燃气锅炉供热过程中的问题分析及节能探索

燃气锅炉供热过程中的问题分析及节能探索

葛鑫

北京燃气能源发展有限公司 北京 100101

摘要：工业作为环境污染、能源消耗的大头，必须加强对各环节生产过程中的节能效果的重视。燃气锅炉作为工业生产中的重要设备，在供热过程中还存在很多问题，既影响工业生产效率，也存在一定的污染与资源浪费问题。基于此，本文根据应用节能技术的重要性，阐述了在社会发展新时期中，燃气锅炉供热过程中存在的主要问题，并对几种节能技术在燃气锅炉供热中的运用进行了阐述，为促进工业生产的绿色可持续发展提供理论帮助。

关键词：燃气锅炉；供热；问题；节能

引言：燃气锅炉供热系统在工业领域得到了广泛运用，在社会发展的新时期中，它的应用必须针对环保与节能做出针对性调整与优化，以确保满足社会发展之于绿色可持续发展的要求。因此，在此背景下，在明确现阶段燃气锅炉供热中存在问题的基础上，加强对燃气锅炉供热系统新型节能技术的研究与应用是必然且非常必要的，在保障工业持续发展的同时，保障社会的和谐健康发展。

一、燃气锅炉供热系统节能探索的重要性

随着我国社会的全面发展，人们的环保意识得到了空前提高，环保意识融入到了人们生活及工作中的方方面面，对衣食住行各方面都提出了更高的环保与节能需求，绿色出行、绿色消费等环保行为成为当今社会的普遍行为。在工业方面，绿色节能技术的运用成为新时期行业绿色发展的新方向，也是行业实现可持续发展的新途径。绿色节能技术在燃气锅炉供热过程中的运用，相较于传统供热方式及技术，可以实现有效降低对电力资源、水资源、燃气资源等其他多种资源的消耗量，同时实现降低污染源排放的目的。在绿色节能技术支持下的燃气锅炉供热系统，既能够满足社会发展对工业绿色生产的要求，也能够满足人们日益强烈的环保需求，同时，也是新时期工业生产在能源消耗最少的前提下，实现可持续发展的重要方式^[1]。总而言之，绿色节能技术在燃气锅炉供热的应用，既是对各种能源和生产成本投入的控制，也是在建筑行业中深化绿色节能行为的重要表现方式。不论是从行业可持续发展目标的实现而言，还是从社会整体的绿色健康和谐稳定维护而言，对燃气锅炉供热系统的节能探索都非常关键。

2. 燃气锅炉供热过程中存在的问题及形成原因分析

1. 燃气锅炉供热耗气量及锅炉性能方面存在的问题

就目前而言，燃气锅炉供热过程中存在着单位面积耗气量较大的问题，且最高耗气量与最低耗气量之间的差距较大。同时燃气锅炉还存在着易受冷凝水腐蚀而导致使用寿命缩短的问题，也直接影响着供热质量。

这些问题形成的主要原因是相关设计人员及操作人员对燃气锅炉供热的特点的认识有所不足。根据调查，大部分设计及操作人员在进行设计和操作时，普遍存在按照燃煤锅炉的设计、操作标准及要求对燃气锅炉进行设计或操作，没有分清两者之间的异同，以统一的标准及要求进行设计与操作，从而导致上述多种问题的出现。燃气锅炉与燃煤锅炉之间存在的不同主要有如下四点：首先，在于额定效率与锅炉容量关系不同；其次是锅炉效率与负荷率的关系存在差异；第三是，不同锅炉采用的节能措施有所区别；最后是锅炉升降温的速度存在不同^[2]。

额定效率与锅炉容量关系的不同。燃煤锅炉的容量一般在0.7-46MW范围内，额定效率在72-82%之间 ，具有容量越大效率越高的特点。而燃气锅炉的容量一般在0.7-29MW范围内，额定效率一般为86-92%，但不同的是，燃气锅炉的效率与容量大小的关系并不明显，受锅炉大小的影响较小。

锅炉效率与负荷率之间的不同。燃煤锅炉低负荷状态下的效率较低，当负荷率为40%左右时，其效率一般为38%。而对于燃气锅炉而言，如果使用的是比例调节燃烧机，在保障燃烧机运转正常的情况下，在30-100%的负荷率范围内，锅炉效率与额定效率之间的差距都不大。这说明燃气锅炉受负荷率的影响较小。

