摘要：在实际操作中，燃气锅炉在我国推广才短短几年时间，锅炉设计与运行方面还缺乏有关经验，致使燃气锅炉能源损耗过大。因此，必须要发现燃气锅炉的现有问题，提出有效解决措施，以满足社会生产需求。
关键词：燃气锅炉；降耗；改造方案；热损量
当前节能减排、清洁环保已成为政府宏观调控的重点，全国各行业都在全力实施节能减排战略。特别是对于生产成本高、经营压力大的冶金企业来说，显得尤为重要。钢铁企业在炼铁过程中，要产生大量的副产品—高炉煤气，高效回收利用高炉煤气有利于节能降耗，减少环境污染。燃气锅炉是大多数钢铁企业配置的消耗高炉煤气进而转化为蒸汽动力的主要设备，有效利用高炉煤气热值，进一步提高锅炉效率，增加资金投入，产品换代升级，上马节能项目固然重要，但如何在目前设备配置的基础上通过运行调整、优化管理，来实现效益的提升，更是大多数钢铁企业应该思索的问题。
1 当今燃气锅炉存在的问题
1.1 气体燃烧不充分
燃气锅炉在正常运作下，绝大多数气体都能够彻底燃烧，燃烧损失相对较少。通常情况下，燃气锅炉中的天然气燃烧率在 99% ～ 99.5% 之间，不完全燃烧率在 0.5% ～ 1%之间。由于还有些许气体无法燃烧，在不完全燃烧的情况，燃气锅炉的热损率就会大大增加。燃气锅炉与传统燃煤锅炉不同，燃气锅炉在不完全燃烧的情况下不会出现黑烟，加上很少单位配备烟气分析仪器，使得燃气锅炉是否完全燃烧很难用肉眼判断。
1.2 散热损失
燃气锅炉的散热损失主要包含两大方面：一是锅炉设备散热损失问题；二是锅炉房其他附属设备或风道散热损失问题。其中，燃气锅炉自身的损失通常在 1% ～ 2% 之间，并已计算在锅炉热效率中。针对这两种情况，其他设备的散热损失较小，中小型锅炉燃烧用空气取自锅炉内部，散热系统也能够提高锅炉内的空气温度。同时，锅炉辅助设备与管道散热也能够起到辅助取暖的作用。
1.3 锅炉排烟热损失
在燃气锅炉运作中，影响排烟热损失的主要因素为排烟量与排烟温度。其中，排烟量越大、排烟温度越高，其热损失就越大。当排烟温度持续上升时，锅炉的功能效率会逐渐降低。经过有关检测表明，在当今燃气锅炉技术基础上，排烟问题每上升 18℃就会降低锅炉 1% 的运作效率。因此，通过喷水等措施降低排烟温度，以提高锅炉的运行效率。
1.4 燃气锅炉排污热损失
通常情况下，燃气锅炉中的排污量越大、内部压力高，会提高热损量。如果燃气锅炉中没有设置余热回收装置，燃气锅炉的热损量会高达 3% ～ 5% 之间。燃气锅炉内排污率每增加 1%，天然气消耗即会提高 0.3% ～ 0.5% 之间。可见，锅炉污水排放对热损量有着直接关系，会造成能源浪费过多。因此，必须要引起相关部门的注意与重视，并通过合理改造进行热损控制。其中，溶解固形物的硬度与含量，与燃气锅炉的排污量有着直接关系。
2整改方案选择和自控系统
2.1设计原理
通过设计冷凝式热交换器利用温度较低（常温）的锅炉补水冷却烟气。锅炉烟气通过换热器壳程第一换热面区域温度降低后，接着进入壳程的第二换热面区域（冷凝区），降温烟气中水蒸气冷凝成水发生相变释放出潜热，实现烟气显热释放和水蒸气凝结潜热释放，而换热器管程内的锅炉补水吸热而被加热，实现热能回收，提高锅炉热效率。再通过电气自动控制整个过程。
2.2整改方案
在原锅水补充管路中直接串联半冷凝式换热器的管程，换热器壳程直接串联进排烟管道中（方案一），如图1所示。需要增加一台半冷凝不锈钢换热器。该方案只有在锅炉补水时回收热量，回收时间只有运行时间的30％，利用率低；增加设备故障或维保时会影响原锅炉的运行和使用。
图1 改造方案一
在原锅水补充管路并联一套锅水加热系统，加装阀门转换；原排烟管道不变，并联一根同样大小的排烟管安装在半冷凝式换热器壳程上，加装阀门转换，新增加热系统可对锅水进行循环加热（方案二），如图2所示。需要增加并联烟道、烟
