撮_(kāi)采技術(shù)的發(fā)展以及人們?cè)谶\(yùn)輸工程上的建造，天然氣燃料已經(jīng)逐漸成為了人們?cè)谏钌a(chǎn)過(guò)程中的主要燃料。尤其是西氣東輸工程的順利完工，天然氣以其運(yùn)輸方便、污染小、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)而得到了人們的廣泛認(rèn)可，并且得到快速推廣，燃?xì)忮仩t房在城市中的投入和使用給城市帶來(lái)了巨大的改變，提高了人們的生活質(zhì)量，改善城市的環(huán)境。燃?xì)忮仩t房與傳統(tǒng)的燃煤鍋爐房相比具有以下特點(diǎn):優(yōu)點(diǎn):燃?xì)忮仩t房的占地面積更小，這對(duì)城市日益緊張的土地來(lái)說(shuō)無(wú)疑是巨大的幫助，同時(shí)燃?xì)庠谌紵^(guò)程中對(duì)環(huán)境造成的污染更小。缺點(diǎn):燃?xì)獾脑靸r(jià)要比煤更高，將會(huì)導(dǎo)致成本上漲。

因此在城市燃?xì)忮仩t房的規(guī)劃建設(shè)中，要依據(jù)城市的特點(diǎn)全面的了解鍋爐的特點(diǎn)，因?yàn)槌鞘性趧?dòng)力上的調(diào)整對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)的發(fā)展將會(huì)產(chǎn)生移動(dòng)影響，同時(shí)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也會(huì)對(duì)動(dòng)力布局產(chǎn)生一定的影響，如果合理使用動(dòng)力、能源已經(jīng)成為全社會(huì)都在關(guān)注，并探討的話題，這也對(duì)我國(guó)從事動(dòng)力事業(yè)研究的人們提出了更多的要求。節(jié)約動(dòng)力也就是節(jié)能能源，這不僅是我國(guó)在發(fā)展過(guò)程中的一項(xiàng)國(guó)策，同時(shí)也是人們的需求，因?yàn)閯?dòng)力在供應(yīng)過(guò)程中出現(xiàn)的嚴(yán)重問(wèn)題，國(guó)家加強(qiáng)了在節(jié)約能源問(wèn)題上的研究，近幾年，各地城市在供熱鍋爐正逐漸的由傳統(tǒng)的煤炭鍋爐逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槿細(xì)忮仩t，由于處于轉(zhuǎn)變階段，技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)上都存在一定的問(wèn)題，從而導(dǎo)致鍋爐房的節(jié)能問(wèn)題日益突出，同我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展理念相違背，因此必須要對(duì)其進(jìn)行調(diào)整，解決出現(xiàn)的問(wèn)題。

2 燃?xì)忮仩t節(jié)能差的主要因素

2.1 燃?xì)忮仩t運(yùn)行過(guò)程中熱丟失

燃?xì)忮仩t具有排污小、水容量大的等特點(diǎn)。人們?cè)谠O(shè)計(jì)過(guò)程中經(jīng)常會(huì)因?yàn)槿細(xì)忮仩t的排污熱損失的能量較小而忽略不計(jì)，在設(shè)計(jì)中規(guī)定了低壓熱蒸汽爐在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中在排污率上應(yīng)當(dāng)小于10%，但從實(shí)際情況來(lái)看，該規(guī)定主要依據(jù)的是燃煤鍋爐在運(yùn)行過(guò)程中經(jīng)濟(jì)性和節(jié)約動(dòng)力，導(dǎo)致了燃?xì)忮仩t的排污熱損失在運(yùn)行過(guò)程中經(jīng)常被忽略，沒(méi)有計(jì)算核鍋爐熱功率之內(nèi)，因此，將會(huì)導(dǎo)致鍋爐在熱丟失上的設(shè)計(jì)存在問(wèn)題，從而導(dǎo)致熱丟失過(guò)大，對(duì)燃?xì)忮仩t的節(jié)能設(shè)計(jì)產(chǎn)生較為嚴(yán)重的影響。

