鍋爐節(jié)氣技術(shù)技術(shù)原理

根據(jù)燃?xì)忮仩t房節(jié)能潛力分析，采取降低排煙熱損失、提高運(yùn)行控制水平、提高凝結(jié)水回收率節(jié)能潛力較大，最值得關(guān)注和重視。降低鍋爐排污熱損失、降低熱水鍋爐系統(tǒng)補(bǔ)水率和耗電量有一定的節(jié)能潛力，值得關(guān)注和引起一定的重視。

以北京市為例，2005年，區(qū)域燃?xì)忮仩t房供熱建筑面積接近1.7億平方米，采暖季燃?xì)忮仩t房用氣量約為20億立方米，若節(jié)能10%，可減少燃?xì)夂牧?億立方米；節(jié)能20%，可減少燃?xì)夂牧?億立方米?？梢娙?xì)忮仩t房節(jié)能潛力較大，節(jié)能效益相當(dāng)可觀。

根據(jù)以上分析，燃?xì)忮仩t房應(yīng)采取合理的節(jié)能措施，有效地提高節(jié)能水平。具有節(jié)能潛力的因素中，凝結(jié)水回收率、熱水鍋爐系統(tǒng)補(bǔ)水率實(shí)際上與外網(wǎng)和熱用戶有關(guān)，應(yīng)通過外網(wǎng)和熱用戶解決。

天然氣資源最為緊缺：我國天然氣工業(yè)尚處于起步階段，無論是勘探開發(fā)，還是消費(fèi)量及消費(fèi)結(jié)構(gòu)都與世界水平有較大差距，目前我國的天然氣資源量占世界總資源量的2%，居世界第10位，探明儲(chǔ)量占世界天然氣總探明量的0.9%，居世界第20位；1999年世界天然氣總產(chǎn)量為23296億立方米，我國僅為252億立方米，居第17位，是占世界總產(chǎn)量的1%稍多一點(diǎn)。我國天然氣在一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的比重僅為2%左右，預(yù)計(jì)到2010年也不過6%，而世界平均水平已達(dá)23.5%。在資源量、消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的比重和在世界上的位次，電力和石油都比天然氣要好得多，電力可以由化石能源和可再生能源轉(zhuǎn)換得來，電力產(chǎn)量在世界上居第2位；石油資源比天然氣好，石油產(chǎn)量在世界上居第5位。

隨著我國西氣東輸工程，天然氣作為潔凈燃料在我國正得到大力開發(fā)和逐步推廣應(yīng)用，城市能源結(jié)構(gòu)發(fā)生了很大的變化。由于能源結(jié)構(gòu)的變化和我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展帶來的能源供應(yīng)日趨緊張的形勢，如何進(jìn)一步合理利用能源、節(jié)約能源，已引起全社會(huì)的關(guān)注和重視，也為從事能源利用領(lǐng)域的科技人員提出了更新更高的要求。節(jié)約能源是一項(xiàng)基本國策，隨著能源供應(yīng)的緊張和國家對節(jié)能的重視，隨著全國各地煤改氣的實(shí)施，燃?xì)忮仩t房節(jié)能問題日益突出，已顯得尤為重要。

如何更好地發(fā)揮天燃?xì)庠趪窠?jīng)濟(jì)中的作用, 是值得人們?nèi)ヌ接懙摹＿@里將從天燃?xì)獾默F(xiàn)狀和趨勢出發(fā), 分析各種利用途徑的效益, 探索其合理利用的模式, 以其指導(dǎo)未來的發(fā)展。

一、降低排煙熱損失措施分析

排煙熱損失主要受排煙溫度和過量空氣系數(shù)α的影響，其中過量空氣系數(shù)α過大，會(huì)造成煙氣量增加，帶走更多的熱量，所以應(yīng)在保證鍋爐燃燒效率的前提下盡可能地降低過量空氣系數(shù)，可通過合理地配置燃燒器、嚴(yán)格的運(yùn)行調(diào)試，使其與鍋爐本體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，燃料的種類和特性相匹配，以確保火焰在爐膽中充滿，使燃料充分燃燒。選擇具有比例調(diào)節(jié)功能的燃燒器，能夠隨著供熱負(fù)荷的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)燃?xì)獾墓?yīng)及空氣的配比，使燃?xì)忮仩t在負(fù)荷變化范圍內(nèi)，始終保持在較高的燃燒效率的同時(shí)，保證合理的過量空氣系統(tǒng)，降低排煙熱損失提高鍋爐熱效率。

由于排煙熱損失中，水蒸氣所攜帶的熱損失占排煙熱損失的55%～75%，如果將排煙溫度降到煙氣冷凝溫度以下，通過回收利用水蒸氣潛熱，可以很有效地降低排煙熱損失，提高鍋爐熱效率。為此，需采取低溫吸熱裝置并達(dá)到冷凝效果進(jìn)行熱量回收。低溫吸熱裝置從結(jié)構(gòu)上可分為整體式和分離式兩種。整體式即為一般所說的冷凝式鍋爐，分離式就是在常規(guī)鍋爐外的煙道中加裝余熱回收裝置。

