淺析燃氣鍋爐房節能措施

袁星

摘 要：隨著我國經濟持續快速發展，節約能源、改善環境質量已成為我國可持續發展亟待解決的問題。而針對燃氣鍋爐房的節能研究，可提高能源利用率，減少廢棄物排放，對提高空氣質量、改善生存環境具有重要意義。文章以北京某醫院燃氣鍋爐房為研究對象，總結其十多年的燃氣鍋爐節能運行、改造經驗，提出有效可行的鍋爐房節能措施。

關鍵詞：鍋爐房；燃氣鍋爐；節能措施

1 引言

隨著我國經濟的迅速發展以及節能環保要求的不斷提高，燃氣鍋爐已逐步替代傳統燃煤鍋爐，開始廣泛應用于我國大城市的供暖鍋爐房中。至2012年北京四環內已基本消滅了燃煤鍋爐。與燃煤鍋爐房相比，燃氣鍋爐房具有占地面積少、人工減少，用電負荷降低，且燃燒產物基本不對環境產生污染，等高效環保優點。但其較高的能源費用（天然氣）使得之總運行費用明顯高于燃煤鍋爐房總運行費用[2]，導致燃氣鍋爐房的經濟性大大降低。因此，在保證鍋爐房安全、環保運行前提下，探尋燃氣鍋爐房節能措施，降低其運行費用已成為當前社會與學術研究者關注的焦點。

文章以北京某醫院燃氣鍋爐房為研究對象，總結其十多年的燃氣鍋爐節能運行、改造經驗，開展燃氣鍋爐房節能研究，提出有效可行的鍋爐房節能措施。

2 燃氣鍋爐房概況

北京某醫院鍋爐房現有5臺10噸蒸汽鍋爐（1臺WNS10-1.8-Y（Q），4臺WNS10-1.25-Y（Q）），下設3個換熱站，分別為采暖和中高區生活熱水、眼科熱水換熱站；外科樓換熱站；新門診樓換熱站。主要為全院的供暖、消毒、熱水等提供熱源，總采暖面積達21萬多平方米。

3 燃氣鍋爐房節能措施

3.1 降低燃氣鍋爐排煙溫度

排煙溫度是體現燃氣鍋爐熱效率的一個重要指標[1]。當排煙溫度較高時，煙囪抽力過大，燃燒時的過量空氣量就會增加，其結果是：一方面降低了火焰溫度，未被火焰輻射出去的熱量成為敏感的余熱，殘留在廢氣中，增加了廢氣的損耗；另一方面增加了鍋爐的內部冷卻而使損耗增大，兩方面都會導致燃氣鍋爐的熱效率降低。因此在滿足煙氣排放達到環境要求的高度所需的抽力時，吸收利用煙氣中的廢熱，降低排煙溫度是實現燃氣鍋爐的有效節能措施之一。

2009年醫院為5臺10t/h燃氣蒸汽鍋爐加裝了煙氣余熱回收裝置。即軟化水經由煙氣余熱預熱后，除氧后進入貯水罐再給鍋爐供水。這一改造使得鍋爐排煙溫度由240℃左右降低到120℃左右，而軟化水的水溫提升了10℃～20℃左右，總體上節約燃氣達5%左右。同時補水溫度的升高有效的降低了鍋爐補水時的噪音，極大地改善鍋爐房的工作環境。

3.2 合理配置與運行燃燒器

排煙熱損失是鍋爐熱損失中最主要的一項，是影響鍋爐熱效率的重要環節，其主要受排煙溫度和過量空氣系數的影響。排煙溫度的影響已經在3.1節中做過詳細的分析，因此這里重點研究過量空氣系數的影響。結合燃燒的基本原理可知：過量空氣系數過大，煙氣量將會增加，其帶走熱量也將更多。據統計，當排煙溫度為250℃時，過剩空氣系數增大0.1%，鍋護熱效率降低0.9%[3]。因此應在保證鍋爐燃燒效率的前提下盡可能地降低過量空氣系數。在實際的工作中可通過合理地配置燃燒器、嚴格的運行調試，使燃燒器與鍋爐本體的結構特點、燃料的種類和特性相匹配，以確保火焰在爐膽中充滿，使燃料充分燃燒[4]。

醫院鍋爐房燃氣鍋爐燃燒器均采用PLC作為控制系統核心，以人機界面作為監視和控制中心，在保證燃燒系統安全的前提下，實現燃燒過程、安全檢測和危險防范的自動化。同時配置比例調節儀能夠實現自動控制燃燒，使之迅速適應鍋爐負荷的變化，相應改變燃料的給應量，保持蒸汽品質的穩定，并使過剩空氣系數保持在最佳。此外鍋爐房日常運行中重視燃燒器的調試與保養，定期安排維保人員進行調試檢驗燃燒器工作，保證在30%～100%的負荷率下，鍋爐高效率接近額定效率。

