燃氣鍋爐集中供熱系統若干問題探討

【摘要】為了改善城市人民生活，減少環境污染，使城市居民在藍天白云，環境優美的城市中生活，節能減排，集中供熱煤改燃勢在必行。有效利用燃氣鍋爐升降溫快的特點，優化用電設備運行參數，把供熱系統平衡與運行參數優化有機結合，最大限度降低運行成本，效果顯著。

【關鍵詞】燃氣鍋爐；質調節；運行參數優化；安全

1、引言

為了改善城市人民生活，隨著科技水平的不斷提高，節能環保意識的增強，減少城市環境污染，使城市居民在藍天白云，環境優美的城市中生活，是城市居民的向往。因此，大力發展區域集中供熱事業，在提倡降耗減排的大趨勢下，采用無污染的新能源，集中供熱系統煤改燃勢在必行。采用燃氣鍋爐生產熱源后，可以減少標煤消耗，減少二氧化碳的排放，有利于減緩溫室效應，抑制全球變暖的趨勢。與此同時，它還減少了煙塵、二氧化硫、煤渣的排放，減少霧霾天氣的出現時間，改善空氣質量，提高居民生活質量，有利于居民身體健康，社會效益顯著；采用燃氣鍋爐后，使職工勞動強度大大降低，運行實現自動化，熱能輸出控制方便可靠。但是，生產相同熱負荷，其成本遠遠高于燃煤鍋爐，且安全性低于燃煤鍋爐，輸配電和控制均需采用防爆系統。根據燃氣鍋爐的特點，下面就相關問題進行一下探討。

2、燃氣鍋爐房熱源設備具有較強的設備備用能力和運行可靠性

萬新村鍋爐房設計采用4臺58MW和2臺29MW燃氣熱水鍋爐搭配方式，隨著室外氣溫和其他環境的變化，為滿足不同熱用戶的需求，可靈活調整供熱負荷的大小，來滿足熱用戶的總需求。采用這種運行方式可以避免大馬拉小車，盡可能的節省鍋爐房的運行費用，還可以使設備輪換使用，在很大程度上增加了設備運行的可靠性，為系統穩定供熱創造了必要的條件。

3、燃氣鍋爐系統適合質調節運行方式

所謂質調節，就是整個運行期一次網運行流量不變，充分利用燃氣鍋爐升降溫快的特點，根據室外溫度和環境的變化，熱用戶供熱負荷總需求，調整鍋爐房熱負荷輸出的方式。為了實現這一方式：

3.1鍋爐燃燒控制

在鍋爐房設置氣候補償器一臺，該氣候補償器將隨著室外溫度的變化，考慮太陽輻射、空氣溫度、風向和風速等氣候因素的影響，根據儲存在氣候補償器中的運行曲線，依據熱負荷的需求隨室外溫度變化的規律，自動計算鍋爐房供水溫度，并通過可編程控制器，進行PID回路整定，實時調節鍋爐房出水溫度來滿足熱負荷變化的需求。以動態調節鍋爐燃燒燃氣進量，風門大小，進而達到根據需要的負荷調節鍋爐燃燒，控制和調節輸送給用戶的供水溫度，避免發生用戶室溫過高和過低的現象，避免造成能耗增加，有效的保證住戶室溫恒定的目的。實現在保證熱用戶達標供熱的基礎上，最大限度實現節約能源，減少環保污染，改善城市大氣質量，造福于人民。

3.2系統平衡是實現鍋爐房質調節的基礎

區域供熱系統一般是由鍋爐房把熱源送到換熱站，由換熱站的換熱設備，把熱量由一次網交換給二次網，通過循環水泵把熱水由總管，若干條支干管及建筑入口相連，送到千家萬戶，通過用戶散熱后，回到換熱站進行加熱，形成閉合管路循環系統。由于熱用戶距換熱站的遠近不同，每個環路的阻力不同，受環路阻力影響，水輸送給熱用戶的量，并不是按照所需要量定量，有序流動。流量大、小受阻力的制約，調試原理，就是人為的改變環路阻力，使區域系統的阻力趨于相等，把近端阻力小的環路壓頭余量節約下來，分配給末端和環路阻力大的熱用戶，防止為了滿足最不利用戶的供熱，而提高熱源廠供熱總量，實現節能目的。

