于文娟 張虎

臨沂中裕燃氣有限公司 山東臨沂 276000

北方地區(qū)供熱方式主要有四種：城市熱網(wǎng)供熱、區(qū)域鍋爐房供熱（含燃煤、燃氣、燃油、電鍋爐）、清潔能源分戶自采暖（天然氣壁掛爐、電采暖）和小火爐取暖。其中主要供暖方式是燃煤、熱力和燃氣供暖。而燃氣鍋爐供熱自開始啟動，實際運行只有幾年的歷史，在設計和運行等方面皆缺乏經(jīng)驗，問題較多。天然氣是十分可貴的能源。因此，如何實現(xiàn)燃氣鍋爐供熱的節(jié)能，就成為人們十分關注的熱點問題。

1 影響燃氣鍋爐熱效率的主要因素

1.1 氣體不完全燃燒熱損失

燃氣鍋爐在燃燒良好的情況下，氣體不完全燃燒熱損失較小。根據(jù)燃燒器廠家提供的數(shù)據(jù)，燃燒器的燃燒效率一般為99.0%一99.5%，即氣體不完全燃燒熱損失率為1.0%-0.5%。但在燃燒不良的情況下，氣體不完全燃燒熱損失率很高。燃氣鍋爐不同于燃油鍋爐，燃氣鍋爐燃燒不良時往往不產(chǎn)生黑煙，加之使用單位很少配置煙氣分析設備，直觀上很難判斷。

在燃氣鍋爐調試時，應由調試人員對各種工況進行認真調試和檢測，使燃氣鍋爐達到最佳的燃燒狀態(tài)。宜選擇具有比例調節(jié)功能的燃燒器，它能夠隨著供暖熱負荷的變化自動調節(jié)燃氣與空氣的配比，使其保持較高的燃燒效率[1]。

1.2 散熱損失

鍋爐房散熱損失主要包括鍋爐散熱損失和鍋爐房范圍內其他的熱力設備、汽水管道及煙、風道等的散熱損失。其中鍋爐散熱損失率一般為1%一2%，已在鍋爐熱效率計算中考慮。由于其他散熱損失一般都不會太大，而且一般中小型鍋爐燃燒用空氣取自鍋爐間，散熱量可以加熱鍋爐間的空氣，提高鍋爐燃燒的空氣溫度。另外，輔助間的設備和管道散熱損失可以部分或全部用于輔助問供暖。因此在正常情況下，只要合理采取保溫措施，除鍋爐散熱損失外的其他散熱損失對鍋爐房能源利用的影響可以忽略不計。

1.3 排煙熱損失

排煙熱損失是燃氣鍋爐最主要的熱損失，它取決于排煙溫度與空氣系數(shù)。通常，燃氣鍋爐的排煙溫度較高，燃氣熱水鍋爐排煙溫度一般為150-180℃，燃氣蒸汽鍋爐排煙溫度一般為200-250℃。排煙溫度偏高，導致鍋爐的熱效率降低。以陜甘寧天然氣為例，通過計算，得出不同空氣系數(shù)和排煙溫度下的排煙熱損失率，排煙熱損失隨排煙溫度的升高和空氣系數(shù)的增大而增大。

燃氣鍋爐排煙中含有蒸汽，過熱蒸汽是煙氣中熱量的主要攜帶者。因此，燃氣鍋爐排出的煙氣中除顯熱外，還有大量潛熱，這部分熱損失的大部分（約70%）可以通過接觸式換熱設備進行回收。煙氣露點一般為58℃，如果將排煙溫度降到煙氣露點以下，通過回收蒸汽潛熱可有效地提高鍋爐熱效率，約7%-9%。

根據(jù)分析計算及國外有關資料，降低到煙氣露點之前的顯熱回收可使鍋爐熱效率提高2%-6%，若將排煙溫度降到煙氣露點以下，可使鍋爐熱效率提高9%-15%。

2 燃氣供熱節(jié)能技術

2.1 氣候補償系統(tǒng)

建筑物的耗熱量因受室外氣溫、太陽輻射、空氣濕度、風向和風速等因素的影響時刻都在變化。要保證在上述因素變化的條件下，維持室內溫度恒定（如18℃±2℃）或滿足用戶要求，供熱系統(tǒng)的供回水溫度就應在整個供暖期間根據(jù)室外氣象條件的變化進行調節(jié)，以使鍋爐供熱量、散熱設備的放熱量和建筑物的需熱量相一致，防止用戶室內發(fā)生室溫過低或過高的現(xiàn)象。通過及時而有效的運行調節(jié)可以傲到在保證供暖質量的前提下，達到最大限度的節(jié)能。室外溫度的變化決定了建筑物需熱量的大小也就決定了能耗的高低。運行參數(shù)必須隨室外溫度的變化每時每刻進行調整，始終保證鍋爐房的供熱量與建筑物的需熱量相一致，只有這樣才能實現(xiàn)最大限度的節(jié)能。每個鍋爐房都應該按自己的運行曲線去運行。這條曲線才是該鍋爐房的最佳運行曲線。氣候補償系統(tǒng)即是給鍋爐房提供最佳運行曲線的系統(tǒng)。通過加裝氣候補償裝置可使系統(tǒng)節(jié)能5%以上[2]。

2.2 煙氣冷凝熱能回收系統(tǒng)

通過對各種燃料的煙氣成分進行分析。發(fā)現(xiàn)了如下特點：水蒸氣容積在各種燃料的煙氣成分中所占的比例分布是：天然氣20%、油12%、煤4%。為什么天然氣的煙氣成分中水蒸氣容積的比例最大呢？因為天然氣的主要成分是甲烷（CH4），由于其有大量的氫元素，燃燒時與氧結合.產(chǎn)生了大量的水蒸氣。一公斤水蒸氣所攜帶的熱量是2400KJ，0.7MW的鍋爐每小時產(chǎn)生水蒸氣30—40公斤大致相當于25—33小時帶走0.7MW的熱量。因此熱損失是很大的，必須將這部分熱量回收回來，提高鍋爐熱效率，降低燃氣耗量。國外早已認識到這個問題的嚴重性，目前排煙溫度已經(jīng)普遍降到70℃。最低可到40℃。一些國外冷凝鍋爐的宣傳單上.鍋爐效率可達104%，就是充分利用了這部分能量[3]。

煙氣的露點溫度大約是58℃左右，其只要接觸到低于露點溫度的介質。就會冷凝成水，釋放出大量的熱量。其熱量是由兩部分組成：

物理顯熱：通過降低煙溫來實現(xiàn)，排煙溫度可控制在70-80℃。經(jīng)過測試，降低煙溫20一50℃，可提高鍋爐熱效率1—3%。

汽化潛熱：通過水蒸氣冷凝成水的相變來實現(xiàn)，經(jīng)過測試可提高鍋爐熱效率3-5%。兩者綜合可提高鍋爐熱效率3—8%。

燃氣鍋爐本身的熱效率已經(jīng)達到90%，如再通過改造鍋爐本體來提高熱效率將得不償失，事倍功半。通過采用煙氣冷凝熱能回收系統(tǒng)，在不影響鍋爐本身熱效率的前提下，再提高鍋爐熱效率3—8%。將是一種投入最低、收益最大的節(jié)能方式。

3 結語

綜上所述，要確保燃氣鍋爐節(jié)能化運行必須在各類技術、各種機制上進行調整和優(yōu)化，要結合燃氣鍋爐的系統(tǒng)結構、運行特點和工作機理實施創(chuàng)新和調整工作，更好地適應燃氣鍋爐節(jié)能化運行的實際。