3.3 降低鍋爐設備的電耗

降低鍋爐房設備的電耗，一方面要做到設備的合理配置，杜絕大馬拉小車的現象，另一方面則要采用新技術。設備的選型應當針對運行工況仔細分析，了解設備性能特性，計算在一定管網特性曲線下泵、風機工作點的流量、揚程、功率及效率，最終得出最優方案，做得合理配置設備。同時利用變頻技術，可有效降低泵、風機等設備電耗[3，5]。

醫院鍋爐房補水泵均配備了變頻裝置，使得電機處于軟啟動狀態，降低起動電流，減少了對電網的沖擊，同時變頻器的各項保護功能可靠，保護的反應速度和精確度比常規的繼電保護大大提高。在不同的負荷情況下，通過變頻器改變交流電的頻率，調節補水泵的轉速及流量，從而能快速、及時、連續的補充系統在各個運行期內的泄（漏）水量，使系統能安全穩定的運行，同時避免補水泵長期處于額定運行狀態，有效地降低了電耗。

3.4 降低鍋爐排污熱損失

一般低壓鍋爐排污率每增加1%，就增加燃料消耗0.2%[3]，而鍋爐給水中溶解固形物含量和負硬度是影響排污率的主要因素，因此對鍋爐的給水品質進行控制，可以降低排污率，從而減少排污熱損失、降低燃氣消耗量的目的。

醫院鍋爐房配置有六套的鈉離子交換軟化水處理系統，并每日定期人工化驗軟化水、鍋爐水的水質情況，從而保證鍋爐給水水質合格。根據鍋水堿度的大小及其變化規律，以“在低負荷、高汽壓情況下排污“的原則為指導來執行合理的鍋爐排污工作。同時根據鍋爐汽包內近液面處水的含鹽濃度來調節控制連續排污閥的動作，將排污量降低到最低限度，從而也最大限度地降低排污熱損失。

3.5 降低鍋爐管道系統的熱損失

保溫是減少熱損失的有效措施，全國供熱管網的平均熱損失約為7.6%，可見損失之大。為此應加強保溫工作。采用新型優質的保溫材料，如巖棉、微孔硅酸鈣和硅酸鋁耐火纖維等，另外要選用合理的保溫結構。此外，“跑冒滴漏“是供熱管網的老問題，不僅直接影響鍋爐房的效能，也威脅到鍋爐房的安全運行，因此，必須提高供熱管網的日常維護保養和定期檢修的質量，針對實際的工作情況，積極地研究和開展節能改造工作。

2008～2009年，醫院陸續對熱力管網的保溫進行了改造，將原巖棉外纏玻璃布形式改為巖棉外包鐵皮，使管網熱損失減少，能源綜合利用率提高。同時軟水箱也進行了保溫處理，有效地提升了水箱的保溫性能，有效降低了鍋爐軟化水的熱量損失。此外在2009年醫院對外科樓的蒸汽管道改造：夏季停止供暖時原有蒸汽管道偏大，導致蒸汽在管道中冷凝，造成能源浪費。新增一根DN100管道，夏季開啟此管道，關閉原DN250管道；冬季時打開DN250管道，開閉DN100管道。這樣在夏季保障外科樓正常供汽的基礎上，減少因冷凝而損失的熱量，減少管道的冷凝水腐蝕，延長管道使用壽命，節約能源。

4 結束語

以上分析探討了燃氣鍋爐房節能的幾項措施，針對目前醫院鍋爐房的現狀來說，應當有效地利用蒸汽，做好管道和設備的保溫措施，杜絕跑冒滴漏現象的發生。對現有鍋爐進行增加變頻控制，做好煙氣余熱利用。此外積極進一步開展鍋爐凝結水回收、排污熱利用的工作，也將促進能源利用效率的進一步提高。應該認識到，燃氣鍋爐房的節能是一項需長期關注的問題，應當不斷提高對司爐工崗位重要性的認識及對司爐工的管理，最大限度的發揮他們在工作中的主導作用，讓節能降耗首先從人為的操作運行中體現。

參考文獻

[1]衛軍鋒，左賢齡.燃氣鍋爐房設計中節能措施的探討[J].節能與環保，2006（1）：21-23.

[2]邱榮貴.燃氣煙火管鍋爐房節能技術幾個問題的研討[J].節能和環保，2002（8）：15-19.

[3]唐鑄安.工業鍋爐房的節能技術措施[J].節能，1986（17）：56-60.