吉林吉恩镍业股份有限公司 吉林省磐石市红旗岭镇 132311
摘要：随着我国综合国力的不断增强，人们的生活水平不断提高，更加要求生活质量。于是燃气锅炉不仅在工业中广泛运用，在人们生活中也开始占据重要地位，主要运用在日常用水供热系统。随着燃气锅炉的推广，政府开始渐渐重视燃气的环保以及能源问题。对此，我国有关部门对燃气锅炉供热系统给予高度的重视，为今后的可持续发展打下基础
关键词：节能；燃气锅炉；供热系统
1天然气锅炉的节能潜力
1.1烟气节能潜力
为防止锅炉尾部受热面腐蚀和堵灰，标准状态下，燃气锅炉的排烟温度一般不低于180℃，最高可达250℃。高温烟气排放造成大量热能浪费，同时也污染环境。1 m3天然气燃烧后会放出9 450 kcal的热量，其中显热为8 500 kcal，水蒸气含有的热量（潜热）为950 kcal。燃气锅炉可利用的热能是8 500 kcal的显热。供热行业中常规计算天然气热值一般以8 500 kcal/m3为基础计算。这样，天然气的实际总发热量9 450 kcal与天然气的显热8 500 kcal比例关系以百分数表示就是111%，其中显热部分占100%，潜热部分占11%，对于传统燃气锅炉来说，潜热部分的热量在运行中实际上被全部浪费。高温烟气排放造成的排烟热损失，主要为烟气显热和蒸汽潜热。（1）1 m3天然气燃烧，产生理论烟气量约10.3 m3（大约12.5 kg），以过量空气系数1.3计，产生烟气14 m3（大约16.6 kg）。（2）由于天然气燃料中含有氢元素，每1 m3天然气燃烧后可产生1.55 kg水蒸气。在排烟温度较高时，烟气中的水蒸气处于过热状态，不能凝结成液态的水而放出汽化潜热，而是随烟气排放，汽化潜热被浪费。锅炉热效率一般只能达到70%～85%，约20％的热能从炉体表面散发和通过烟气排空而浪费。取烟气温度200℃降低至70℃，1 m3天然气燃烧后的排烟中，可放出物理显热约1 600 kJ，水蒸气冷凝率取50%，可放出汽化潜热约1 850 kJ，即总计放热达3 450 kJ。这正是燃气锅炉节能的潜力所在。
1.2循环水泵的节能潜力
在以燃气锅炉为热源组成的供热系统中，水泵的扬程、电机功率与实际运行系统的负荷需求之间差别较大，加之管路水阻测算上的误差，使得水泵“大马拉小车“现象比较普遍。水泵工作在非经济运行状态，功耗较大。供暖现场循环水量的调节通常是通过控制阀门开度来实现的。这种控制方式，是以牺牲电机功率为代价的节流控制方式。在循环水泵的运行中有30%～50%的电机功率被浪费。
1.3并联运行的燃气锅炉
为节省燃气费用，往往采用多台燃气锅炉并联间歇式运行方式。这种运行方式，锅炉的出力在大火和小火两种工况之间调节，动态调节火力的能力较差，不能满足供热负荷变化的需求，在节省燃气方面的效果并不理想。综上所述，燃气锅炉及供热系统，在排烟余热损耗、电力消耗、运行方式等方面，存在着可观的节能潜力。
2燃气锅炉供热系统节能技术
2.1热管节能技术
在燃气锅炉供热系统中，热管节能系统借助人工构件，能保证高传热性。热管主要包括管壳、管芯、蒸汽腔以及工作液等。热管内部是中空结构，主要是存储传热液体，有效优化热管的传热性能，并且防止燃气锅炉供热系统出现热能损耗的问题。在供热系统内部，热量达到临界极限值时，真空管会直接吸收系统中的热量，有效提高热管温度，从而使得工作液转化为蒸汽形态，有效传输到设备的冷却端，游离于热管管道再次进入受热端。正是借助这个过程，能有效提高吸收和释放循环方式的实效性，升级热传导效率，为整个技术运行效果优化提供保障。在热管节能技术应用过程中，还可以借助加热空气的方式进行能量的提供和处理，有效空追燃气锅炉供热系统中出现的热损耗问题，提升燃烧的热效率，借助燃气锅炉供热系统中传热机制，对其进行预热后有效维护节能效益。
2.2冷凝节能技术