采用的节能措施上的不同。燃煤锅炉的热损失严重，且造成热损失的原因较多，具有效率低下的局限性，节能措施的选择与使用是多方面的。而燃气锅炉的热损失相对较小，且主要造成热损失的原因只在于排烟方面，效率相对较高。因此只针对减少排烟造成的热损失采用节能措施即可，一般采用烟气冷凝热回收装置。

升降温速度的差异。对缺乏微机控制的燃煤锅炉而言，在定流量情况下，一般通过控制回水温度达到温度调节的目的。但回水温度具有一定的滞后性特点，一般来说，回水温度要改变1-2摄氏度，意味着回水温度（？）需要升高或降低4-5摄氏度。很难保障在保证供暖效果的同时控制能源消耗量。而燃气锅炉实现了自动控制，只需要运用锅炉中的气候补偿功能，就能够快速准确地实现水温调节^[3]。

2. 煤改气各环节中存在的问题

从上述分析来看，煤改气方案的落实是非常必要的。但在实际的落实中，从方案论证、设计到验收运行等各个环节几乎都存在问题。首先在方案论证方面。相关设计人员在实际论证过程中并未对热负荷进行计算，也缺乏对改气后锅炉的型号、配置等因素的考量。片面地沿用燃煤锅炉的型号与配置，而把注意力放在了厂家选择上，这种问题的存在直接限制了煤改气方案实施后锅炉的使用效果与节能效果

^[4]；其次，是设计中并未根据燃气锅炉的特点合理选用节能技术。缺乏对变频技术等先进节能技术的融合，无法保障煤改气之后锅炉供热过程中的节能需求能够得到满足；第三，在煤改气验收过程中忽视调试工作的开展。调试工作是正式使用锅炉前对其运行水平、节能水平、供热水平及效率等进行全面检验的重要工作，相关部门也针对煤改气制定了相关检测标准，但在实际验收过程中，普遍存在着忽视调试工作或调试工作形式化等问题^[5]；最后，操作人员不具备相应能力，无法发挥燃气锅炉的自动控制作用。操作人员在并未完全掌握相关操作节能及要求的情况下，会用燃煤锅炉的操作方式进行操作，可能带来供热质量下降的结果。

2. 燃气锅炉供热过程中的节能方式探讨

1. 加强对多种节能技术的使用

首先，应加强对热管节能技术的使用。热管节能技术具有传热性佳的特点。其热管内部是中空状态，传热液体就储存于此，达到优化有关传热性能的目的。同时能够在一定程度上改善热能浪费问题。不仅可通过对热管及管内传热液体进行加热提供热能，还能通过加热空气的方式为锅炉提供更多的热能，从而将燃气锅炉供热系统的热损失量进一步降低，达到优化燃气锅炉热能释放效果。对空气的加热实现空气热能释放的方式，不仅能够为锅炉提供一些热源、预热锅炉的供热系统，还能达到节约能源的目的；其次，应重视对冷凝节能技术的运用。燃气锅炉供热系统中天然气能源燃烧之后会产生大量水蒸气，这能为冷凝节能技术的运用创造良好条件。在温度较高的情况下，锅炉排烟过程中会造成大量的热能损失，造成能源浪费^[6]。通过运用冷凝节能技术，能够在水蒸气排出之前改变其状态，凝结后的水蒸气会重新被放到锅炉供热系统中，对热能的循环使用，能够发挥出余热回收期（？）的作用，不仅能达到减少能源消耗的目的，还能提高经济效益；第三，应加强对系统循环水泵变频技术的运用。该技术的使用原理是根据用户的温度需求对循环水泵电机的频率进行调节，以此实现对系统循环水的调节。它的运用能够在一定程度上降低水泵输配过程中的电能损耗量，能够达到节约电力资源的效果。此外，燃气锅炉中对该技术的应用，还能够通过减缓循环水泵的转速来降低水泵功耗。

