燃氣鍋爐房設計中的節能措施淺述

王曉浩/中國汽車工業工程有限公司

燃氣鍋爐房設計中的節能措施淺述

王曉浩/中國汽車工業工程有限公司

城市能源結構發生了很大的變化，由于能源結構的變化和我國經濟高速發展帶來的能源供應日趨緊張的形勢, 如何進一步合理利用能源、節約能源, 已引起全社會的關注和重視, 也為從事能源利用領域的科技人員提出了更新更高的要求。節約能源是一項基本國策, 隨著能源供應的緊張和國家對節能的重視, 隨著全國各地煤改氣的實施, 燃氣鍋爐房節能問題日益突出, 已顯得尤為重要。本文分析了燃氣鍋爐房設計中的節能措施。

燃氣鍋爐房；設計；節能措施

燃氣鍋爐房較高的運行費用以及隨之帶來的較高的采暖費用，已深入影響到每一位采暖熱用戶，因此，在保證燃氣鍋爐房的安全、環保的運行前提下，在燃氣鍋爐房的設計中探尋節能措施，降低燃氣鍋爐房的運行費用成為當前關注的焦點。

一、燃氣鍋爐房設計中的節能措施

圖1　

1.鍋爐臺數的選擇。在供熱期內，熱用戶所需的熱負荷隨供熱時間的變化如圖1所示，隨著室外日平均溫度的逐漸降低，用戶所需的熱負荷逐漸增大，達到最大值后又會隨著室外日平均溫度的逐漸升高而逐漸減小。因此，在供熱期內，用戶所需的熱負荷隨著室外日平均溫度呈周期性變化，平均熱負荷只占最大熱負荷的50％～60％。在燃氣鍋爐房設計中，整個鍋爐房的額定發熱量的選擇是以用戶端的熱負荷為依據，“采暖室外計算溫度，應采用歷年平均不保證5天的日平均溫度，冬季空氣調節室外計算溫度，應采用歷年平均不保證1天的日平均溫度”。因此，按用戶熱負荷計算的結果選用的燃氣鍋爐房的額定發熱量，即為供熱期內室外熱負荷的最大值（圖1中的Qmax），而整個燃氣鍋爐房在供熱期中大部分時間在部分負荷下運行，鍋爐的臺數選擇成為影響燃氣鍋爐房運行效率的重要因素。因此，燃氣鍋爐臺數的選擇是影響燃氣鍋爐房運行費用的重要因素，鍋爐的最佳臺數與整個燃氣鍋爐房的總負荷有關，也與熱用戶的熱負荷需求變化特性有關。通常情況下， 3～5臺是一個比較合適的范圍，具體數量需結合每個工程的實際情況進行選擇。

2.鍋爐集控系統和氣候補償器的采用。對鍋爐的集中控制分為單控和群控。單控是指各臺鍋爐的燃燒器均由燃氣鍋爐自帶的燃燒控制器控制，主要作用原理是：通過檢測鍋爐的出水溫度T并和燃燒控制器內供熱溫度曲線中對應的溫度值T相比，當TT′時，減小進氣量，直到T ＝T′。目前，進氣量的調節有位式調節（大中小火三擋調節）和比例式調節（線性調節）。和位式調節大中小三擋式的進氣量相比，比例式調節能根據溫差(T－T′)的大小線性的調節燃氣的進氣量，使燃氣和空氣在部分負荷時也能達到燃燒的較好混和比，從而提高燃燒效率。因此，燃氣鍋爐宜選用配置比例調節燃燒器的爐型，對鍋爐的集中控制的另一項重要的節能控制是實施群控，即依據氣候補償器對多臺燃氣鍋爐的逐臺起停實施統一控制。在氣候補償器中存儲有鍋爐房的最佳運行曲線，根據實測的室外溫度t1，計算出鍋爐房供水溫度的最佳值T1，并與實測的鍋爐出水母管溫度T比較，當TT1時，逐臺關閉鍋爐直到T＝T1，從而實現鍋爐的逐臺起停控制。

3.降低排煙溫度。排煙溫度是體現燃氣鍋爐熱效率的一個重要指標。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。

4.降低耗電量措施分析。使供熱系統泵、風機等能耗偏大的原因與設計、運行和設備本身的效率等因素有關。因此, 設計人員在設備選型時, 要對運行工況仔細分析, 充分了解設備的性能特性, 計算在一定管網特性曲線下各方案中泵、風機工作點的流量、揚程、功率及效率, 從而比較出一個最優方案, 合理配置設備。再有利用變頻技術, 可使電能消耗降低到合理的范圍。使用變頻器后,電機屬于軟啟動, 起動電流大大降低, 減少了對電網的沖擊, 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。供熱系統的變頻調速,最終目的是調節系統的水量和風量, 借以滿足變負荷工況需求的同時, 實現最大限度的節能、節電效果, 以提高系統能效。

二、燃氣鍋爐房節能策略

1.實施供暖能耗監測, 分析節能潛力。由于部分燃氣鍋爐房在選用節能技術時存在一定的盲目性, 忽視了分析所選節能技術的節能潛力, 致使燃氣鍋爐房效率一直停滯不前, 因此應通過有效的措施不斷強化供暖監測與節能潛力分析, 保障節能技術的有效應用。具體應采用的措施是通過燃氣流量計、熱量表準確監測鍋爐運行效率、室外供熱管網的輸送效率及管網水力平, 通過煙氣分析儀實時觀察天然氣實際燃燒清況, 通過電功率表獲悉循環水泵具體功率。并據此做好節能潛力分析, 從而確立匹配的節能技術。

2.編制詳細的節能技術的應用規劃。部分燃氣鍋爐房最初建立時忽視了對節能技術的應用規劃, 給今后節能技術的正常應用帶來了巨大的難度, 供熱單位最好在燃氣鍋爐房最初建設時就明確具體的節能技術或者編制詳細的節能技術應用規劃, 以防止今后節能技術應用中較高成本的發生, 推動節能技術有效實施。所以出于對降低節能技術應用成本、推動節能技術有效固于的考慮,一套科學合理的節能技術應用規劃同樣是保障節能技術應用的策略之一。

3.加強相關節能技術的綜合應用。當前, 應積極開展相關的技術培訓活動, 以不斷提高燃氣鍋爐房技術人員對使用節能技術重要性的認識。同時在此基礎上, 還應投入足夠的人力、物力、財力, 以保證有關節能技術的綜合應用, 從而推動各項節能技術在燃氣鍋爐房中有效應用。

三、結束語

燃氣鍋爐房節能是一項系統工程, 應根據供熱單位熱負荷的性質、主機設備等特點設計和選擇與之相適應的熱力系統和控制系統、煙氣余熱回收系統, 以及其它的節能方式, 并進行詳細的節能設計分析比較, 確定合理的節能系統。同時應宣傳節能和節能知識,使燃氣鍋爐房節能見到實效、用有限的投資取得最大的節能效果。

[1]魏澄等.燃氣鍋爐供熱現存問題及節能技術應用實例分析.暖通空調,2015,35(10),104～110.

[2]李先瑞.對供熱空調冷熱源方案選擇有影響的若干問題.節能和環保,2014(8):15～19.

[3]邱榮貴.燃氣煙火管鍋爐節能技術幾個問題的研討. 節能與環保,2014(2):27～28.