燃气锅炉热效率分析

王洪阳

摘 要：天然气消费需求促进了燃气锅炉的发展。燃气锅炉是保护环境的需要，也被越来越多的运用到生产生活中。节能与环保并提高燃气锅炉热效率，成了人们研究的重要内容。燃气锅炉热效率的提高对有效利用能源有极其重要的意义，因此提高锅炉的热效率势在必行。提高锅炉的热效率，充分回收烟气中的余热直至潜热，需要针对影响锅炉热效率的因素探讨解决措施。该文分析了影响煤气锅炉热效率的因素，并针对这些问题说明了提高锅炉热效率的方法，阐述了提高燃气锅炉热效率的具体措施。

关键词：燃气锅炉 热效率 因素 措施

中图分类号：TK229.8 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）03（a）-0232-01

随着对天然气消费需求将日益增长，促进了燃气锅炉的发展。燃气锅炉是保护环境的需要，已经被越来越多的运用到生产生活中。由于节能与环保的要求，如何提高燃气锅炉热效率，成了目前人们研究的重要内容。目前广泛使用的燃气锅炉效率已经达到82.84%以上，要想进一步提高锅炉的热效率，必须考虑充分回收烟气中的余热直至潜热，但是由于燃气锅炉普遍存在着热效率不高的问题，需要针对影响锅炉热效率的因素，结合实际运行中的问题探讨出了具体的解决措施。

1 影响燃气锅炉热效率的因素

1.1 受热面积的大小

排烟温度由受热面多少受热面大小来决定，因此需要保持受热面外壁清洁，同时要防止出现汽水管道结垢。炉膛出口烟气含氧量的大小会使引送风机负荷发生变化，如果过大还会使炉膛温度变低，同时也会破坏燃烧所需的高温环境。如果受热面传热温差太小，在实际运行中可尝试采用具有高导热性能的热管式空气预热器，能有效避免漏风和降低磨损危害，有效减少所需的受热面积。当锅炉保温层内部件出现故障时，就增大了管道中流体流动的阻力，形成对流体的节流，需要用较大的弯头减少流体流动阻力损失。

1.2 燃气锅炉的放热量

锅炉生产蒸汽的热量来源于燃料燃烧生成的热量。但是锅炉的燃料燃烧放出的热量也不会全部有效的利用于生产蒸汽与热水，因此需要建立锅炉热量的收、支平衡关系。在热损失中排烟热损失比重大，以SZS10-1.35-Q型燃气锅炉为例：额定蒸发量为15t/h，排烟温度为250℃，天然气消耗量为320m3/h。锅炉实际运行热效率在75%——80%，排烟温度为150℃-170℃，排烟损失为15.1%——16.6%。根据以上数字可以知道，排烟热损失是可以利用改造锅炉的换热设备而减小。排烟温度需要控制在200℃以上，当排烟温度一定时，排烟量越大，热损失就越大。当锅炉在相同负荷条件下产生蒸汽时，排烟量增加就会造成锅炉效率的下降。

1.3 热效率损失

在燃气过滤燃烧过程中，由于局部区域发生燃料的不完全燃烧，浪费资源又降低反应强度。在锅炉运行时，锅炉内部设备的表面温度都比周围空气温度高，就不可避免将热量散失于大气中。

2 提高锅炉效率的措施

2.1 增大受热面积

首先是提高排烟温度，排烟温度指的是燃气锅炉受热面出口排出烟气的平均温度。设计温度一般不低于160摄氏度，造成排烟温度升高主要是受到受热面积灰和入口空气温度因素的影响。锅炉运行中加强锅炉吹灰，缩短吹灰间隔，加强日常检修与维护，确保锅炉保持各受热面的清洁，确保空预器烟气差压在1.4kpa以下，合理控制炉膛负压，增大炉膛负压能够降低预热器前温度。其次是锅炉给水软化处理也提高锅炉热效率，水质处理的好可以防止受热面结垢，使锅炉管壁温度得到控制，确保锅炉安全经济运行。

2.2 调整燃气锅炉的热放量

2.2.1 控制过剩空气系数

过剩空气系数小会造成二次燃烧，空气系数太大会带走热量多也浪费燃料。需要根据负荷和煤种变化等情况，及时调整引风门开度。如锅炉负荷降低时，需要及时调节风量使炉膛过剩空气系数控制在一定的数值内。要使锅炉的热效率提高，必须使燃烧过剩空气系数保持在1.25-1.4，一是通过燃烧烟气氧含量分析仪测量含氧量，根据含氧量大小调整开启度，控制过剩空气系数在1.3左右。也可以根据锅炉冒烟的颜色，调整风门的开启度，最后使黑烟刚好消失为止。

2.2.2 提高燃烧效率

燃烧效率一般为98.0-99.0即气体不完全燃烧热损失率为1.0-2.0。但在燃烧不良的情况下，燃气锅炉调试使燃气锅炉达到最佳的燃烧状态，选择比例调节功能的燃烧器使其保持较高的燃烧效率，采取保温措施除锅炉散热损失外的其他散热损失。

2.3 降低热效率损失

2.3.1 冷凝式锅炉

要提高能源利用率，有效减少能源消费就必须使用冷凝式锅炉。在采暖用水时，燃烧产物使烟气中的水蒸汽凝结，利用烟气提高热水器效率。根据热水炉的采暖热效率公式，在一级和二级换热器中，以对流和辐射方式传给循环水。在相同温度下，逆向流动时传热温差最大，从而加大传热量，供热负荷减少，提高水蒸汽的凝结量。加设冷凝式换热器可以实现资源高效利用的最佳途径。水蒸气所携带的热损失经过温度降到烟气冷凝温度以下，有效地降低排烟热损失，提高锅炉热效率，回收水蒸气不但能够除去烟气中的有害物质，也可以提高显热和水蒸气的汽化潜热。

2.3.2 安装省煤器

通过烟气进行热交换，有效降低烟气温度，利用烟气加热参与燃烧气体，使燃料与烟气能在传热温差下换热，达到高效节能的目的。或者是安装烟气再循环系统，将部分烟气重新燃烧，余热加热加快了反应的进行，减少了污染物的排放。

3 结语

总之，燃气锅炉热效率是衡量能量利用的主要指标。要想使燃气锅炉达到最佳运行方式，则必须找出制约燃烧的关键因素并加以整改，才能提高燃气锅炉运行的经济性。同发达国家燃气锅炉能源利用的技术相比，我国燃气锅炉热效率有待提高，提高燃气锅炉的热效率，是实现我国可持续发展的必由之路，对于提高热力企业的核心竞争力也有重要意义。

参考文献

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[3] 吕春华，闫德逊.大容量燃气锅炉气管路泄漏试验的设计[J].电站系统工程，2014（2）.