淺談燃氣鍋爐的節能運行管理

石磊

（銅川煤化實業有限公司，陜西 銅川 727000）

淺談燃氣鍋爐的節能運行管理

石磊

（銅川煤化實業有限公司，陜西 銅川 727000）

隨著我國工業化技術的持續發展，燃氣鍋爐在多個領域得到了廣泛應用，使我國社會建設的發展速度得到有效提升。同時，我國對環境空氣質量的監管力度不斷加大，在燃氣鍋爐的節能減排方面也有著更高要求，這就需要針對燃氣鍋爐的節能運行進行有效的控制管理，以此進一步提升燃氣鍋爐的運行效益。鑒于此，對燃氣鍋爐的節能運行管理進行了深入研究，希望能為燃氣鍋爐的節能減排提供有效參考價值。

燃氣鍋爐；節能運行；最優過量空氣系數；出水溫度

隨著我國社會建設的迅速發展，我國環境空氣質量問題日益嚴重，不僅極大地降低了我國人民的生活質量，還使得我國在環境保護方面的投入成本越來越高，極其不利于我國社會的持續發展。在這種情況下，節能減排已經成為我國重要的調控方向，尤其是對于一些工業生產活動造成的環境污染問題和能源消耗問題有著極高的關注度。而燃氣鍋爐作為工業生產的重要設備，其節能運行管理的整體水平將直接影響各種能源的有效利用，對于其運行過程中產生的有害氣體也有著至關重要的影響作用。因此，有必要針對燃氣鍋爐的節能運行管理進行深入研究，從而采取有效措施提升燃氣鍋爐的節能效益。

1 燃氣鍋爐的運行分析

根據現狀來看，我國燃氣鍋爐的運行能源主要是天然氣，這種氣體來自于自然界，具有較高的安全性、經濟性和環保性，在各個專業領域中的應用都比較廣泛，可以實現各種工業生產活動和生活功能。同時，燃氣鍋爐的運行過程依舊處于能量轉化定理和能量守恒的范圍，也就是機理和能量的變化，其作用就是使燃料燃燒。而整個燃燒過程也就必定需要氧氣，一般燃氣鍋爐的氧氣來源都是外界空氣，在氧氣分子和天然氣分子進行融合的時候都具備相應的溫度，這就充分體現出氧氣分子和天然氣分子本身就具有能量，其能量就可以促進各種參與分子克服相互之間的內力，最終在碰撞作用下形成新的反應產物[1]。此外，根據能量守恒定理的分析結果可以得出，鍋爐系統中燃氣釋放出的總能量和鍋爐系統排放的總能量基本相同，其中包括爐水吸熱量、循環吸熱量、散熱、排煙以及不完全燃燒損失，而總熱量值也會根據燃氣鍋爐的運行狀態、出水溫度以及回水溫度的變化進行調整。由此可以得知，在燃氣鍋爐的運行過程中，應結合總熱量的變化對空氣輸送量和燃氣輸送量進行合理調整，從而有效提升天然氣的使用效率。

2 燃氣鍋爐的節能運行管理要點

2.1 控制最優過量空氣系數

在空氣系數標準狀態下，當1 m3氣體燃料燃燒的時候，按照燃燒反應計量方程式計算得出的所需空氣量就是理論空氣量，在這里可以用A標識。而在燃氣鍋爐的運行過程中，真實進入燃氣鍋爐的空氣量就是實際空氣量，在這里可以用B標識。同時，一般實際空氣量高于理論空氣量，通過實際空氣量減去理論空氣量得出的就是過量空氣量，由此可以得出過量空氣量和理論空氣量的總和就是實際空氣量。理論空氣量和實際空氣量的比值可以稱為過量空氣系數，在這里將其標識為C，繼而得出C＝A/B，通過技術控制層面分析可以了解到過量空氣系數對于燃氣鍋爐的運行狀況和燃燒效率有著至關重要的影響作用[2]。例如在過量空氣系數C較小的時候，燃氣鍋爐中的天然氣就得不到完全燃燒，致使在燃氣鍋爐運行中產生較高的能源浪費；若過量空氣系數C較大，燃氣鍋爐中的排煙熱損失就會相應地增加。因此，在進行燃氣鍋爐節能運行管理的時候，應嚴格控制最優過量空氣系數，從而有效提升燃氣鍋爐的運行效益。

