燃氣工業鍋爐節能增效技術改造研究

王華雄

摘 要 鍋爐在生產過程中起著重要作用，其應用越來越廣泛。為了提高燃氣鍋爐的穩定性和能源效率，技術上改造煤氣產業鍋爐的儲藏系統、燃燒系統等十分必要，但是燃燒不充足、散熱損失的缺點是不能忽視的。在加強節能環保的當前市場環境中，節能技術的優化備受矚目。

關鍵詞 燃氣鍋爐；弊端；節能增效技術

燃氣工業鍋爐系統是提高燃料質量、原料利用率、熱能變換率的重要裝置，也是鍋爐的極其重要的一部分。其優化有著重要的實際意義，可以用于實現鍋爐的節能和環境保護。

1 燃氣鍋爐的弊端

1.1 氣體燃燒不充分

在燃氣鍋爐的正常運行下，大部分氣體可以實現完全燃燒，燃燒損失值相對比較低。天然氣在燃氣鍋爐中的燃燒率一般在百分之九十九以上，不完全燃燒率一般在百分之一以下。由于還有一些氣體不能燃燒，燃氣鍋爐在不完全燃燒的情況下熱損失率會大大增加。與傳統的燃煤鍋爐不一樣，燃氣鍋爐在燃燒不完全的情況下不會產生黑煙，而且很少有機組配備煙氣分析儀，這使得肉眼難以判斷燃氣鍋爐是否完全燃燒[1]。

1.2 散熱損失

燃氣鍋爐的熱損失主要包括兩個方面：一是鍋爐設備的熱損失，二是鍋爐房內其他輔助設備或風管的熱損失。其中，燃氣鍋爐的損耗一般在百分之一到百分之二之間，并已按鍋爐熱效率進行了計算。針對以上兩種情況，其他設備的耗熱損失值偏低。中小型鍋爐的燃燒空氣來源于鍋爐里，散熱系統還可以提高鍋爐內的溫度。

1.3 鍋爐排煙熱損失

在燃氣燃燒鍋爐的使用中，影響煙道氣熱損失的主要原因是煙道氣體量和煙道氣的溫度。其中，排氣量越多，排氣溫度的熱損失越大。排煙溫度持續上升的話，鍋爐的功能效果會逐漸減少。其結果是根據現有的燃氣鍋爐技術，每當排煙問題上升18度，鍋爐1度的運行效率就會降低，因此，采取噴水等措施降低排煙溫度，以提高運行效率。

1.4 燃氣鍋爐排污熱損失

通常，燃氣鍋爐排放的污水量越大，內壓越高，熱損失就越高。如果燃氣鍋爐沒有余熱回收裝置，燃氣鍋爐的熱損失將高達百分之三到百分之五。燃氣鍋爐內排量每增加百分之一，天然氣消耗量就會增加0.4%左右。可以看出，鍋爐污水的排放量與熱損失有直接的關系，這將造成過多的能源浪費。因此，有必要引起有關部門的重視，通過合理的改造控制熱損失。其中，溶解固體的硬度和含量直接關系到燃氣鍋爐的排污。

1.5 凝結水熱損與補水熱損

水作為燃氣鍋爐運行中不可缺少的能源，因為熱網的泄漏和設備的老化容易引起熱損失，通過進行燃氣熱水鍋爐的試驗，如果給水率降低1%，在不同的給水溫度和回水溫度下，熱損失將減少百分之四左右。對于燃氣蒸汽鍋爐，每降低10%的凝結回收率，就會增加凝結冰的熱損失率。可以看出，在凝結水和補給水的熱損失方面仍有很大的回旋空間。

2 有效舉措

2.1 配置燃燒器

影響鍋爐效率的主要原因是煙道氣體排放量和過剩空氣系數的影響。通過對燃燒原理的分析，過多的空氣系數越大，越能釋放出更多的煙，更多的熱量自然被奪走。為了確保燃氣的效率，需要盡量減少燃氣焚燒的過剩空氣系數。在實際使用中，機組應配置合理的燃燒器并調試設備。