2.2 燃?xì)忮仩t熱功率低的主要原因

燃?xì)忮仩t燃煤鍋爐的最主要的區(qū)別就是燃料的不同，前者的燃料是氣體，而后者的燃料則是固定。燃?xì)忮仩t在提高自身熱功率上并不需要花費(fèi)大量的精力研究燃?xì)忮仩t在運(yùn)行過(guò)程中各個(gè)環(huán)節(jié)的熱丟失。因?yàn)?，燃?xì)忮仩t的燃料氣是氣體，氣體燃燒過(guò)程中基本不會(huì)生成灰分，更加很少出現(xiàn)液體或固體燃料在燃燒工程中因?yàn)槿紵怀浞侄斐傻哪茉磽p失。引起燃?xì)忮仩t在節(jié)能設(shè)計(jì)上應(yīng)當(dāng)從以下幾個(gè)對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析。1、散熱丟失，散熱丟失主要來(lái)自空氣的對(duì)流換熱，而在小型鍋爐運(yùn)行過(guò)程中使用的空氣主要都來(lái)自鍋爐間，散熱在一定程度上會(huì)起到對(duì)鍋爐間加熱作用，從而提高鍋爐間內(nèi)空氣，燃?xì)忮仩t內(nèi)的管道與輔佐間出現(xiàn)能夠?qū)崿F(xiàn)輔佐間的功能效果。因此，在正常的燃?xì)忮仩t設(shè)計(jì)中，只需要應(yīng)用科學(xué)的保溫方式，除鍋爐散熱丟失外的其他散熱丟失對(duì)鍋爐房動(dòng)力的使用都不會(huì)產(chǎn)生太多的影響，可以忽略不計(jì)。2、氣體的燃燒的不充分，在調(diào)試燃?xì)忮仩t時(shí)，調(diào)試人員需要燃?xì)忮仩t的運(yùn)行情況進(jìn)行全面的調(diào)式，并要做好檢測(cè)工作，從而使燃?xì)忮仩t在運(yùn)行過(guò)程中能夠得到最理想的焚燒狀況。在燃?xì)忮仩t方設(shè)計(jì)過(guò)程中，選用的燃燒器應(yīng)當(dāng)具有調(diào)理功能，可以依據(jù)供熱負(fù)荷的情況對(duì)空氣與燃?xì)獾谋壤M(jìn)行合理的調(diào)整，從而使燃燼度始終處于一個(gè)較高的狀態(tài)，起到節(jié)能效果。3、燃?xì)忮仩t在運(yùn)行過(guò)程中的排煙熱損失，燃?xì)忮仩t在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)排除一定量的煙氣，煙氣中不僅會(huì)含有一定量的熱顯能，同時(shí)還會(huì)含有大量的潛熱，部分丟失的熱量通過(guò)觸摸式被換熱設(shè)備所回收。

2.3 主動(dòng)化操作水平

對(duì)目前我國(guó)運(yùn)行的許多燃?xì)忮仩t房的運(yùn)作進(jìn)行剖析，鍋爐房的操作和運(yùn)作管理水平會(huì)對(duì)鍋爐房的耗能情況產(chǎn)生直接影響。燃?xì)忮仩t房在運(yùn)作過(guò)程中必須要以及實(shí)際的供熱需求對(duì)運(yùn)行科學(xué)管理，鍋爐房在運(yùn)行過(guò)程中供熱量與實(shí)際供熱量越接近鍋爐反在運(yùn)行過(guò)程中動(dòng)力利用率也就越高。傳統(tǒng)燃煤鍋爐房在運(yùn)行過(guò)程中主動(dòng)化較低，尤其是部分小型燃煤鍋爐房，運(yùn)轉(zhuǎn)操作上主要依據(jù)經(jīng)驗(yàn)完成，在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，經(jīng)常為了確保供暖質(zhì)量高于要求，而大幅度的超過(guò)實(shí)際供暖需求，從而導(dǎo)致動(dòng)力的大量浪費(fèi)。

3 燃?xì)忮仩t在設(shè)計(jì)中需要注意事項(xiàng)