二、冷凝式鍋爐

冷凝式鍋爐是指能夠從鍋爐排放的煙氣中吸收水蒸氣所含的汽化潛熱的鍋爐。常規(guī)鍋爐將煙氣中大部分顯熱傳遞給水或蒸汽，而冷凝式鍋爐不僅將更大一部分顯熱傳遞給水或蒸汽，而且還吸收了部分煙氣中的水蒸氣冷凝后釋放的汽化潛熱。

冷凝式鍋爐在設(shè)計(jì)思想上與傳統(tǒng)鍋爐有很大的不同。冷凝式鍋爐必須具有冷凝式熱交換受熱面，采用高性能的外殼保溫和密封材料。用低溫水將鍋爐的排煙溫度降到煙氣冷凝溫度以下，使煙氣中呈過熱狀態(tài)的水蒸氣凝結(jié)成水，放出汽化潛熱，把這一部分的熱量回收仍利用于鍋爐。按照燃料低位發(fā)位量為基準(zhǔn)計(jì)算，整體效率可比傳統(tǒng)的鍋殼鍋爐高出10%～17%。排煙溫度可降至50℃～70℃。冷凝式鍋爐不僅節(jié)省能源，而且在冷凝煙氣中的水蒸氣的同時(shí)，可以除去煙氣中的有害物質(zhì)，又可回收可觀的水量，具有節(jié)能、節(jié)水、環(huán)保等特點(diǎn)。冷凝式鍋爐在國外應(yīng)用已相當(dāng)廣泛。

三、常規(guī)鍋爐加裝余熱回收裝置

分離式煙氣余熱回收裝置一般可分為直接接觸換熱器和間接換熱器。

直接接觸換熱器采用水噴淋的方式與煙氣直接接觸進(jìn)行熱質(zhì)交換。此方式熱能回收率高，同時(shí)吸收了大量煙氣中的有害物質(zhì)，但是，此方式回收的水質(zhì)為酸性，使用受到限制，余熱回收產(chǎn)生的熱水在一般民用采暖鍋爐房內(nèi)難于利用，因此采暖鍋爐房一般不采用此種方式。

間接換熱器又稱為煙氣冷凝熱能回收裝置。因燃?xì)忮仩t的煙氣中水蒸氣含量多，煙氣中的水蒸氣在冷凝過程中放出大量汽化潛熱，使得燃?xì)忮仩t所采用的冷凝式余熱回收器效果比傳統(tǒng)的燃煤鍋爐所采用省煤器效率要高，在常規(guī)鍋爐煙道上加裝煙氣余熱回收換熱器，可提高鍋爐的熱效率，減少能源的浪費(fèi)，同時(shí)也可降低用戶的運(yùn)行成本。

燃?xì)鉄崴仩t天然氣消耗解決方法、天然氣的主要成分是甲烷，含量為98%，燃燒后產(chǎn)生二氧化碳和水蒸氣，其具有發(fā)熱量高的優(yōu)點(diǎn)（高位發(fā)熱量：38716kj/m3，低位發(fā)熱量：38716kj/m3），作為一種清潔的能源，正在被廣泛使用。如何節(jié)約使用天然氣是擺在使用者面前的一個(gè)重要問題，因此，本文通過技術(shù)人員的認(rèn)真分析、摸索，找到了一些節(jié)約措施，并取得了一定的成效。

1. 天然氣非正常消耗有以下幾個(gè)因素

1.1 系統(tǒng)流量調(diào)節(jié)方法在供熱運(yùn)行過程中，運(yùn)行1#、2#鍋爐（在12月、1月、2月），單臺(tái)鍋爐流量為500m3/h，已超過額定流量（410m3/h），為此將未運(yùn)行的3#爐進(jìn)出口閥門打開10%以分擔(dān)多余流量，確保運(yùn)行流量在額定范圍內(nèi)。由于3#爐的進(jìn)出口閥打開，增加了循環(huán)水的散熱損失，同時(shí)也增加了耗氣量。在10月、11月、3月4月也同樣存在類似情況。

1.2 氧量柜使用方法的不正確。氧量柜的作用是調(diào)節(jié)天然氣與空氣的配比達(dá)到最佳狀態(tài)即空氣過剩系數(shù)在1.03－1.12左右，使燃燒工況也達(dá)到最佳狀態(tài)，起到節(jié)約天然氣的作用。如果間斷使用或氧量柜探頭損壞，會(huì)使其失去調(diào)節(jié)作用，燃燒器控制系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將過?？諝庀禂?shù)增加到1.07－1.16，與之相對應(yīng)的煙氣含氧量會(huì)自動(dòng)增加，在相同的檔位下，風(fēng)量會(huì)增加，會(huì)降低爐膛溫度，從而增加耗氣量。

