燃氣鍋爐及供熱系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)

李艷娜 開灤（集團）有限責任公司唐山礦業(yè)分公司

一、前言

隨著燃氣行業(yè)的發(fā)展，社會各界對燃氣鍋爐及供熱系統(tǒng)節(jié)能管理工作愈加關(guān)注，并提出了更高的需求。燃氣鍋爐管理中，節(jié)能環(huán)保是其重要性能，有利于保證鍋爐燃燒的高效率以及高質(zhì)量，保證企業(yè)的自身經(jīng)濟效益不受損害。但目前的燃氣鍋爐以及供熱系統(tǒng)在節(jié)能管理中依舊存在部分問題需要改進，以此規(guī)避其受到其他方面的影響，為后續(xù)的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

二、天然氣鍋爐的節(jié)能潛力

（一）煙氣節(jié)能潛力

為避免鍋爐的尾部受到燃氣的腐蝕影響，燃氣鍋爐在正常情況下所產(chǎn)生的排煙溫度一般是處于190℃-250℃范圍內(nèi)。此時的高溫煙氣會產(chǎn)生大量的熱量，甚至會周邊的空氣造成影響。燃氣鍋爐在實際的運行中存在潛熱浪費的情況。高溫煙氣排放造成的熱損失主要是煙氣的顯熱和蒸汽的潛熱。天然氣中的氫元素燃燒之虎會產(chǎn)生大量的水蒸氣，當廢氣溫度較高時，煙氣中的蒸汽會過熱，不能凝結(jié)成液態(tài)水，釋放出汽化潛熱。當廢氣排出時，蒸發(fā)潛熱被浪費了。鍋爐的熱效率一般只有七成左右，兩成的熱能會造成浪費不能加以利用。這就是燃氣鍋爐的節(jié)能潛力所在。

（二）循環(huán)水泵節(jié)能潛力

在供熱系統(tǒng)運作中，泵的揚程和電機功率與一開始所計算出數(shù)據(jù)值偏差過大，管道計算中存在誤差，造成了這一現(xiàn)象。水泵實際運行工作量遠小于標準，在非經(jīng)濟運行條件下運行，耗電量大，經(jīng)濟效益低下，造成浪費。對于部分供熱水而言，需要通過控制閥調(diào)節(jié)水體的循環(huán)程度，以控制電機功率的實質(zhì)性消耗量，達到節(jié)流控制的作用，減少循環(huán)泵運行時造成功率的極高浪費。

（三）燃氣鍋爐并聯(lián)運行

為了節(jié)約燃氣成本，低氮燃燒改造的燃氣鍋爐經(jīng)常采用并聯(lián)間歇運行。在這種運行模式下，鍋爐的出力在高火和低火之間調(diào)節(jié)?；鹆Πl(fā)電熱負荷較差，做好動態(tài)的調(diào)節(jié)性工作勢在必行。當前的汽油節(jié)約效果并不好，但燃氣鍋爐以及供熱系統(tǒng)在運行國行中所產(chǎn)生的電能消耗和廢熱損失等方面具有相當大的節(jié)能潛力。

三、燃氣鍋爐及供熱系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)

（一）循環(huán)水泵節(jié)能技術(shù)

循環(huán)水泵節(jié)能技術(shù)在應(yīng)用中，要保證水泵的供水能力長期處于平衡狀態(tài)，但供水能力可以通過改變水阻力來改變，以滿足用戶的流量需求。此時，管道特性將隨閥門的開啟而改變，但壓頭特性不會改變，供水用電與面積成正比。循環(huán)水泵變頻控制自適應(yīng)裝置通過改變水泵總揚程，滿足用戶的流量需求。當泵速變化時，揚程特性會發(fā)生變化，管道阻力會處于一種平衡狀態(tài)，此時可調(diào)節(jié)系統(tǒng)的流量變化值，確保熱力系統(tǒng)的負荷運行以及合規(guī)性處理。目前比較重視的裝置是循環(huán)泵增壓裝置，該裝置利用部分循環(huán)水通過泵的富壓頭進入增壓裝置，在泵出口進行恒壓混合。循環(huán)泵不需要對部分循環(huán)水加壓，在運行過程中降低了能耗，實現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保的目的。

（二）CFD模擬仿真技術(shù)

