淺談燃氣鍋爐的節能降耗措施

張文環

（天津正達世紀建設工程管理有限公司 天津 300130）

地球上蘊藏量最豐富的化石燃料是煤炭，它分布廣泛，易于開采，俗稱“黑色黃金”，是我國重要的基礎能源。以煤炭為主要燃料的鍋爐在我國得到廣泛的應用，隨著國民經濟的快速發展，傳統的燃煤技術使得大量二氧化碳和二氧化硫廢氣排放到空氣中，造成空氣和水質的污染，將使人的生命和健康受到嚴重的威脅。天然氣是目前世界上一種最清潔的燃料，它具有燃燒充分，熱效率高的特點。同時，氣體燃料通過管道輸送，可減少勞動強度，降低成本。近幾年來，我國各大中型城市積極推行以燃氣鍋爐為主的環保型供暖系統。

1 燃氣鍋爐的特點

1.1 燃氣鍋爐的年燃料消耗量多于燃煤鍋爐，但因為天然氣的費用比煤低，兩者熱值也不同，天然氣性價比高于煤。

1.2 在運行成本方面，燃氣鍋爐不存在廢氣的排污、監測費用和脫硫的藥劑、水的費用。在正常用水相同的情況下，燃氣鍋爐在潔凈、防塵、除渣等輔助用水方面比燃煤鍋爐節約，并且燃氣鍋爐的自動化程度高。燃氣鍋爐由于在使用輔助設備時比燃煤鍋爐的機械設備少，導致所需人員就少，人工成本低。燃氣鍋爐耗電量低，節約生產用電費用。

1.3 燃氣鍋爐房布置靈活，產生噪音低，同燃煤鍋爐相比它無需儲存原材料的空間，所以使用空間相對較少。

1.4 改善環境。燃煤鍋爐產生大量的煙塵，不利于環保，天然氣無污染，低能耗，以天然氣為燃料的鍋爐更環保。

通過以上四方面的對比，可知燃氣鍋爐解決了脫硫問題，減少了大氣污染，避免了脫硫廢水的排放，對防治水污染起到了重要的作用。燃氣鍋爐的使用效益明顯，并且也帶來了良好的社會效益。

2 燃氣鍋爐的燃燒方式與特點

燃氣燃燒的特點是清潔、易于輸送、無灰渣、容易進行燃燒調節、作業性好、容易調整發熱量。燃氣燃燒方式一般按供給方式和數量劃分為擴散式燃燒、大氣式燃燒和無焰式燃燒。擴散式燃燒是指燃氣在燃燒前不預先混入空氣，即無一次空氣供給，其燃燒的特點為燃氣與空氣的混合全靠燃氣與空氣之間的擴散作用來實現。這種燃燒，其燃燒速度低、火焰熱強度低、易產生化學不完全燃燒；優點是無回火現象，脫火速度高，燃燒較穩定。大氣式燃燒又稱本生式燃燒，它是在燃燒前預先混入一部分空氣，一次空氣的供給一般靠引射吸入，它的燃燒火焰由內外兩部分組成，內焰呈青藍色，輪廓清晰，短而有力；外焰呈淡藍色，燃燒溫度提高，減少了不完全燃燒，但易發生回火或脫火現象。無焰式燃燒是燃氣燃燒前，燃氣與所需空氣完全混合，并有高溫點火源的存在，燃燒過程在瞬間完成，火焰很短，好像無火焰一般，其燃燒特點是燃燒完全、燃燒溫度高，熱效率高，赤熱的燃燒板表面可產生紅外線輻射。燃氣鍋爐對燃燒器的特殊要求是燃燒器的燃燒完全程度高，調節性能高、容量范圍廣。目前，燃氣燃燒器有直燃引風式擴散燃燒器、鼓風式擴散燃燒器，引射式燃燒器等。