1.3 天然氣管線的泄漏我車間采用的是鼓風(fēng)式燃燒器，在高負(fù)荷狀態(tài)下設(shè)備震動(dòng)較大，尤其是點(diǎn)火裝置及與燃燒器相連的部分燃?xì)夤芫€的零件易松動(dòng)，引起天然氣輕微泄漏。

1.4 在實(shí)際供熱過程中沒有根據(jù)燃?xì)忮仩t的特點(diǎn)與外界氣溫變化的特點(diǎn)結(jié)合實(shí)際平衡供熱燃?xì)忮仩t特點(diǎn)：熱效率較高都在90%以上，升溫、降溫較快（升降溫均為自動(dòng)控制），并且受燃料及其它因素的影響較小。外界氣溫變化特點(diǎn)：外界氣溫變化是有規(guī)律的：一天的氣溫是在不斷變化的，白天氣溫變化較大而夜晚氣溫變化不太明顯；不同的季節(jié)氣溫變化也不同，在保溫期春秋（012月、11月、3月、4月）兩季的氣溫變化較大，溫差也較大，冬季（12月、1月、2月）氣溫變化小，溫差也較小。從上面的分析可看出如果我們利用外界氣溫的變化規(guī)律，調(diào)節(jié)燃燒會(huì)節(jié)約大量天然氣（在相同的狀態(tài)下，供水溫度上升1℃會(huì)消耗天然氣2460方/天）。

2. 解決辦法

2.1 合理使用系統(tǒng)流量調(diào)節(jié)方法在運(yùn)行過程中我們可以通過調(diào)節(jié)循環(huán)泵出口閥開度的方法來控制流量以確保鍋爐運(yùn)行流量在額定范圍內(nèi)。為此，可以將以前用來分擔(dān)流量的未運(yùn)行鍋爐進(jìn)、出口閥全部關(guān)閉，以達(dá)到節(jié)約天然氣的效果。經(jīng)過實(shí)踐，天然氣得到了有效的節(jié)約。

2.2 將損壞的氧量柜探頭更換，并按照規(guī)定將探頭加熱1小時(shí)后（即加熱到730℃，防止煙道冷凝水損壞探頭）放入煙道，始終保持氧量柜處于工作狀態(tài)。在氧量柜的調(diào)節(jié)作用中，氧量柜探頭測的含氧量起最主要的作用，氧量柜探頭的作用是測量煙氣中的含氧量，如果含氧量高，燃燒控制系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)增大氣量或減小風(fēng)量，如含氧量低，燃燒控制系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)減小氣量或增大風(fēng)量，始終將煙氣含氧量控制在1.03－1.12。

氧量柜使用時(shí)應(yīng)注意：

(1) 從煙道中取出。

(2) 暫時(shí)停爐的情況下，不用給氧量柜斷電。使探頭一直處于通電狀態(tài)，這樣探頭表面就不會(huì)有冷凝水產(chǎn)生。通過運(yùn)行發(fā)現(xiàn)在相同的狀況下氧量柜的投入確實(shí)起到了節(jié)約天然氣的作用。

2.3 減少天然氣的泄漏

2.3.1 加強(qiáng)對天然氣的測漏工作，要求運(yùn)行班每1小時(shí)對天然氣管線測漏，發(fā)現(xiàn)一處，解決一處，使天燃?xì)夤芫€的泄漏率始終保持在“0”，同時(shí)也杜絕了燃?xì)夤芫€嚴(yán)重泄漏。2.3.2由于燃燒器震動(dòng)引起點(diǎn)火裝置及燃?xì)夤芫€（靠燃燒器處）零部件的松動(dòng)，容易引起天然氣泄漏，為此要求當(dāng)班人員加強(qiáng)巡回檢查，同時(shí)加強(qiáng)燃燒器的維護(hù)保養(yǎng)工作，確保無一泄漏點(diǎn)。

2.4 根據(jù)大氣溫度及時(shí)調(diào)整燃燒。燃?xì)忮仩t具有升降溫較快的特點(diǎn)，我們可以根據(jù)當(dāng)天的氣溫特點(diǎn)合理的調(diào)配燃燒。如當(dāng)天的室外溫度最高與最低溫度的差值較小，可以根據(jù)配溫標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整燃燒。如果當(dāng)天的室外溫差較大，在6℃左右，可劃分時(shí)段配溫，將一天溫度劃分為三段，上午：10：00－下午20：00外界氣溫變化較大，可根據(jù)當(dāng)時(shí)的室外溫度與當(dāng)天最高溫度之和除以2后的溫度進(jìn)行供熱，每小時(shí)測量一次；下午20：00－第二天10：00外界氣溫變化不大，可以按配溫標(biāo)準(zhǔn)供熱。方案實(shí)施后，未接到用戶不熱的投訴，室內(nèi)溫度都達(dá)標(biāo)。 2100433B