大庆油田有限责任公司第二采油厂第一作业区 黑龙江大庆 163000
摘要：本文重点分析和阐述了燃气热水锅炉及其系统节能的一些基本理论，锅炉及其辅助设备实际运行中的节能方法，对如何降低排烟热损失、化学不完全燃烧损失、散热损失等进行了分析，并对加装二次风装置、加强给水软化处理、保持额定负荷稳定而连续运行等影响锅炉效率的其它重要因素进行补充。对基层单位加强锅炉运行管理，节能增效提出了建设性意见。
关键词：锅炉热效率；热损失；水处理
引言
目前，中小型燃气热水锅炉热效率虽然比燃煤、燃油锅炉热效率要高许多，但因负荷、燃料品质、工作环境、燃料混合等因素的影响，往往造成燃气不完全燃烧或空气过量，使锅炉热效率降低，造成能源浪费与环境污染。增产节约是企业的大事，在目前锅炉运行中，考虑如何采取措施，提高热效率，节约燃料，提高能源利用率，就显得至关重要。
1锅炉热效率的产生及热损失的确定
锅炉是利用燃料燃烧所放出的热量加热工质，生产具有一定压力和温度的蒸汽和热水的换热设备。从能量平衡的观点来看，当锅炉工况稳定时，输入锅炉的热量与锅炉输出的热量应为平衡，由于送入炉内的燃料不会全部燃烧放热，而燃料燃烧放出的热量也不会全部产生蒸汽和热水。因此，锅炉输出的热量包括有效利用热量和各项热损失两个方面，有效利用热量是锅炉用以产生蒸汽和热水及加热蒸汽和热水的热量，各项热损失是在燃烧和传热过程中以各种方式损失的热量，锅炉热效率就是系统中实际得到有效利用热与供给输入热量相比，其比值的百分数。
锅炉热效率是在稳定工况下通过热平衡试验测定的，可分为正平衡热效率和反平衡热效率，它的计算分为正平衡和反平衡法。正平衡法计算较麻烦，一般采用反平衡法计算。反平衡法是通过测定锅炉各项热损失的方法来确定锅炉热效率，称为反平衡热效率，其计算公式如下：
式中η1 为热效率，Qr为输入热效率，Q1为有效利用热量，q2为排烟热损失，q3为化学不完全燃烧热损失，q4为机械不完全燃烧热损失，q5为散热损失，q6为灰渣物理热量损失。由于是燃气锅炉，燃料是气体，q4和q6可以近似零。排烟热损失、化学不完全燃烧热损失，散热损失是燃气热水锅燃烧和高温烟气向工质传热过程式中不可逆造成的热损失。
2提高燃气热水锅炉热效率分析
下面结合聚南八锅炉房燃气锅炉实际，分析q2、q3 和q5三项热损失及采取的措施。采油二厂第一作业区聚南八锅炉房为WNS1.4-0/95/70-YQ燃气热水锅，是由大庆萨南实业公司当时采用南韩技术精心设计的一种锅壳式三回程火管无压热水锅炉。它是在锅壳上部装有一小水箱与锅筒里的水相通，当锅炉产生压力时，压力可以从小水箱放出，使锅炉保持无压状态。结构是由波形炉胆，螺纹管结构。即提高了强度，又满足了各部受热膨胀的需要。火焰在燃烧室内完全伸展微正压燃烧，既可产生高热负荷烟气，又可减少燃烧时产生的有害物质等特点。控制装置由计算电脑控制启停炉、运行温度、燃料及空气风量的多少。虽然近年增加了自动点炉装置，从1998年投产运行到现在日益暴露出一些问题，有待我们在当时和今后采取措施加以解决。锅炉的结构示意图见图一、图二。
若使锅炉热效率处于高水平，首先应保证锅炉具有较高的燃烧效率。对于供热锅炉来说，锅炉热效率偏低主要是锅炉排烟损失q2与化学不完全燃烧损失q3造成的，锅炉热工测试结果表明q2 + q3占锅炉总损失量的80%以上。所以降低锅炉排烟温度，改进供热锅炉燃烧装置，使空气与燃料均匀地混合，强化炉内燃烧均匀地混合，强化炉内燃烧，尽可能降低q2 + q3，应该是供热锅炉工作的一个重点。
2.1降低排烟热损失q2 分析
