燃气热水锅炉节能运行

李钊

1 燃气锅炉概述

1.1 燃气热水锅炉及其分类

燃气热水锅炉是指以天然气、液化气、沼气等可燃性气体为燃料,全自动供应热水以满足人们的采暖、洗浴等生活需要的锅炉。随着环境保护与节能减排意识在全社会的不断深入,锅炉及采暖系统的能源结构也呈现出相应的变化。燃气热水锅炉因其具有的节能、环保、安全与自动运行等特点受到广泛的关注,并逐步取代了传统的燃煤锅炉,成为城市的主要供暖方式。在这一背景下,如何利用节能技术降低锅炉的运行成本,进一步节约有限的资源,并在安全运行的前提下,尽可能延长其使用寿命,就成为了摆在工作人员面前的重要课题。一般说来,燃气热水锅炉的种类很多,如按用途可分为采暖型与洗浴型;按构造可分为常压式和承压式;按结构可以为分为立式和卧式等,各种类的燃气热水锅炉虽然在其构造与外形上有一定区别,但其工作原理和运行模式大体一致,因此其节能技术也相对具有普遍性。

1.2 目前燃气热水锅炉的经济运行分析及其节能技术的重要性

由于气体具有比固体、液体燃烧更加充分的特点,因此燃气热水锅炉较之燃煤锅炉等具有更高的燃烧热效率。调查也显示,与燃煤锅炉相比,燃气热水锅炉的推广和使用在改善各地供暖季空气质量方面发挥了积极作用,同时也显著提高了能源的利用水平。然而应该看到,燃气锅炉在供热中也仍然存在很多问题,一方面,其供热单位面积耗气量高低差异很大且总体偏高,另一方面,目前燃气锅炉的运行中普遍存在着冷凝水腐蚀的问题,缩短了锅炉的使用寿命,使供热质量受到了影响。产生这些原因的主要问题是锅炉的设计者和使用者对燃气锅炉特点的了解尚不深入,设计选型中未体现出不同用户的需求量与排放要求,未对锅炉效率、管网运输效率等供暖关键环节运用有针对性的节能技术,施工与验收过程中不重视细节的调试和检测,使用中未全面掌握用气规律,为减少用气而牺牲供热质量等等。可见,相关设计与运行人员应将工作重点放在全面掌握燃气热水锅炉的节能规律上,从选型、设置、运行等环节进行有针对性的节能处理,有效提高燃气资源的利用率。

2 燃气热水锅炉节能途径分析

2.1 燃气热水锅炉的节能原则

要实现燃气热水锅炉的节能运行,首先必须提高锅炉组(群)的运行效率,组(群)的运行效率首先是由每台锅炉的平均运行效率决定的,因此应选配比例调节燃烧机,并保证其安装规范、到位,确保在30%～100%负荷工况下,锅炉平均运行效率接近额定效率。其次,由于每次锅炉启、停都要经过吹扫,消耗燃气;而待机时间内,锅炉要面临较大的热量损失,因此应尽可能减少供暖期内各锅炉的启、停次数和待机时间,以提高群(组)的季节效率。此外,还应考虑以下几方面的问题:燃气锅炉的非机械故障抢修相对简单,因此可不设备用锅炉;由于燃气锅炉在满负荷状态下具有较高的排烟温度,因此应避免其在此状态下工作,以减少不必要的热损失;多台锅炉运行时,应采用集控系统进行统一的监测和管理。在提高管网输送效率方面,由于外管网的水平失调和室内供暖系统的垂直失调损失的热量所占比例很大,因此应采用水力平衡系统和室温调控系统。

2.2 选型中的节能问题

在锅炉的选型中,应首先对用户进行实际热需求量进行调查,并掌握相关地区的锅炉排放要求。在热需求量确定后,按不同型号锅炉的标准蒸发量进行选择,并考虑不同气源条件下锅炉的热值与压力等参数。选型环节中的节能关键在于:应使锅炉在组合后具有良好的可变负荷调节能力,并使其最低负荷与最小出力相匹配。

2.3 运行中的节能技术分析

目前较常见的燃气锅炉供热节能技术常由气候补偿系统、烟气冷凝热回收系统、锅炉集控系统、变频风机系统、水力平衡系统、室温调控系统等组成。气候补偿系统是由两级泵系统和电动三通阀、直供系统混水器、间供系统换热器以及气候补偿器所组成的。该系统可根据室外温度的变化控制和调节供水温度,避免用户室温过高,能耗增加,并能实现对运行曲线的自动分段调整;根据每个锅炉房的设备和围护结构状况,随时调整二次用户的供水温度,并使锅炉在较高的回水温度下运行,避免冷凝水的出现,防止锅炉腐蚀。烟气冷凝热回收系统则通过烟气系统、水系统与烟气冷凝热能回收装置将锅炉的排烟温度降至70℃以下,数据显示,通过降低烟温并将水蒸气冷凝成水,可综合提高锅炉效率的3%～8%,使其热效率高达到95%以上。燃气锅炉房供热集控系统是通过对每台锅炉的各种参数和整个供热系统参数的计算,得出理论锅炉负荷值,并以此为依据调整锅炉的实际负荷数以及开启锅炉。通过微机对锅炉实施集中控制,使锅炉房内的每台锅炉循环运行,根据系统的负荷率自动、定时切换运行锅炉,从而在节能运行的基础上,延长锅炉使用寿命。

变频风机系统是采用变频控制柜来控制风机运行。安装在锅炉出口烟道上的气体传感器将测试数据传输给控制器,经过与理论数据对比后控制送风量,通过对耗电量的调节降低能耗。水力平衡系统则通过加装调节装置进行水力平衡调试,使各个调节装置处的流量达到计算流量值,使整个系统达到平衡。室温调控系统则是在房间的散热器上加装恒温阀,用户可根据要求调节室内温度,通过人为节能,以及充分利用自然热,来达到降低能耗的目的。

3 结语

综上所述,有效利用燃气资源,应首先從认识燃气锅炉的工作规律入手,对其选型、设置、运行等诸多环节进行科学合理的规划,并采取有针对性的节能处理方法,增加烟气流动性,降低设备的腐蚀风险,以减少资源的消耗与大气的污染,缓解冬夏季用气差异过大等现实矛盾,促进我国可持续发展目标的实现。

参考文献

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