3.1 水利平衡

供熱系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程的耗能水平不僅有受熱源影響，同時(shí)也會(huì)受到整個(gè)網(wǎng)管的影響，供熱鍋爐設(shè)計(jì)上要注重水利調(diào)節(jié)問(wèn)題，鍋爐房設(shè)計(jì)過(guò)程中經(jīng)常會(huì)因?yàn)樗{(diào)節(jié)而導(dǎo)致系統(tǒng)在冷熱上存在嚴(yán)重的不均衡，從而導(dǎo)致距離熱源近的用戶室內(nèi)溫度較高，而距離熱源較遠(yuǎn)的地區(qū)的用戶室內(nèi)溫度偏低，因此為了確保距離熱源偏遠(yuǎn)的住戶的室內(nèi)溫度能夠得到保障，必須要加強(qiáng)大循環(huán)數(shù)量和水溫這將會(huì)造成巨大的能源浪費(fèi)。依據(jù)實(shí)際測(cè)試結(jié)果表明，距離熱源較近的用戶在單位時(shí)間內(nèi)的水流量往往會(huì)是距離熱源遠(yuǎn)的用戶的數(shù)倍，實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，為了使較遠(yuǎn)的用戶的室內(nèi)溫度能夠達(dá)到16℃，較近的用戶室內(nèi)的溫度往往都會(huì)超過(guò)20℃，甚至需要通過(guò)打開(kāi)門(mén)窗來(lái)使室內(nèi)的溫度能夠達(dá)到自己期望溫度，燃?xì)忮仩t房節(jié)能設(shè)計(jì)上要注重水利平衡調(diào)節(jié)。

目前幾乎所有城市都處在快速發(fā)展階段，熱力管道新增開(kāi)口不斷增加，設(shè)計(jì)初期的水利平衡計(jì)算對(duì)后期的運(yùn)營(yíng)意義不大，建議增加一些“均流閥”使用的內(nèi)容

3.2 供熱集中控制

燃?xì)忮仩t房同燃煤鍋爐房相比，熱效率要高很多，通常情況下，燃?xì)忮仩t房的熱效果能夠超過(guò)92%，但燃?xì)忮仩t所標(biāo)示的熱效率是鍋爐在額定負(fù)荷下的效率，而在燃?xì)忮仩t在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中不可能一直在額定負(fù)荷下工作，一旦鍋爐運(yùn)行中與設(shè)計(jì)點(diǎn)發(fā)生了偏離，鍋爐的熱效率也就會(huì)發(fā)生較大變化。因此，在鍋爐房設(shè)計(jì)過(guò)程中必須要選擇熱效率較高的燃?xì)忮仩t，同時(shí)也要通過(guò)合理的措施使鍋爐房的總熱效率能夠得到進(jìn)一步提升。例如，將多臺(tái)鍋爐進(jìn)行并聯(lián)運(yùn)行，通過(guò)群控使鍋爐房的總熱效率能夠得到提升。群控就是依據(jù)外界在熱負(fù)荷上的需求變化對(duì)鍋爐運(yùn)行的臺(tái)數(shù)進(jìn)行確定，對(duì)各個(gè)運(yùn)行鍋爐的運(yùn)行熱負(fù)荷進(jìn)行科學(xué)分配，從而使每臺(tái)云心的鍋爐盡量的維持在最佳工況點(diǎn)，從而使鍋爐房的總熱效率能夠得到提高，達(dá)到節(jié)能目的。如果多臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行的鍋爐無(wú)法實(shí)現(xiàn)群控，那么但外界的負(fù)荷發(fā)生變動(dòng)時(shí)，運(yùn)行鍋爐為了影響外界負(fù)荷的需求需要同時(shí)升負(fù)荷或同時(shí)將負(fù)荷，將會(huì)導(dǎo)致運(yùn)行中的每臺(tái)鍋爐都無(wú)法處于最佳工況運(yùn)行點(diǎn)，鍋爐的總熱量效率將會(huì)大幅度下降，甚至比沒(méi)有安裝模塊鍋爐房的鍋爐房更差。

3.3 一水多用

通常情況下，供熱負(fù)荷會(huì)隨著室外溫度的變化而改變，因此在設(shè)計(jì)燃?xì)忮仩t房時(shí)應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)膶?duì)自動(dòng)裝置加以應(yīng)用，依據(jù)室外的溫度對(duì)供熱溫度進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，從而確保鍋爐房在供熱上能夠與外界的溫度相吻合，這樣不僅可以使用戶在采暖上的舒適度得到提升，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源的目的。