在燃气锅炉自身的供热系统中，燃烧天然气能源的过程中，会产生很多水蒸气，这种水蒸气都具有非常高的温度，随着燃气燃烧中产生的大量烟气会被排到周围的空气中，并将很多热能都带走，这就造成大量热能白白流失掉了。以冷凝技术为基础的燃气锅炉供热系统，利用冷凝换热器，采取凝结的主要形式，在排出水蒸气之前，把水蒸气所携带的能量重新输送到燃气锅炉的供热系统中，从而可对水蒸气携带的大量热量进行合理利用，并且还可降低排烟对环境造成的污染。在冷凝节能技术中，冷凝换热器是最为关键的装置，其可优化燃气锅炉供热系统所具有的传热效率，在单位面积中传递的热量数量，和锅炉供热系统自身的温差始终保持正比关系，而与热值之间呈现出反比关系。从这里我们可以看出，在燃气锅炉供热系统中应用冷凝节能技术的关系式是：
其中：Q/A代表单位面积中冷凝换热器可传输的热量多少；∆T是温度差；而K是燃气锅炉供热系统所具有的传热系数；RΣ是热阻之和。不同材质的冷热换热器，所具有的热导系数具有一定的差异性。比如，不锈钢换热器的热导导数为19 W/m·K；碳钢材质的换热器所具有的热导导数是46.7 W/m·K；铬钼钢材质的换热器所具有的热导导数是43.3 W/m·K。在燃气锅炉供热系统中应用冷凝技术，已经总结出了较为成熟的应用经验，工业企业也正逐渐升高供热系统对应的节能标准，借助冷凝技术将燃气锅炉供热系统内储存的烟气余热进行回收，可实现循环利用热能的目的。当前，将冷凝节能技术科学而合理地应用到燃气锅炉供热系统中，可加快余热回收器的大范围应用速度，能显著优化供热系统所具有的节能效果。
2.3气候补偿技术
在实际应用体系建立和运行过程中，借助气候补偿技术能有效提高节能效果，在系统结构应用过程中，为了有效避免温度的波动，进一步维护供热系统和外界温度之间的平衡关系，要积极践行更加系统化的处理机制，真正发挥气候补偿技术的优势。借助技术特征，有效调整相关温度和参数条件，实现技术结构和应用框架的完整性升级。在气候补偿在燃气锅炉供热系统节能技术应用的过程中，技术人员要充分关注技术要点和应用环境，并对传感器进行综合性优化，准确的监测出室内外的温度变化，对比参数之间的差异，保障参数设定的科学性和可靠性，真正从优化系统，升级管控机制实际价值出发，确保技术结构的处理环节稳定性符合标准，且全面维护供热系统的高效。
3燃气锅炉供热系统节能技术应用前景
节能技术在燃气锅炉供热系统中的应用发展趋势，需要结合节能技术在当前应用中暴露出来的一些问题，有针对性地设计发展方案，从而更有目的性地开展研究工作。在实际操作中，应做好以下几点：
3.1有针对性地一一将燃气锅炉供热系统中存在的显著问题解决掉，针对各种类型的热能损失，采取相应的控制措施，以便尽可能降低热能损失量，从而优化传递热能的效率，最终更好地迎合锅炉用户的供热需求。
3.2.对供热系统做适当改进，分析对热效率产生影响的各种因素，优化供热系统传统的运行方式，在确保能够满足供热标准的前提下，应用恰当的节能技术。不仅应努力规避燃气锅炉供热系统中存在的热能损失潜在因素，而且还应对供热系统具体运行环境进行优化，以有效预防热损失情况的出现。
3.3应用燃气锅炉的企业，应主动引进现代化的节能技术，做好供热系统节能措施，全面贯彻节能技术的操作章程，以实现理想的供热效果，推动供热系统始终处于理想运行状态，确保燃气锅炉具有显著的节能优势，从而使其可以高性能、高质量方式运行，最终促使节能技术具有更高的节能效果。
4结束语
综上所述，笔者介绍了目前我国燃气锅炉设计过程、安装过程、以及使用过程中所涉及到的问题，根据问题分析出原因，提出了一些提升节能效果的建议。在最后，还介绍了几种较为实用的节能技术，例如循环水泵变频技术、气候补偿系统等等。这些技术起到的作用往往都不是单一的，只要运用恰当，往往可以表现出事半功倍的效果。总而言之，只有解决根本问题，从技术层面出发，才能改变目前的节能问题，提升节能效果。
参考文献：
[1]袁星.浅析燃气锅炉房节能措施[J].科技创新与应用，2014（06）：111.
论文作者:陈烨
论文发表刊物:《建筑科技》2017年第20期
论文发表时间:2018/2/9
标签：系统论文; 燃气锅炉论文; 节能论文; 烟气论文; 节能技术论文; 潜热论文; 热能论文; 《建筑科技》2017年第20期论文;