2.2 管道系統熱損失問題

機組需要重點改革熱網管理，用巖棉包鐵片形式代替舊巖棉包玻璃布形式，從而降低管網的熱損率，提高能源利用率。同時，重視保溫軟水箱的處理，提高其保溫作用，從而降低鍋爐軟化水的熱損失值[2]。

2.3 排煙熱損量問題

以冷凝樣式的鍋爐為例。主要是指從燃氣鍋爐的排煙中吸收水蒸氣中包含的汽化潛熱的設備。傳統的鍋爐，將大部分的熱能轉移到水蒸氣上，以增加煙氣的熱損失。但在冷凝鍋爐中，廢氣可以向水蒸氣傳遞熱能，同時可以在水蒸氣凝縮后吸收熱能，從而降低熱量損失。冷凝式鍋爐與一般鍋爐有許多不同之處。冷凝器鍋爐必須具有冷凝換熱受熱面，利用低溫水從鍋爐排出煙氣時，它將蒸汽溫度降低到煙道氣凝縮溫度，將過熱的水蒸氣凝縮，然后通過蒸汽排出潛熱，幫助鍋爐吸收部分熱能。

冷凝鍋爐總運行效率比傳統鍋爐提高百分之十到百分之十七，廢氣溫度可降低到百分之五十至百分之七十。在運行中，冷凝鍋爐不僅可以減少氣體的使用，而且可以稀釋煙氣中的有害物質，回收蒸汽和水。具有綠色節能等功效。其中，直接熱交換器主要通過噴水直接接觸廢氣，產生熱能交換，提高熱回收率，并通過噴水減少廢氣中的有害氣體。雖然直接接觸式換熱器的效率很高，但回收的問題很多。

2.4 鍋爐房設備電耗問題

燃氣鍋爐在使用中消耗很多電能。為了降低鍋爐房的消耗功率，可以合理地配置適當的設備和技術。首先，分析鍋爐間的運轉狀態，完全理解每個器材的特性和性能，計算風機的流動量和效率，實現合理的分配，第二，導入頻率轉換技術，使接觸點在日常操作中在運行過程中，處于軟啟動狀態，然后減少啟動電流，以避免過度消耗功率的影響。工人們可以使用變頻器來降低交流頻率，調節泵的速度和流量，并改善輔助系統各方面運行的泄漏。避免供水泵的全天候運行，盡量減少耗電量。

2.5 排污熱損失問題

周期性污水排放可降低熱損失。同時，定期對軟化水進行檢測，檢查燃氣鍋爐水質，確保鍋爐供水水質達到標準。掌握燃氣鍋爐用水的堿度及其變化規律，在高蒸汽壓、低負荷條件下排放污水。此外，還應根據鍋爐內液面水的鹽度來調節污水閥，以便將污水排放控制在最小限度，從而減少污水排放的熱損失[3]。

3 結束語

從上述燃氣鍋爐存在的問題及節能降耗措施來看，燃氣鍋爐的改造有必要采用多層次的節能方法，降低各環節的熱能消耗，實現鍋爐效率運行，從而達到節能減排，保證了供熱企業的經濟和社會利益。由此可見，鍋爐的節能改造具有很大的開發潛力。從鍋爐運行規律、燃料等方面都含有對應的節能措施。

參考文獻

[1] 梁金明，薛貴平，梁軍，等.鍋爐回轉式空氣預熱器漏風原因分析及改造[J].能源技術經濟，2011，23（6）：48-51.

[2] 王馨.煤粉工業鍋爐節能增效技術改造研究[J].商品與質量，2016，（29）：188-188，189.

[3] 張弛，王隨林，穆連波，等.基于排煙余熱深度利用的燃氣鍋爐低污染排放方案優化[J].暖通空調，2018，48（3）：75-79，28.