燃氣鍋爐熱效率分析

王洪陽

摘 要：天然氣消費需求促進了燃氣鍋爐的發展。燃氣鍋爐是保護環境的需要，也被越來越多的運用到生產生活中。節能與環保并提高燃氣鍋爐熱效率，成了人們研究的重要內容。燃氣鍋爐熱效率的提高對有效利用能源有極其重要的意義，因此提高鍋爐的熱效率勢在必行。提高鍋爐的熱效率，充分回收煙氣中的余熱直至潛熱，需要針對影響鍋爐熱效率的因素探討解決措施。該文分析了影響煤氣鍋爐熱效率的因素，并針對這些問題說明了提高鍋爐熱效率的方法，闡述了提高燃氣鍋爐熱效率的具體措施。

關鍵詞：燃氣鍋爐 熱效率 因素 措施

中圖分類號：TK229.8 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）03（a）-0232-01

隨著對天然氣消費需求將日益增長，促進了燃氣鍋爐的發展。燃氣鍋爐是保護環境的需要，已經被越來越多的運用到生產生活中。由于節能與環保的要求，如何提高燃氣鍋爐熱效率，成了目前人們研究的重要內容。目前廣泛使用的燃氣鍋爐效率已經達到82.84%以上，要想進一步提高鍋爐的熱效率，必須考慮充分回收煙氣中的余熱直至潛熱，但是由于燃氣鍋爐普遍存在著熱效率不高的問題，需要針對影響鍋爐熱效率的因素，結合實際運行中的問題探討出了具體的解決措施。

1 影響燃氣鍋爐熱效率的因素

1.1 受熱面積的大小

排煙溫度由受熱面多少受熱面大小來決定，因此需要保持受熱面外壁清潔，同時要防止出現汽水管道結垢。爐膛出口煙氣含氧量的大小會使引送風機負荷發生變化，如果過大還會使爐膛溫度變低，同時也會破壞燃燒所需的高溫環境。如果受熱面傳熱溫差太小，在實際運行中可嘗試采用具有高導熱性能的熱管式空氣預熱器，能有效避免漏風和降低磨損危害，有效減少所需的受熱面積。當鍋爐保溫層內部件出現故障時，就增大了管道中流體流動的阻力，形成對流體的節流，需要用較大的彎頭減少流體流動阻力損失。

1.2 燃氣鍋爐的放熱量

鍋爐生產蒸汽的熱量來源于燃料燃燒生成的熱量。但是鍋爐的燃料燃燒放出的熱量也不會全部有效的利用于生產蒸汽與熱水，因此需要建立鍋爐熱量的收、支平衡關系。在熱損失中排煙熱損失比重大，以SZS10-1.35-Q型燃氣鍋爐為例：額定蒸發量為15t/h，排煙溫度為250℃，天然氣消耗量為320m3/h。鍋爐實際運行熱效率在75%——80%，排煙溫度為150℃-170℃，排煙損失為15.1%——16.6%。根據以上數字可以知道，排煙熱損失是可以利用改造鍋爐的換熱設備而減小。排煙溫度需要控制在200℃以上，當排煙溫度一定時，排煙量越大，熱損失就越大。當鍋爐在相同負荷條件下產生蒸汽時，排煙量增加就會造成鍋爐效率的下降。

1.3 熱效率損失

在燃氣過濾燃燒過程中，由于局部區域發生燃料的不完全燃燒，浪費資源又降低反應強度。在鍋爐運行時，鍋爐內部設備的表面溫度都比周圍空氣溫度高，就不可避免將熱量散失于大氣中。

2 提高鍋爐效率的措施

2.1 增大受熱面積

首先是提高排煙溫度，排煙溫度指的是燃氣鍋爐受熱面出口排出煙氣的平均溫度。設計溫度一般不低于160攝氏度，造成排煙溫度升高主要是受到受熱面積灰和入口空氣溫度因素的影響。鍋爐運行中加強鍋爐吹灰，縮短吹灰間隔，加強日常檢修與維護，確保鍋爐保持各受熱面的清潔，確保空預器煙氣差壓在1.4kpa以下，合理控制爐膛負壓，增大爐膛負壓能夠降低預熱器前溫度。其次是鍋爐給水軟化處理也提高鍋爐熱效率，水質處理的好可以防止受熱面結垢，使鍋爐管壁溫度得到控制，確保鍋爐安全經濟運行。

2.2 調整燃氣鍋爐的熱放量

2.2.1 控制過剩空氣系數

過剩空氣系數小會造成二次燃燒，空氣系數太大會帶走熱量多也浪費燃料。需要根據負荷和煤種變化等情況，及時調整引風門開度。如鍋爐負荷降低時，需要及時調節風量使爐膛過剩空氣系數控制在一定的數值內。要使鍋爐的熱效率提高，必須使燃燒過剩空氣系數保持在1.25-1.4，一是通過燃燒煙氣氧含量分析儀測量含氧量，根據含氧量大小調整開啟度，控制過剩空氣系數在1.3左右。也可以根據鍋爐冒煙的顏色，調整風門的開啟度，最后使黑煙剛好消失為止。

2.2.2 提高燃燒效率

燃燒效率一般為98.0-99.0即氣體不完全燃燒熱損失率為1.0-2.0。但在燃燒不良的情況下，燃氣鍋爐調試使燃氣鍋爐達到最佳的燃燒狀態，選擇比例調節功能的燃燒器使其保持較高的燃燒效率，采取保溫措施除鍋爐散熱損失外的其他散熱損失。

2.3 降低熱效率損失

2.3.1 冷凝式鍋爐

要提高能源利用率，有效減少能源消費就必須使用冷凝式鍋爐。在采暖用水時，燃燒產物使煙氣中的水蒸汽凝結，利用煙氣提高熱水器效率。根據熱水爐的采暖熱效率公式，在一級和二級換熱器中，以對流和輻射方式傳給循環水。在相同溫度下，逆向流動時傳熱溫差最大，從而加大傳熱量，供熱負荷減少，提高水蒸汽的凝結量。加設冷凝式換熱器可以實現資源高效利用的最佳途徑。水蒸氣所攜帶的熱損失經過溫度降到煙氣冷凝溫度以下，有效地降低排煙熱損失，提高鍋爐熱效率，回收水蒸氣不但能夠除去煙氣中的有害物質，也可以提高顯熱和水蒸氣的汽化潛熱。

2.3.2 安裝省煤器

通過煙氣進行熱交換，有效降低煙氣溫度，利用煙氣加熱參與燃燒氣體，使燃料與煙氣能在傳熱溫差下換熱，達到高效節能的目的。或者是安裝煙氣再循環系統，將部分煙氣重新燃燒，余熱加熱加快了反應的進行，減少了污染物的排放。

3 結語

總之，燃氣鍋爐熱效率是衡量能量利用的主要指標。要想使燃氣鍋爐達到最佳運行方式，則必須找出制約燃燒的關鍵因素并加以整改，才能提高燃氣鍋爐運行的經濟性。同發達國家燃氣鍋爐能源利用的技術相比，我國燃氣鍋爐熱效率有待提高，提高燃氣鍋爐的熱效率，是實現我國可持續發展的必由之路，對于提高熱力企業的核心競爭力也有重要意義。

參考文獻

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