CFD模擬仿真技術(shù)屬于一種新穎的管理技術(shù)，具有較強的計算功能，需要結(jié)合計算流體動力學進行燃燒器以及鍋爐那些處理。燃燒爐的運行情況可知，爐膛內(nèi)的溫度場、流場、火焰形狀都是比較重要的參數(shù)。

（三）整體濃淡燃燒技術(shù)

在鍋爐燃燒器的應(yīng)用中，對于燃燒器喉口部分所出現(xiàn)的情況，需要及時將燃燒過程區(qū)分為不同的階段，以燃氣與空氣的配比作為劃分依據(jù)，確保燃氣的燃燒分三個階段完成，即為燃氣過濃、燃氣過淡和燃盡。在燃氣過濃的階段，燃料的量會變少，氧氣會出現(xiàn)不足，致使燃氣很難被充分燃燒完。在燃料未被充分燃燒時，會形成對應(yīng)的一氧化碳，該類氣體具有較強的還原性，可與一氧化氮直接產(chǎn)生氧化還原反應(yīng)形成二氧化碳以及氮氣，使得燃氣燃燒可最終抑制一氧化氮的形成。在燃燒時，淡燃燒階段的氧氣很難被全部燃盡，甚至其中未能夠被充分燃盡的一氧化碳會在持續(xù)的燃燒中形成其獨有的二氧化碳，但需要保證最終的氧氣燃燒效率不降低。

（四）燃燒器內(nèi)部半預混技術(shù)

當前區(qū)域的半預混、半擴散燃氣會使得燃氣與空氣在整個燃燒器內(nèi)比較均勻的燃燒，確保燃料可直接的噴射到不同的燃燒區(qū)域中，增強濃淡燃燒與分層燃燒的情況，減少局部高溫情況的產(chǎn)生。由于預混噴嘴的噴射角度具有多樣性，燃料可從多方向噴射出來，與周邊的空氣進行有機混合，確?；鹧嬖诜€(wěn)定的情況下產(chǎn)生較少的二氧化氮。

（五）低氮燃燒改造的燃氣鍋爐監(jiān)控系統(tǒng)

燃氣鍋爐監(jiān)控系統(tǒng)是通過數(shù)字化技術(shù)對燃氣鍋爐進行節(jié)能上面的監(jiān)測控制。監(jiān)測熱負荷、環(huán)境溫度和系統(tǒng)運行參數(shù)，反映到計算機上，可以對各項參數(shù)進行是調(diào)節(jié)，并對鍋爐運行方式和消防配置進行調(diào)整，實現(xiàn)動態(tài)控制回收煙氣余熱與水循環(huán)控制。系統(tǒng)的組態(tài)功能能夠同時對鍋爐的各項相關(guān)運行參數(shù)進行顯示，實時模擬運行狀態(tài)并通過簡單地認為操作進行參數(shù)控制，操作上沒有太高的難度，模擬效果逼真。低氮燃燒改造的燃氣鍋爐系統(tǒng)功能強大，能夠?qū)嶝摵膳c環(huán)境溫度進行實時的監(jiān)控與自動調(diào)整配合，實現(xiàn)動態(tài)運行調(diào)整。在供熱系統(tǒng)的燃氣運用上能夠?qū)τ昧窟M行調(diào)整與智能分配，還具備智能溫控技術(shù)，可隨室外溫度變化自動調(diào)節(jié)循環(huán)水溫度。在回水管設(shè)有過濾裝置和手動排污閥，系統(tǒng)對壓差進行監(jiān)控的同時根據(jù)情況進行自動排污，并對系統(tǒng)壓力進行調(diào)整。在系統(tǒng)檢測到循環(huán)泵的故障、水壓損失、二次管網(wǎng)節(jié)水壓力以及系統(tǒng)安全問題時能夠發(fā)動警報，提醒工作人員采取措施進行處理

四、結(jié)束語

簡而言之，目前燃氣鍋爐及供熱系統(tǒng)在節(jié)能環(huán)保上的建設(shè)還要受到鍋爐系統(tǒng)建設(shè)、系統(tǒng)設(shè)計以及工作人員素質(zhì)等多個方面的影響和限制，而且這些方面或多或少都存在一定的問題，不利于燃氣鍋爐及供熱系統(tǒng)節(jié)能效率的增強。對此，本文主要針對燃氣鍋爐及供熱系統(tǒng)節(jié)能控制情況簡要分析，針對性的做好舉措提出，從多個角度著手加強燃氣鍋爐及供熱系統(tǒng)節(jié)能管理的效率和水平。