2. 优化燃气锅炉效率

要提高燃气锅炉供热系统的节能效果，不仅要重视单台锅炉的额定效率优化，更重要的是提升锅炉组的季节效率（？）。在季节效率（？）地提升上，应从两方面入手。首先，由点及面，提高每台燃气锅炉的运行效率。因此，需加强对比例调节燃烧机的运用，并确保燃烧机调试工作的准确到位，在使用之前严格审核调试报告，以此确保锅炉能够在30-100%负荷率情况下保持良好的运行效率，从而提高锅炉组的整体季节效率（？）；其次，应尽量降低对锅炉的启动与关闭次数，并缩短待机时间。锅炉的每次启动与关闭都会有吹扫程序，这会在一定程度上加大燃气消耗量。在待机时间内，锅炉会在散热的过程中造成大量的热能损失^[7]；最后，应做好对锅炉组选型与配置工作。既要考虑多台锅炉组合工作中能够拥有良好的变负荷调节能力，也要考虑锅炉的最小出力量与最低负荷的吻合度。同时还要考虑燃气锅炉的常见故障是否为非机械故障，在使用过程中避免满负荷工作。

3. 优化管网输送效率

国家针对管网输送效率做出了明确要求，但85%的基础值对锅炉而言是偏高的，根据实际运行经验来看，影响管网输送效率的主要因素包括保温效果、泄露情况及水力失调导致的热损失三方面，其中因外管网水平失调、供暖系统垂直失调引发的热损失问题较为严峻。在非节能建筑中，热源从输送出的热量经过一次管网、二次管网、末端不可调节损失等多环节的热损失之后，最终用户能接受到的热源会减少约30%^[8]。这说明外管网的水平失调和室内功能系统（？）的垂直失调带来的热损失问题非常严重，必须就此问题进行针对性改善，可采用水力平衡系统及室温调控系统，实现对管网输送效率地优化提升。

4. 开发与应用气候补偿系统

气候补偿系统中的气候补偿器具有良好的运行曲线，能够根据各种有关数据计算出供水温度，并将三通阀的开度合理控制，以此为二次出水的温度提供合理支撑。具有能够根据室外温度对供水温度进行调节的优势作用，能够避免室温过高等问题的出现，同时能够将能源消耗控制在合理范围内。还能根据人类活动及太阳照射情况对供热时间进行调节，根据室外温度对运行曲线及分段情况进行调节；结合锅炉房维护结构与相关设备的运行状况对二次用户及水温进行优化调节，这些优势与功能的存在，能够提高锅炉节能效果。需要注意的是，当锅炉回水温度较高时，应注意不要将锅炉与冷凝水接触，避免锅炉腐蚀影响锅炉使用寿命。

某市实施燃气锅炉供热节能改造后的效益

结束语：随着经济的发展、生活质量的不断改善，人们对城市环境的质量提出了更高的要求，在节能环保背景下，人们的环保意识的不断加强，也有效的推动了各行业生产运行过程中的技术优化。对于工业领域而言，绿色节能的理念的融入，可以提高对多种资源的利用率，同时降低生产过程中各种污染源的产生，有效降低对环境与城市生活质量的影响。燃气锅炉的节能优化既能够满足工业生产中的绿色生产要求，还能用于改善人们的供热服务质量，应通过采用多种节能技术、优化锅炉效率、应用节能系统等方式对其节能效果进行提升。

参考文献：

[1]栾圣辉,毛泽宇,王恒.燃气锅炉供热过程中的问题分析及节能探讨[J].建筑工程技术与设计,2019,(36):4188.

[2]方香.燃气锅炉供热过程中的问题分析及节能探讨[J].石化技术,2019,26(1):261.

[3]刘建国.燃气供热锅炉节能降耗技术与方法研究[J].南方农机,2020,51(13):126-127.

[4]崔英.燃气锅炉供热节能技术探究[J].中外企业家,2014,(15):92-92.

[5]张堃.基于群控技术的燃气锅炉供暖节能控制系统设计[D].湖南:湖南大学,2015.

[6]王峥.燃气锅炉供热系统节能研究[D].北京:北京工业大学,2004.

[7]方修睦,张维佳,王威.关于锅炉节能的几个问题[C].//科学技术部.中美清洁能源技术论坛论文集.2001:Ⅳ-17-Ⅳ-23.

[8]郑鹏,张立申,王随林, 等.燃气锅炉不同工况下热效率实测与节能潜力分析[J].暖通空调,2020,50(4):97-103.