燃?xì)忮仩t及供熱系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)

李艷娜 開灤（集團(tuán)）有限責(zé)任公司唐山礦業(yè)分公司

一、前言

隨著燃?xì)庑袠I(yè)的發(fā)展，社會(huì)各界對(duì)燃?xì)忮仩t及供熱系統(tǒng)節(jié)能管理工作愈加關(guān)注，并提出了更高的需求。燃?xì)忮仩t管理中，節(jié)能環(huán)保是其重要性能，有利于保證鍋爐燃燒的高效率以及高質(zhì)量，保證企業(yè)的自身經(jīng)濟(jì)效益不受損害。但目前的燃?xì)忮仩t以及供熱系統(tǒng)在節(jié)能管理中依舊存在部分問題需要改進(jìn)，以此規(guī)避其受到其他方面的影響，為后續(xù)的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

二、天然氣鍋爐的節(jié)能潛力

（一）煙氣節(jié)能潛力

為避免鍋爐的尾部受到燃?xì)獾母g影響，燃?xì)忮仩t在正常情況下所產(chǎn)生的排煙溫度一般是處于190℃-250℃范圍內(nèi)。此時(shí)的高溫?zé)煔鈺?huì)產(chǎn)生大量的熱量，甚至?xí)苓叺目諝庠斐捎绊憽Ｈ細(xì)忮仩t在實(shí)際的運(yùn)行中存在潛熱浪費(fèi)的情況。高溫?zé)煔馀欧旁斐傻臒釗p失主要是煙氣的顯熱和蒸汽的潛熱。天然氣中的氫元素燃燒之虎會(huì)產(chǎn)生大量的水蒸氣，當(dāng)廢氣溫度較高時(shí)，煙氣中的蒸汽會(huì)過熱，不能凝結(jié)成液態(tài)水，釋放出汽化潛熱。當(dāng)廢氣排出時(shí)，蒸發(fā)潛熱被浪費(fèi)了。鍋爐的熱效率一般只有七成左右，兩成的熱能會(huì)造成浪費(fèi)不能加以利用。這就是燃?xì)忮仩t的節(jié)能潛力所在。

（二）循環(huán)水泵節(jié)能潛力

在供熱系統(tǒng)運(yùn)作中，泵的揚(yáng)程和電機(jī)功率與一開始所計(jì)算出數(shù)據(jù)值偏差過大，管道計(jì)算中存在誤差，造成了這一現(xiàn)象。水泵實(shí)際運(yùn)行工作量遠(yuǎn)小于標(biāo)準(zhǔn)，在非經(jīng)濟(jì)運(yùn)行條件下運(yùn)行，耗電量大，經(jīng)濟(jì)效益低下，造成浪費(fèi)。對(duì)于部分供熱水而言，需要通過控制閥調(diào)節(jié)水體的循環(huán)程度，以控制電機(jī)功率的實(shí)質(zhì)性消耗量，達(dá)到節(jié)流控制的作用，減少循環(huán)泵運(yùn)行時(shí)造成功率的極高浪費(fèi)。

（三）燃?xì)忮仩t并聯(lián)運(yùn)行

為了節(jié)約燃?xì)獬杀荆偷紵脑斓娜細(xì)忮仩t經(jīng)常采用并聯(lián)間歇運(yùn)行。在這種運(yùn)行模式下，鍋爐的出力在高火和低火之間調(diào)節(jié)。火力發(fā)電熱負(fù)荷較差，做好動(dòng)態(tài)的調(diào)節(jié)性工作勢(shì)在必行。當(dāng)前的汽油節(jié)約效果并不好，但燃?xì)忮仩t以及供熱系統(tǒng)在運(yùn)行國(guó)行中所產(chǎn)生的電能消耗和廢熱損失等方面具有相當(dāng)大的節(jié)能潛力。

三、燃?xì)忮仩t及供熱系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)

（一）循環(huán)水泵節(jié)能技術(shù)

循環(huán)水泵節(jié)能技術(shù)在應(yīng)用中，要保證水泵的供水能力長(zhǎng)期處于平衡狀態(tài)，但供水能力可以通過改變水阻力來(lái)改變，以滿足用戶的流量需求。此時(shí)，管道特性將隨閥門的開啟而改變，但壓頭特性不會(huì)改變，供水用電與面積成正比。循環(huán)水泵變頻控制自適應(yīng)裝置通過改變水泵總揚(yáng)程，滿足用戶的流量需求。當(dāng)泵速變化時(shí)，揚(yáng)程特性會(huì)發(fā)生變化，管道阻力會(huì)處于一種平衡狀態(tài)，此時(shí)可調(diào)節(jié)系統(tǒng)的流量變化值，確保熱力系統(tǒng)的負(fù)荷運(yùn)行以及合規(guī)性處理。目前比較重視的裝置是循環(huán)泵增壓裝置，該裝置利用部分循環(huán)水通過泵的富壓頭進(jìn)入增壓裝置，在泵出口進(jìn)行恒壓混合。循環(huán)泵不需要對(duì)部分循環(huán)水加壓，在運(yùn)行過程中降低了能耗，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保的目的。

（二）CFD模擬仿真技術(shù)