2.2 控制鍋爐的出水溫度

在燃氣鍋爐的運行過程中，其供熱情況常常會發生不穩定變化，例如天氣因素是造成熱量需求差異化的重要因素，這就需要根據總熱量的需求變化對進入空氣量和燃氣進行合理調整，以此提升燃氣鍋爐運行的穩定性和經濟性。同時，許多生產企業都采用具備電子比例調節功能的低氮燃燒器，這種燃燒器的主要作用就是利用單回路的PID對燃氣鍋爐的出水溫度進行控制，并根據出水溫度檢測值和出水溫度設定值之間的差值對調節燃料閥進行適當調整，以此確保其符合預定狀態。為提升鍋爐運行的燃燒效果，也可以通過增加煙氣含氧量確保空氣含有足夠的氧氣量。此外，燃燒控制算法本身就具有一定的指導功能，可以通過人工方式設定鍋爐點火運行到滿負荷運行的時間[3]。因此，當燃氣鍋爐存在負荷運行情況時，燃燒控制系統就會結合溫度變化對鍋爐負荷進行科學調整。若溫差過大就會選擇全開式燃燒，直到燃氣鍋爐處于滿負荷運行狀態的時候就會根據動態PID參數對燃燒風門進行控制調整，以此確保滿負荷運行中的平穩性，有效降低超調實現最佳的控制效果，從而滿足于不同溫度情況下的運行要求。

2.3 控制煙氣的含氧量

在燃氣鍋爐的運行過程中，合理控制煙氣中的含氧量，能夠有效減少氣體燃料的浪費現象。就技術層面來說，可以為燃燒控制系統增加煙氣含氧量的閉環控制回路，其主要作用就是控制空氣流量和燃燒流量的變化值，使燃氣鍋爐的生產活動能夠更具有經濟性和效率性。但是在確保空氣流量和燃燒流量的比值關系情況下，氣體燃料依舊無法得到充分燃燒，這主要是受到燃料成分、流量測量的偏差性以及不同負荷下流量的比值變化等因素的不利影響，這就需要積極將煙氣中的含氧量作為調整指標[4]。同時，利用控制回路對煙氣含氧量進行控制的技術方法較為簡單，在進行含氧量的控制過程中，應充分考慮燃氣鍋爐的運行情況，以便能夠在不同的生產作業中合理調整煙氣中的含氧量，從而在滿足于燃氣鍋爐的燃燒需求條件下，盡可能降低燃氣鍋爐的能源消耗，使燃氣鍋爐的運行效益得到進一步提升。

3 結束語

綜上所述，一般燃氣鍋爐采用的能源是具有環保作用的天然氣，對于保護我國生存環境有著重要意義。為促進燃氣鍋爐節能減排的持續發展，應積極做好燃氣鍋爐的節能運行管理，科學控制最優過量空氣系數、控制鍋爐的出水溫度、控制煙氣的含氧量，從而有效提升燃氣鍋爐運行的整體效益。

［1］曹勇.燃氣鍋爐的節能運行控制分析［J］.科技風，2015（06）：13.

［2］李峰.燃氣鍋爐的節能運行管理［J］.科技風，2015（21）：140.

［3］李英杰.燃氣鍋爐節能運行措施研究［J］.現代商貿工業，2017（16）：194.

［4］王偉明.燃氣鍋爐的節能運行控制［J］.甘肅冶金，2015，37（04）：152-153.

〔編輯：劉曉芳〕

TK229.8；TK227

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.23.091

2095－6835（2017）23－0091－02