燃气锅炉及供热系统节能技术

李艳娜 开滦（集团）有限责任公司唐山矿业分公司

一、前言

随着燃气行业的发展，社会各界对燃气锅炉及供热系统节能管理工作愈加关注，并提出了更高的需求。燃气锅炉管理中，节能环保是其重要性能，有利于保证锅炉燃烧的高效率以及高质量，保证企业的自身经济效益不受损害。但目前的燃气锅炉以及供热系统在节能管理中依旧存在部分问题需要改进，以此规避其受到其他方面的影响，为后续的发展奠定基础。

二、天然气锅炉的节能潜力

（一）烟气节能潜力

为避免锅炉的尾部受到燃气的腐蚀影响，燃气锅炉在正常情况下所产生的排烟温度一般是处于190℃-250℃范围内。此时的高温烟气会产生大量的热量，甚至会周边的空气造成影响。燃气锅炉在实际的运行中存在潜热浪费的情况。高温烟气排放造成的热损失主要是烟气的显热和蒸汽的潜热。天然气中的氢元素燃烧之虎会产生大量的水蒸气，当废气温度较高时，烟气中的蒸汽会过热，不能凝结成液态水，释放出汽化潜热。当废气排出时，蒸发潜热被浪费了。锅炉的热效率一般只有七成左右，两成的热能会造成浪费不能加以利用。这就是燃气锅炉的节能潜力所在。

（二）循环水泵节能潜力

在供热系统运作中，泵的扬程和电机功率与一开始所计算出数据值偏差过大，管道计算中存在误差，造成了这一现象。水泵实际运行工作量远小于标准，在非经济运行条件下运行，耗电量大，经济效益低下，造成浪费。对于部分供热水而言，需要通过控制阀调节水体的循环程度，以控制电机功率的实质性消耗量，达到节流控制的作用，减少循环泵运行时造成功率的极高浪费。

（三）燃气锅炉并联运行

为了节约燃气成本，低氮燃烧改造的燃气锅炉经常采用并联间歇运行。在这种运行模式下，锅炉的出力在高火和低火之间调节。火力发电热负荷较差，做好动态的调节性工作势在必行。当前的汽油节约效果并不好，但燃气锅炉以及供热系统在运行国行中所产生的电能消耗和废热损失等方面具有相当大的节能潜力。

三、燃气锅炉及供热系统节能技术

（一）循环水泵节能技术

循环水泵节能技术在应用中，要保证水泵的供水能力长期处于平衡状态，但供水能力可以通过改变水阻力来改变，以满足用户的流量需求。此时，管道特性将随阀门的开启而改变，但压头特性不会改变，供水用电与面积成正比。循环水泵变频控制自适应装置通过改变水泵总扬程，满足用户的流量需求。当泵速变化时，扬程特性会发生变化，管道阻力会处于一种平衡状态，此时可调节系统的流量变化值，确保热力系统的负荷运行以及合规性处理。目前比较重视的装置是循环泵增压装置，该装置利用部分循环水通过泵的富压头进入增压装置，在泵出口进行恒压混合。循环泵不需要对部分循环水加压，在运行过程中降低了能耗，实现了节能环保的目的。

（二）CFD模拟仿真技术

CFD模拟仿真技术属于一种新颖的管理技术，具有较强的计算功能，需要结合计算流体动力学进行燃烧器以及锅炉那些处理。燃烧炉的运行情况可知，炉膛内的温度场、流场、火焰形状都是比较重要的参数。

（三）整体浓淡燃烧技术

在锅炉燃烧器的应用中，对于燃烧器喉口部分所出现的情况，需要及时将燃烧过程区分为不同的阶段，以燃气与空气的配比作为划分依据，确保燃气的燃烧分三个阶段完成，即为燃气过浓、燃气过淡和燃尽。在燃气过浓的阶段，燃料的量会变少，氧气会出现不足，致使燃气很难被充分燃烧完。在燃料未被充分燃烧时，会形成对应的一氧化碳，该类气体具有较强的还原性，可与一氧化氮直接产生氧化还原反应形成二氧化碳以及氮气，使得燃气燃烧可最终抑制一氧化氮的形成。在燃烧时，淡燃烧阶段的氧气很难被全部燃尽，甚至其中未能够被充分燃尽的一氧化碳会在持续的燃烧中形成其独有的二氧化碳，但需要保证最终的氧气燃烧效率不降低。

（四）燃烧器内部半预混技术

当前区域的半预混、半扩散燃气会使得燃气与空气在整个燃烧器内比较均匀的燃烧，确保燃料可直接的喷射到不同的燃烧区域中，增强浓淡燃烧与分层燃烧的情况，减少局部高温情况的产生。由于预混喷嘴的喷射角度具有多样性，燃料可从多方向喷射出来，与周边的空气进行有机混合，确保火焰在稳定的情况下产生较少的二氧化氮。

（五）低氮燃烧改造的燃气锅炉监控系统

燃气锅炉监控系统是通过数字化技术对燃气锅炉进行节能上面的监测控制。监测热负荷、环境温度和系统运行参数，反映到计算机上，可以对各项参数进行是调节，并对锅炉运行方式和消防配置进行调整，实现动态控制回收烟气余热与水循环控制。系统的组态功能能够同时对锅炉的各项相关运行参数进行显示，实时模拟运行状态并通过简单地认为操作进行参数控制，操作上没有太高的难度，模拟效果逼真。低氮燃烧改造的燃气锅炉系统功能强大，能够对供热负荷与环境温度进行实时的监控与自动调整配合，实现动态运行调整。在供热系统的燃气运用上能够对用量进行调整与智能分配，还具备智能温控技术，可随室外温度变化自动调节循环水温度。在回水管设有过滤装置和手动排污阀，系统对压差进行监控的同时根据情况进行自动排污，并对系统压力进行调整。在系统检测到循环泵的故障、水压损失、二次管网节水压力以及系统安全问题时能够发动警报，提醒工作人员采取措施进行处理

四、结束语

简而言之，目前燃气锅炉及供热系统在节能环保上的建设还要受到锅炉系统建设、系统设计以及工作人员素质等多个方面的影响和限制，而且这些方面或多或少都存在一定的问题，不利于燃气锅炉及供热系统节能效率的增强。对此，本文主要针对燃气锅炉及供热系统节能控制情况简要分析，针对性的做好举措提出，从多个角度着手加强燃气锅炉及供热系统节能管理的效率和水平。