淺談降低排煙熱損失在燃氣鍋爐運行中的應用

史賀敬

摘要：供熱站選用意大利依琦燃氣熱水鍋爐，其燃燒器為德國德萊斯勒全自動一體式燃燒器，在運行中，鍋爐的負荷調整采用設定鍋爐出水溫度，達到調整鍋爐負荷的目的。在運行中，排煙熱損失是鍋爐各項熱損失中最大的一項，影響排煙熱損失的主要因素是排煙溫度和排煙量，排煙溫度越高，排煙量越大，則排煙熱損失就越大，所以降低排煙溫度，可以降低排煙熱損失。監督爐水品質，保持受熱面清潔;加強煙氣在煙管內的擾動及延長煙氣在爐內的停留時間，加強煙管內的換熱強度;能有效的降低鍋爐的排煙溫;同時在鍋爐尾部裝設煙氣余熱回收裝置，回收煙氣中的冷凝水，起到節約燃料和節約水資源的雙重效果。

關鍵詞：排煙熱損失? 排煙溫度? 擾流片? 煙氣余熱回收裝置

引言：本文簡述了我公司為提高燃氣鍋爐效率、降低排煙熱損失的主要措施，通過具體分析及現場技改的效果試驗計算，對燃氣鍋爐降低排煙熱損失，提高鍋爐效率進行了經濟評估，對鍋爐房的日常管理、運行保養、技術改造具有很強指導性。

一、鍋爐的目前使用狀況

供熱站選用意大利依琦燃氣熱水鍋爐，型號為TNX-C EN6000，額定熱功率為6MW，其燃燒器為德國德萊斯勒全自動一體式燃燒器，在運行中，鍋爐的負荷調整采用設定鍋爐出水溫度的方法，燃燒器的程控器根據實際溫度與目標溫度的差值調節鍋爐的進氣量及風量，從而達到調整鍋爐負荷的目的。

歷年采暖季運行時，鍋爐的排煙溫度為170-190℃，2017-2018采暖季，經檢測監督評價中心對我公司鍋爐效率檢測結果為87.2%--91.6%，能效檢測雖然合格，但是鍋爐排煙熱損失部分仍舊較大，鍋爐能效仍有較大的提升空間。

鍋爐的熱效率是鍋爐的關鍵指標，是指燃料送給的熱能中有效熱量所占的百分數，提高鍋爐熱效率就是增加有效利用熱量減少鍋爐各項熱損失，其中重點是降低鋼爐排煙熱損失。排煙溫度越高，排煙熱損失越大。一般排煙溫度每降低15℃排煙熱損失q將減少1%，但為了避免尾部受熱面的腐蝕，排煙溫度也不宜過低。當燃用含硫分較高的燃料時，排煙溫度相應要高一些，燃料含硫量低時可適當降低排煙溫度;同時排煙容積越大，排煙損失就越大。

二、影響排熱損失的因素主要有以下幾點：

1、鍋爐水質不合格，造成爐管內結垢，或鍋爐受熱面外腐蝕，在管外形成銹皮或受熱面表面積灰，造成傳熱系數變大，影響鍋爐換熱。

2、鍋爐燃料與風量配比不合適，過量空氣系數大，鍋爐漏風嚴重，導致排煙熱損失增大。

3、鍋爐煙氣流速過快，煙氣中的熱量未被受熱面吸收就排出鍋爐。

降低排煙熱損失，從排煙熱損失中挖掘能源潛力是節能降耗的努力方向。在實際運行中，鍋爐的過量空氣系數由燃燒器型號決定，且在運行過程中基本保持最佳，因此保持受熱面清潔、提高鍋爐內換熱效率、提高鍋爐煙氣余熱的利用率，對提高鍋爐效率具有重要的意義。結合鍋爐房運行工況及現場實際，我們對降低排煙熱損失進行了綜合治理，通過加強管理及技術改造，排煙溫度降低20-30℃，節能效果明顯。

下面就幾個方面針對降低排煙溫度所采取的措施進行分析。

1、加強水質管理，保持受熱面清潔

鍋爐在運行過程要密切監督水質情況，確保水質合格，定期化驗水質硬度，當水質指標不合格時及時排污，同時加強運行期間倒爐清煙管作業，確保爐管表面清潔，加強水處理設備的管理，確保出水質量達標，在運行中，我們嚴控水質指標，爐水硬度控制在不超過0.03mmol/L，爐水PH控制在9-11，從根本上消減爐管結垢的風險，受熱面清潔，使燃料的熱量有效的被吸收。

2、加強煙管內煙氣擾動，提高傳熱效果

針對鍋爐的燃燒形式以及鍋爐構造，在鍋爐尾部煙道內部三回程火管內部增加螺旋阻燃擾流片[1]，螺旋葉片使煙氣在煙管內產生旋轉和在螺旋凸出物區域受到周期性地擾動，增加煙氣擾動，加強換熱，并且提高了煙氣在煙管中的滯留時間，因此能夠保持較高的傳熱強度，使燃燒產生的熱量最大程度傳到水中，可以進一步降低排煙溫度，減少熱損失，節省燃料，從而提高鍋爐熱效率。

鍋爐房鍋爐煙管內徑65mm，三回程煙管數量54根，長度494cm;回燃室前管板采用與爐膽連接，回燃室后管板采用橢球形封頭和管板。第二回程和第三回程轉彎煙室構成了前煙箱，此口煙溫已低于500℃。在三回程增加擾流片;通過熱力計算，同時考慮到材質以及制作工藝，選取擾流片材質為316不銹鋼，寬度為63mm;具體尺寸規格見下圖：

加裝后，1#爐在滿負荷運行時排煙溫度將為160度左右，降幅在20-30℃左右;通過實驗數據對比分析、計算加裝擾流片后每吉焦供熱量平均能夠節約天然氣1.5m?;若 供熱站5臺鍋爐全部安裝擾流片后，以 供熱站平均日供熱量約為1405GJ算，年節約天然氣費約36.6萬元，經濟效益明顯。

3、加強煙氣余熱利用，回收煙氣凝結水

眾所周知，天然氣主要成分為甲烷（CH4），燃燒后會產生大量的水蒸氣，由天然氣燃燒化學方程式可以看出，1Nm?天然氣燃燒生產理論煙氣量約10.3Nm?（大約12.5KG），以過量空氣系數1.3為例，產生煙氣14Nm?（大約16.6KG）。煙氣余熱回收裝置設備就是通過在鍋爐煙囪出口處加裝熱管式換熱器[2]，將排煙溫度降到露點溫度以下，使煙氣中的水蒸氣冷卻下來，回收利用煙氣中的煙溫顯熱和水的氣化潛熱。

煙氣余熱回收裝置采用熱管式余熱回收換熱器，將該裝置安裝在鍋爐煙囪上，通過熱管換熱器提高二次網的回水溫度，同時將排煙溫度降到露點溫度以下，使煙氣中的水蒸氣冷凝，回收利用煙氣中的煙溫顯熱和水的汽化潛熱，通過疏水回收、處理，實現煙氣冷凝水的再利用，達到節能環保的效果。

結束語：

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，燃氣鍋爐房的節能問題日益突出，在生產過程中加強運行管理、開展節能技改、加強新技術的應用，能有效降低排煙熱損失、提高鍋爐效率。

參考文獻：

[1]劉福仁 沈貞珉 徐福安 燃氣鍋爐作業人員讀本 中國計量出版社，2005

[2]http：//WWW.cqvip.com