3.3質調節

系統調試平衡后，除特殊情況，可微調外，不再進行調整。鍋爐房可根據室外溫度變化，從實際達標供熱要求出發，適時調整鍋爐房供水溫度，以滿足熱用戶達標供熱要求。

4、降低燃氣供熱系統運行成本，有效的方法是系統運行參數的優化

燃氣鍋爐房，通常把天然氣作為燃料，一般情況下，產生一噸蒸汽，需要80立方米左右的天然氣，它所產生的成本是固定的，降低成本只能從其它方面入手，經對往年運行成本分析發現，供熱系統用電也是構成運行成本的主要因素，要解決這一問題，必須合理選用用電設備，水泵是主要用電設備之一，而運行參數是合理選用水泵的依據，因此，從運行參數優化入手，將運行參數優化與熱網水力平衡有機地結合，供熱節能效果顯著。

4.1運行參數優化的原則

不同設計單位對住宅小區熱網設計方案的選擇不同，尤其是對熱網管徑與系統阻力的匹配，由于考慮因素和每個設計者的思維方式的差異，易得到不同的設計成果。即使同一個設計方案，由不同施工單位實施，因各自的施工經驗差異，施工成果及.對以后運行管理產生的效果頁截然不同。

4.2運行參數的優化

在傳統的大流量、小溫差運行方式下，定壓壓力與系統供、回水壓差之間的相互影響并不明顯，主要原因為：在定壓壓力高時，資用壓頭分配較容易，便于熱網水力平衡調節；在定壓壓力偏低時，系統壓差大可在一定范圍內給予補償，從而削弱定壓壓力偏低對供熱系統產生的不利影響。因此，無論是定壓壓力高還是低產生的影響，都將被供熱系統大流量運行所掩蓋。優化運行參數的確定除遵循上述原則外，關鍵要考慮運行參數的合理匹配，這里的優化運行參數主要包括二級管網供、回水壓差及二級管網定壓壓力。

4.3二級管網供、回水壓差

二級管網供、回水壓差要滿足克服系統阻力的要求。循環泵消耗功率與供熱介質體積流量的3次方變化趨勢一致，因此降低供熱介質體積流量將極大降低循環泵耗電量。這說明在考慮二級管網供、回水壓差時，優先應確定系統的合理流量，以降低運行電耗。根據運行經驗，單位建筑面積供熱介質的質量流量一般取2.0～2.5kg/（m2·h），具體取值要視供熱系統的熱力入口裝置、室內供暖系統形式而定?？偨Y逾10年的住宅小區熱網運行經驗，認為實現熱網水力平衡后，與合理流量相匹配的二級管網供、回水壓差為：單管順序式供暖系統宜取40～80kPa，按戶分環供暖系統宜取30～60kPa，傳統的垂直雙管供暖系統宜取60～80kPa。

采用上面的運行參數，不僅供熱質量穩定，而且還大大降低了小區換熱站循環水泵電耗，從1999年的每平米采暖建筑面積消耗電能1.98kW.h，降低到現在的0.42kW.h，最節能的小區每平米采暖建筑面積消耗電能為0.19kW.h，取得了顯著效果。

5、燃氣鍋爐房運行安全

燃氣鍋爐房和燃煤鍋爐房比較，安全隱患大于后者，為了解決這一問題，燃氣鍋爐房一定要設安全值班員，并且要持證上崗，隨時檢查燃氣供熱管道有無漏氣點，防爆監控設備是否正常工作，發現問題，在及時上報主管部門外，及時組織相關人員處理安全隱患，防患于未然，確保燃氣鍋爐安全運行。

小結：

采用燃氣鍋爐房集中供熱，比燃煤鍋爐房成本高，但是通過合理利用燃氣鍋爐升降溫快的特點，把供熱系統平衡和運行參數優化有機結合，最大限度的降低了運行成本，減少了霧霾天氣持續時間，有效的改善了城市居民生活質量，提高了居民健康水平，其公益效果顯著。