降低锅炉排烟温度，可降低排烟热损失，即烟气离开锅炉排入大气带走的热损失。造成排烟温度变化的主要原因有负荷、水分、漏风、受热面积灰等。对于WNS1.4-0/95/70-YQ锅炉来说，由于利用锅壳上的小水箱里烟管排烟余热加热，使给水温度提高，排烟温度降低，同时又节省了燃料，提高了锅炉热效率。
2.1.1锅炉负荷变化时对排烟温度影响
锅炉风量必然要进行调整，锅炉运行时要保持合适的过量空气系数。当负荷变化时，应适当调整进入炉膛的燃料和空气量，相应的改变燃烧工况。负荷升高时，燃料量增加，空气量增加，从而使排烟温度升高，此时可减小过量空气系量，达到减少降低排烟热损失的目的。而低负荷时则应减少燃料量，以减小漏风，提高炉膛温度，这对要稳定燃烧，减少未完全燃烧有利。
2.2降低化学不完全燃烧损失q3 分析
化学不完全燃烧是指燃烧过程中CO、H2、CH4等可燃气体未能完全燃烧而随烟气排出炉外造成的热损失，CH4 +2O2 燃 烧 CO2+2H2O+3984KJ/N•m3。
化学不完全燃烧热损失的大小与燃料的特性、炉膛过量空气系数、炉膛结构及运行工况等有关。
2.2.1燃料特性的影响
一般在燃用挥发性较高的燃料时，可燃气体不能及时得到空气中的氧气，就容易产生不完全燃烧。这就是挥发性份高的天然气本来是好烧的，但化学未完全燃烧比较大的原因所在。
2.2.2炉膛结构影响
炉膛容积较小时，火焰在炉内停留时间短，可燃气体来不及燃尽，就离开了炉膛，从而使q3增大。
2.3降低散热损失q5分析
当锅炉运行时，炉墙、钢架、管道和某些部件的温度是高干周围空气温度，这样就是通过自然对流和辐射向周围散热。由于锅炉向空气散热所形成的热量损失占输入热量的百分率称为热损失，用q5表示。影响因素有：炉墙有砌筑质量、水冷壁布置的多少金属部件保温层的材料性能及厚度、锅炉结构是否紧凑、周围情况温度及流动情况。
3补充提高热效率的三个重要因素
3.1加装二次风装置
为提高燃烧效率，WNS1.1-0/95/70-YQ锅炉鼓风式燃烧器前上方加装二次风全自动计算机电脑控制装置，它的作用（1）搅拌炉内的气体，使之混合均匀，以降低不完全燃烧损失；（2）造成烟气漩涡，延长烟气在炉内停留的时间，减少飞灰不燃物含量；（3）补充烟气中可燃物燃烧所需的氧气，弥补一次风不足。
3.2加强给水软化处理
聚南八锅炉房水处理软化水装置是由采用国内先进计算机电脑控制锅内加药处理装置。它是根据锅炉水处理软化水硬度、碱度、浊度，硬度≤0.6㎜/L，碱度6-26，浊度≤20mg/L。给定数值设定好后，根据水处理软化水需要，及时投加或减少化学复合药剂量的大小，控制各项指标达到标准，大大减轻操作员工的工作强度和锅炉水处理软化水各项指标的准确性。
3.3保持额定负荷稳定而连续运行
锅炉保持在额定负荷稳定而连续运行其热效率最高。当锅炉超负荷运行时，由于燃料量必须增加，送风量也必须增加才能满足负荷增加的需要。由于送风量增加，使烟气在炉内停留时间短，有的可燃气体还没燃烧完全就随烟气排掉了，所以气体不完全燃烧热损失增加。
4结论
节约能源，提高效率已被视为煤炭、石油、天然气和电气等四种能源之后的第五“能源”。目前，我单位紧紧抓住节能降耗这一重点，结合实际，加强水处理管理、控制良好燃烧、做好保温工作，借鉴采纳先进管理方法，采取以上措施，确定见到了效果，收到了经济效益，实现了锅炉节气、节水、节电的目标，延长了锅炉使用寿命。节能观念已在员工头脑中根深蒂固，不断为提高效益、减少污染、改善质量而努力。
参考文献：
[1]车得福，刘银河著.供热锅炉及其系统节能.北京：机械工业出版社，2008：80-116
论文作者:张世瑞
论文发表刊物:《基层建设》2016年4期
论文发表时间:2016/6/8
标签：锅炉论文; 热效率论文; 损失论文; 燃料论文; 热量论文; 不完全论文; 烟气论文; 《基层建设》2016年4期论文;