燃氣鍋爐一般是微正壓爐，采用內燃方式比較容易實現微正壓燃燒。如燃氣臥式蝸殼式鍋爐，其爐膽是一個圓筒，爐膛和鍋爐封閉問題容易解決，而且爐膽的形狀比較符合燃氣燃燒器的火焰形狀；爐膛和對流受熱面布置比較容易，可采用多回程，可以布置適當的尾部受熱面以降低排煙溫度。由于爐膛的結構特點，還可使燃燒在爐膽中燃燒后的煙氣在爐膽中產生回流作用，使煙氣進入煙管換熱，這種現象稱“中心回燃式”。采用內燃方式微正壓燃燒，使爐內的溫度較為均勻，增大對流換熱效果，不需要引風機，結構簡單合理。燃氣鍋爐經然放棄燃燒器噴人爐膛內的燃氣，如果熄火或與空氣在一定范圍內混合，易形成爆炸氣體，所以均需采用先進的自動化燃燒系統，包括火焰檢測、點火程序控制、熄火保護、各種連鎖控制、檢漏系統以及聲、光，電報警裝置。對鍋爐爐膛、煙道等易積聚氣體的地方，應安裝防爆裝置。

3 燃氣鍋爐在供暖系統方面的應用

燃氣鍋爐既有熱水鍋爐，也有蒸汽鍋爐；既有火管鍋爐，也有水管鍋爐；既有臥式鍋爐，也有立式鍋爐。燃氣鍋爐在供暖系統方面分為以下三種形式：

3.1 家用燃氣壁掛爐采暖。家庭燃氣熱水鍋爐可省去家庭熱水器投資，這種采暖方式，用戶可以根據需要自覺調節供熱量，與集中燃氣鍋爐相比，平均節省30%~40%的燃氣，從而降低運行成本。3.2分散燃氣鍋爐采暖。

3.3 集中區域燃氣鍋爐采暖。燃氣鍋爐需要通過區域管網經過熱水循環向建筑物內供熱。以天然氣為材料，輸送成本低，無污染，熱效率高，運行費用低，容易實現自動管理。按照現在煤料價格，使用燃煤的造價為天然氣的3~4倍。

燃氣鍋爐供暖的節能技術措施主要有以下七種：

3.4 氣候補償系統：可以根據室外氣候的溫度變化，用戶設定的不同時間的室內溫度要求，自動控制供水系統和限定最低回水溫度。

3.5 煙氣冷凝熱能回收系統：添加煙氣冷凝熱能回收利用裝置，它是增設在天然氣熱能動力設備尾部的余熱回收裝置。

3.6 鍋爐集控系統：系統中的每臺鍋爐的切換工作可由內部定時系統自動完成。

3.7 變頻風機系統：添加變頻控制柜裝置使系統更好的控制風機運行。

3.8 分時空控制供熱系統：通過增設分時空控制器和電動閥的方式，對供熱要求不同的區域進行分時分區自動調控。

3.9 水力平衡系統：為使整個系統達到平衡，在各個調節裝置處的流量達到計算流量值，需加裝調節裝置（平衡閥、調節閥和自力式流量控制器）。

3.10 溫調控系統：用戶通過在各個房間的散熱器上加裝恒溫閥，來調節室內溫度。

4 結語

總體上看，環保型燃氣鍋爐高效率意味著可以節約日益緊張和昂貴的能源。燃氣鍋爐用新型燃燒技術和強化傳熱技術，使之鍋爐的體積比以前大為降低。燃氣鍋爐采用的低阻力型火管傳熱技術和低阻力高擴展受熱面的緊湊型尾部受熱面，使得其排煙溫度大為降低。我國的能源消費結構遠遠跟不上國民經濟的發展和人民生活水平的提高，而能源的消費結構將從根本上影響我們所處的環境。燃氣鍋爐能有效地降低能源的浪費和環境空氣的污染。應通過漸進方式逐漸改變，使燃煤鍋爐向燃氣鍋爐逐步過渡。

[1]劉加平.建筑節能與建筑設計中的新能源的利用,2011.

[2]陳蘭英,趙洪平.建筑節能的技術措施.建筑技術開發,2004.

[3]李春華.環境科學原理.南京大學出版社,2003.

[4]李相然.城市化環境效應與環境保護.中國建筑工業出版社,2006.