CFD模擬仿真技術(shù)屬于一種新穎的管理技術(shù)，具有較強(qiáng)的計(jì)算功能，需要結(jié)合計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)進(jìn)行燃燒器以及鍋爐那些處理。燃燒爐的運(yùn)行情況可知，爐膛內(nèi)的溫度場(chǎng)、流場(chǎng)、火焰形狀都是比較重要的參數(shù)。

（三）整體濃淡燃燒技術(shù)

在鍋爐燃燒器的應(yīng)用中，對(duì)于燃燒器喉口部分所出現(xiàn)的情況，需要及時(shí)將燃燒過程區(qū)分為不同的階段，以燃?xì)馀c空氣的配比作為劃分依據(jù)，確保燃?xì)獾娜紵秩齻€(gè)階段完成，即為燃?xì)膺^濃、燃?xì)膺^淡和燃盡。在燃?xì)膺^濃的階段，燃料的量會(huì)變少，氧氣會(huì)出現(xiàn)不足，致使燃?xì)夂茈y被充分燃燒完。在燃料未被充分燃燒時(shí)，會(huì)形成對(duì)應(yīng)的一氧化碳，該類氣體具有較強(qiáng)的還原性，可與一氧化氮直接產(chǎn)生氧化還原反應(yīng)形成二氧化碳以及氮?dú)猓沟萌細(xì)馊紵勺罱K抑制一氧化氮的形成。在燃燒時(shí)，淡燃燒階段的氧氣很難被全部燃盡，甚至其中未能夠被充分燃盡的一氧化碳會(huì)在持續(xù)的燃燒中形成其獨(dú)有的二氧化碳，但需要保證最終的氧氣燃燒效率不降低。

（四）燃燒器內(nèi)部半預(yù)混技術(shù)

當(dāng)前區(qū)域的半預(yù)混、半擴(kuò)散燃?xì)鈺?huì)使得燃?xì)馀c空氣在整個(gè)燃燒器內(nèi)比較均勻的燃燒，確保燃料可直接的噴射到不同的燃燒區(qū)域中，增強(qiáng)濃淡燃燒與分層燃燒的情況，減少局部高溫情況的產(chǎn)生。由于預(yù)混噴嘴的噴射角度具有多樣性，燃料可從多方向噴射出來(lái)，與周邊的空氣進(jìn)行有機(jī)混合，確保火焰在穩(wěn)定的情況下產(chǎn)生較少的二氧化氮。

（五）低氮燃燒改造的燃?xì)忮仩t監(jiān)控系統(tǒng)

燃?xì)忮仩t監(jiān)控系統(tǒng)是通過數(shù)字化技術(shù)對(duì)燃?xì)忮仩t進(jìn)行節(jié)能上面的監(jiān)測(cè)控制。監(jiān)測(cè)熱負(fù)荷、環(huán)境溫度和系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，反映到計(jì)算機(jī)上，可以對(duì)各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行是調(diào)節(jié)，并對(duì)鍋爐運(yùn)行方式和消防配置進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)控制回收煙氣余熱與水循環(huán)控制。系統(tǒng)的組態(tài)功能能夠同時(shí)對(duì)鍋爐的各項(xiàng)相關(guān)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行顯示，實(shí)時(shí)模擬運(yùn)行狀態(tài)并通過簡(jiǎn)單地認(rèn)為操作進(jìn)行參數(shù)控制，操作上沒有太高的難度，模擬效果逼真。低氮燃燒改造的燃?xì)忮仩t系統(tǒng)功能強(qiáng)大，能夠?qū)嶝?fù)荷與環(huán)境溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控與自動(dòng)調(diào)整配合，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)運(yùn)行調(diào)整。在供熱系統(tǒng)的燃?xì)膺\(yùn)用上能夠?qū)τ昧窟M(jìn)行調(diào)整與智能分配，還具備智能溫控技術(shù)，可隨室外溫度變化自動(dòng)調(diào)節(jié)循環(huán)水溫度。在回水管設(shè)有過濾裝置和手動(dòng)排污閥，系統(tǒng)對(duì)壓差進(jìn)行監(jiān)控的同時(shí)根據(jù)情況進(jìn)行自動(dòng)排污，并對(duì)系統(tǒng)壓力進(jìn)行調(diào)整。在系統(tǒng)檢測(cè)到循環(huán)泵的故障、水壓損失、二次管網(wǎng)節(jié)水壓力以及系統(tǒng)安全問題時(shí)能夠發(fā)動(dòng)警報(bào)，提醒工作人員采取措施進(jìn)行處理

四、結(jié)束語(yǔ)

簡(jiǎn)而言之，目前燃?xì)忮仩t及供熱系統(tǒng)在節(jié)能環(huán)保上的建設(shè)還要受到鍋爐系統(tǒng)建設(shè)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及工作人員素質(zhì)等多個(gè)方面的影響和限制，而且這些方面或多或少都存在一定的問題，不利于燃?xì)忮仩t及供熱系統(tǒng)節(jié)能效率的增強(qiáng)。對(duì)此，本文主要針對(duì)燃?xì)忮仩t及供熱系統(tǒng)節(jié)能控制情況簡(jiǎn)要分析，針對(duì)性的做好舉措提出，從多個(gè)角度著手加強(qiáng)燃?xì)忮仩t及供熱系統(tǒng)節(jié)能管理的效率和水平。