在鍋爐房設(shè)計(jì)過(guò)程中，可以依據(jù)系統(tǒng)自身特新對(duì)水資源進(jìn)行重復(fù)利用，實(shí)現(xiàn)一水多用。例如，在鍋爐房運(yùn)行過(guò)程中，除了向蒸汽用戶提供可蒸汽之外，而且可以針對(duì)熱水用戶在鍋爐房?jī)?nèi)熱安置熱交互器系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)集中管理，在節(jié)約人力、減少運(yùn)行人員的基礎(chǔ)上對(duì)凝結(jié)水進(jìn)行回收，對(duì)于蒸汽用戶，可以利用封閉式凝結(jié)水回收裝置對(duì)蒸汽凝結(jié)水進(jìn)行回收。凝結(jié)水在鍋爐房?jī)?nèi)可以被二次利用，從而降低水資源和熱量的損耗。蒸汽鍋爐內(nèi)連續(xù)排污水進(jìn)入連續(xù)排污擴(kuò)容器，二次汽將會(huì)進(jìn)入到熱力除氧器中，熱水也可以進(jìn)入到補(bǔ)水箱中的系統(tǒng)所利用，同時(shí)采暖系統(tǒng)中使用的補(bǔ)水也可以來(lái)自除氧器的溢流水及排水。

3.4 科學(xué)利用排煙熱

燃?xì)忮仩t在運(yùn)行過(guò)程中，排煙熱損失主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面:1、空氣系數(shù)。2、排煙溫度。當(dāng)空氣系數(shù)過(guò)大，也就數(shù)通風(fēng)強(qiáng)度過(guò)大時(shí)，因?yàn)闅怏w的快速循環(huán)將會(huì)加大鍋爐中熱量的大量流失，因此在設(shè)計(jì)上應(yīng)當(dāng)在確保氧氣充足的情況下，合理的對(duì)空氣系數(shù)進(jìn)行調(diào)整，這對(duì)節(jié)能有著巨大幫助。其次，可以對(duì)鍋爐中的燃料成分進(jìn)行調(diào)整，使燃料可以與空氣進(jìn)行充分的接觸，提高燃料的燃燒效率，當(dāng)然在設(shè)計(jì)過(guò)程中也可以通過(guò)選用更好的焚燒器，在空氣系數(shù)較大的情況下，仍然可以使燃料充分燃燒。

燃?xì)忮仩t中的燃料在燃燒過(guò)程中會(huì)含有一定量的水蒸氣，因?yàn)樗谋葻崛葺^大，因此水將會(huì)帶走大量的熱，但環(huán)境溫度降低時(shí)，水蒸氣的熱量將會(huì)被再次利用，此時(shí)就可以很好的對(duì)排煙過(guò)程中的熱損失進(jìn)行控制，提高了燃?xì)忮仩t在燃料上的利用率。

3.5 降低電能的使用量

實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，要非常了解設(shè)備的運(yùn)行情況，對(duì)鍋爐房中的設(shè)備搭配壓也要進(jìn)行詳細(xì)的研究，找出最佳搭配，這樣一方面可以使整個(gè)設(shè)備在生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中井然有序，另一方面對(duì)節(jié)能也有著巨大幫助。例如，采取變頻節(jié)能技術(shù)，以及定期對(duì)整個(gè)電網(wǎng)進(jìn)行那個(gè)維護(hù)，都可以降低事故的發(fā)生幾率，此外也助于鍋爐房的管理。

4 結(jié)語(yǔ)

燃?xì)忮仩t房是現(xiàn)代供熱的主要設(shè)備，而隨著人們節(jié)約能源意識(shí)的逐漸加強(qiáng)，人們開(kāi)始注重燃?xì)忮仩t房的節(jié)能設(shè)計(jì)?，F(xiàn)階段我國(guó)在燃?xì)忮仩t房的節(jié)能設(shè)計(jì)還處于發(fā)展階段，但是相信隨著人們意識(shí)的提高以及我國(guó)科技的技術(shù)發(fā)展，在不久的將來(lái)，我國(guó)在燃?xì)忮仩t房節(jié)能設(shè)計(jì)上一定會(huì)處于世界的領(lǐng)先。

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