道转换阀2个，半冷凝不锈钢换热器1台，不锈钢补水管道泵1台，不锈钢循环管道泵1台，不锈钢保温水箱1台，不锈钢阀门7个，电气变频自动控制系统1套。该方案回收时间可以覆盖全部锅炉运行时间；增加设备故障或维保时通过阀门切换，不影响原锅炉的运行使用。
图2 改造方案二
通过两种方案的比较，第二种方案虽然投资稍高，但投资回收期相近，综合性价比好，因此选择方案二进行安装改造。
2.3自动运行控制
半冷凝式余热回收装置需安装单独的电气控制系统，但也必须和锅炉本体控制联动，部分控制信号要由锅炉本体给出。运行控制过程为：如锅炉燃烧机启动时，回收系统的循环泵立即启动，把保温水箱的冷水进行循环换热加温并回流到保温水箱中，不断地循环工作；当锅炉本体以小火燃烧时，回收系统的补水泵会自动切换到频率f=30Hz运行，当锅炉本体以大火燃烧时，回收系统的补水泵会自动切换到频率f=50Hz运行，增大保温水箱的冷水补给。当锅炉需要补水时，原锅炉补水泵启动，把保温水箱中经过加热的水泵入锅炉中，从而达到节能的目的。加热循环系统保温水箱内的水位由水位电极自动控制，当水位到极低位置时，会自动通过补水泵从原软水池中补水，当补到高水水位时会自动停止。整个回收装置故障维修时，可通过断开烟道并联阀门，断开保温水箱进水阀，关闭回收电气自动控制箱而停止运行，恢复到原锅炉运行系统而不会导致停蒸汽影响生产。
3 节能措施
3.1降低锅炉排烟热损失
在保证锅炉尾部受热面不发生低温腐蚀的前提下，即不低于锅炉设计排烟温度的前提下，尽可能降低排烟温度，减少锅炉排烟热损失，提高锅炉效率。具体操作方法：⑴控制炉膛负压，维持在20~30Pa左右，防止炉膛负压过高，抬高火焰中心，造成排烟温度过高，排烟热损失增大。⑵煤气燃烧以底层投入为主，根据负荷逐渐增加上层，使排烟热量被充分吸收，同时保证了运行的安全。
3.2 减少锅炉管道系统热损失
单位需要重点改造热力网管，将旧的岩棉外缠玻璃布形式更换为岩棉外包铁皮的形式，进而降低管网的热损失率，提高能源的应用效率。同时，加强对软水箱的保温处理，提高软水箱的保温功能，减少锅炉软化水的热能损失。
3.3配置燃烧器
排烟损失是影响锅炉运作效率的主要原因，主要受到排烟量和过量空气系数影响。通过分析燃烧原理可以发现，过量空气系数越大，排烟量也会随之增多，自然也会带走更多的热量。据有关部门检测报告表明，当燃气锅炉排烟温度在 250℃时，空气过量系数就会提高 0.1%，燃气锅炉运作效率就会降低 0.9%。所以，想要保障燃气锅炉运作效率，要尽可能降低燃气锅炉中的过量空气系数。在锅炉实际使用中，单位要配置合理的燃烧器，并对该设备进行调试。燃烧器能够符合锅炉运作特点与燃料特性相匹配，保障火焰燃烧率，确保火焰充满炉胆，让燃料能够充分燃烧。
3.4 降低排污热损失
可以通过采用定期排污的方式降低排除热损量。同时，定期化验软化水，检查燃气锅炉水质情况，保障锅炉供水质量符合标准。掌握燃气锅炉内用水碱度大小与变化规律，在高汽压、低负荷的情况下进行排污。此外，要根据锅炉汽包内液面处的水中盐度调节排污阀，从而将排污量控制在最低限度，进而降低排污热损量。
4结语
在燃气锅炉供热系统运行中，节能技术占据重要地位，与锅炉供热的未来发展情况之间关系密切。因此，燃气锅炉企业应结合当前工人系统中应用机能技术时遇到的各种问题，有针对性地对节能技术的未来发展进行科学规划，以确保节能技术可较好地满足供热系统的真实需求，从而推动燃气能源利用率的显著提高。
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论文作者:姚展辉
论文发表刊物:《基层建设》2018年第19期
论文发表时间:2018/8/9
标签：锅炉论文; 燃气锅炉论文; 排烟论文; 损失论文; 换热器论文; 温度论文; 系统论文; 《基层建设》2018年第19期论文;