六大技术助供热锅炉房节气减排

一、前言

 

目前的供热按供热方式分主要有四种：城市热网供热、区域锅炉房供热（含燃煤、燃气、燃油、电热锅炉）、清洁能源分户自采暖（天然气壁挂炉、电采暖）和小火炉取暖。按燃料种类分主要有燃煤、燃油（气）和电热。

 

为保证和改善大气环境质量，大力推广和使用了清洁能源，许多燃煤锅炉改为燃油（气）锅炉。燃油（气）锅炉房与燃煤锅炉房相比的优点是：占地面积小、工作环境好、污染物排放量低、有利于环保；最大的缺点是燃料成本大幅度增加。因此在燃油（气）锅炉房的工程设计中要充分考虑锅炉的特点，首先要安全，其次应节能。

 

天然气是十分可贵的能源，尤其去年出现天然气紧张，因此，如何实现燃气锅炉供热的节能，就成为人们十分关注的热点问题。要想做到燃气供热锅炉系统的节能，需要从设计、施工到运行的全方面入手。下面从设计方面阐述燃气锅炉房所采取的节能措施。

 

二、燃气供热节能技术

 

1．气候补偿系统

 

建筑物的耗热量因受室外气温、太阳辐射、空气湿度、风向和风速等因素的影响时刻都在变化。要保证在上述因素变化的条件下，维持室内温度恒定（18℃±2℃）或满足用户要求，供热系统的供回水温度就应在整个供暖期间根据室外气象条件的变化进行调节，以使锅炉供热量、散热设备的放热量和建筑物的需热量相一致，防止用户室内发生室温过低或过高的现象。通过及时而有效的运行调节可以做到在保证供暖质量的前提下，达到最大限度的节能。室外温度的变化决定了建筑物需热量的大小也就决定了能耗的高低，运行参数必须随室外温度的变化每时每刻进行调整，始终保证锅炉房的供热量与建筑物的需热量相一致，只有这样才能实现最大限度的节能。每个锅炉房都应该按自己的运行曲线去运行，这条曲线才是该锅炉房的最佳运行曲线。气候补偿系统即是给锅炉房提供最佳运行曲线的系统。

 

2．烟气冷凝热能回收系统

 

中小型燃气（油）蒸汽锅炉（包括进口锅炉）大部分都不带省煤器和空气预热器，因而造成锅炉排烟温度偏高，一般在160℃以上，有的甚至达到200℃，锅炉的排烟损失较大。由于燃气锅炉没有机械未完全燃烧损失和灰渣的物理热损失，所以燃气锅炉排烟热损失占锅炉总热损失80%以上，合理控制排烟温度对提高锅炉热效率，节约能源将起很重要作用。

 

通过对各种燃料的烟气成分进行分析，发现了如下特点：水蒸气容积在各种燃料的烟气成分中所占的比例分布是：天然气20%、油12%、煤4%。为什么天然气的烟气成分中水蒸气容积的比例最大呢？因为天然气的主要成分是甲烷（CH4），由于其有大量的氢元素，燃烧时与氧结合，产生了大量的水蒸气。

 

1公斤水蒸气所携带的热量是2400KJ，0.7MW的锅炉每小时产生水蒸气30～40公斤大致相当于25～33小时带走0.7MW的热量。因此热损失是很大的，必须将这部分热量回收回来，提高锅炉热效率，降低燃气耗量。

 

国外早已认识到这个问题的严重性，目前排烟温度已经普遍降到70℃，最低可到40℃。烟气的露点温度大约是58℃左右，其只要接触到低于露点温度的介质，就会冷凝成水，释放出大量的热量。其热量是由两部分组成：（一）物理显热：通过降低烟温来实现，排烟温度可控制在70～80℃。经过测试，降低烟温20～50℃，可提高锅炉热效率1%～3%；（二）汽化潜热：通过水蒸气冷凝成水的相变来实现，经过测试可提高锅炉热效率3%～5%。两者综合可提高锅炉热效率3%～8%。

 

燃气锅炉本身的热效率已经达到90%，如再通过改造锅炉本体来提高热效率将得不偿失，事倍功半。通过采用烟气冷凝热能回收系统，在不影响锅炉本身热效率的前提下，再提高锅炉热效率3%～8%，将是一种投入最低、收益最大的节能方式。

 

3．供暖系统水力平衡

 

供热系统能耗的高低，不仅取决于热源，而且与整个管网系统有关。在供暖系统中，普遍存在着水力失调的问题，水力失调造成系统冷热不均，距离热源较近的用户，室内温度较高，距离远的用户室内温度偏低。为保证远端用户室内温度，不得不提高管网供水温度和加大循环水量，不但很难保证供暖质量，而且造成巨大浪费。

 

通过实际测试，往往近端用户单位流量是远端用户单位流量的数倍，为使远端用户达到16℃，近端用户室温已经超过20℃，甚至开窗户造成能源浪费。因此通过实践，经过水力平衡调试可以节约能源10%左右。

 

4．燃气锅炉房供热集中控制系统：

 

燃油（气）锅炉的热效率比燃煤锅炉要高得多，一般可达到92%以上（大气式燃烧的模块锅炉除外），但锅炉厂家所提供的锅炉热效率是在额定负荷下的热效率，当锅炉运行工况偏离设计点时，锅炉的热效率是变化的。目前，进口锅炉一般可以提供出锅炉热效率随负荷变化曲线或数据，但国产锅炉很难提供出锅炉热效率随负荷变化曲线或数据。在实际运行中，外界所需热负荷始终是变化的，运行的锅炉不可能恒定在最佳工况点定负荷运行。

 

在锅炉房设计中不仅要选择热效率高的锅炉，同时也要采取措施提高锅炉房的总热效率。多台并联运行的锅炉通过群控来提高锅炉房总热效率是必要的。所谓群控就是根据外界所需热负荷的变化合理确定锅炉运行的台数，科学分配各运行锅炉的运行热负荷，尽量使每台锅炉都在最佳工况点运行，从而提高锅炉房总热效率。

 

对于不进行群控的多台并联运行的锅炉，当外界所需负荷变化时，运行锅炉则同时降负荷，同时升负荷，使每台锅炉都不在最佳工况点运行，势必造成锅炉房总热效率不高，甚至比不上安装模块锅炉的锅炉房。

 

5．分时分区控制：

 

通过对住宅、办公区域采取分时、分区控制其室内温度，达到按需供热的目的，能够很好的节约能源。对于区域供热范围，有办公和学校建筑的应当按照需要进行供热，减少浪费。

 

6．一水多用，节约资源

 

在锅炉房设计中采取措施，使各系统的排水根据其特性充分重复利用，主要节水措施有： 除向蒸汽用户供应蒸汽外，其他热水用户的热交换器系统均设置在锅炉房，一方面便于集中管理，减少运行人员，更重要的是全部回收凝结水，减少水量和热量的损失；

 

对于锅炉房外蒸汽用户要求其采取闭式凝结水回收装置回收蒸汽凝结水，以保证凝结水的量与质；

 

蒸汽锅炉的连续排污水进入连续排污扩容器，其二次汽进入热力除氧器，高温热水排入采暖系统补水箱作为采暖系统的补充水。

 

三、总结

 

燃煤锅炉供热已有几十年历史，而燃气锅炉供热从九十年代才开始启动，实际运行只有几年的历史，在设计和运行等方面皆缺乏经验，问题较多。

 

燃气能源形势已经变得越来越严峻，以至于如何合理地节约使用现有能源已经到了迫在眉睫的程度。通过上面所列举的节能措施，可以看出使用燃气锅炉房节能系统还有很多工作要做。如能在社会普遍采用燃气供热节能系统，将会带来可观的经济效益和社会效益。