浅谈提高燃气锅炉热效率的方法

罗大霖 LUO Da-lin

（贵州省特种设备检验检测院能效测试部，贵阳 550002）

（Energy Efficiency Testing Department of Special Equipment Inspection Institute in Guizhou Province，Guiyang 550002，China）

摘要： 本文针对燃气锅炉的实际燃烧情况，简要提出几点改进燃气锅炉燃烧效率的方法。

Abstract: This paper proposes some methods to improve the thermal efficiency of gas-fired boiler aimed at the actual combustion of gas-fired boiler.

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关键词 ： 燃气锅炉；热损失；热效率

Key words: gas-fired boiler；thermal loss；thermal efficiency

中图分类号：TK227.1 文献标识码：A

文章编号：1006-4311（2015）06-0055-02

0 引言

燃气锅炉是用天然气、液化气、城市煤气等气体燃料作燃料，在炉内燃烧放出的热量，加热锅内的水，使其成为一定温度的热水或汽化成蒸汽的热能转换设备。燃气锅炉按照燃料可以分为天然气锅炉、城市煤气锅炉、焦炉煤气锅炉、液化石油气锅炉等；按照结构形式可以分为立式锅炉和卧式锅炉。

1 燃气锅炉热效率分析

根据贵州省部分燃气工业锅炉运行情况，简要探讨降低燃气锅炉热损失，提高热效率的措施。

锅炉运行工况热效率：ηj=100-（q2+q3+q4+q5+q6）

q2—排烟热损失，（%）；q3—气体未完全燃烧热损失，（%）；q4—固体未完全燃烧热损失，（%）；q5—散热损失，（%）；q6—燃料物理热损失，（%）。

对于燃气锅炉来说，不存在固体未完全燃烧热损失，q4为0。燃料燃烧后的含灰量很小，q6也可以忽略不计，因此，降低燃气锅炉热损失主要从控制q2、q3、q5损失三个方面入手。表1为该省近年部分燃气锅炉能效测试相关数据。

从实际测试情况看，该省燃气锅炉在热效率方面主要存在下列问题：①锅炉整体热效率偏低；②排烟温度偏高，排烟热损失q2较大，约占所有热损失的70%；③过量空气系数偏高；④大量锅炉长期处于低负荷运行状态；⑤许多小锅炉房管理水平较低，计量仪表缺乏，水处理工作不规范或未开展。造成以上问题的原因分析概括如下：①大量锅炉未能有效将尾部烟气余热回收装置应用起来，甚至部分锅炉无尾部烟气余热回收装置；②锅炉风气配比不合理；③许多小锅炉房管理模式粗放，对设备的维护和使用管理不到位；④锅炉房管理制度不健全，专职人员配备不足。

2 提高燃气锅炉热效率可采取的措施

2.1 降低排烟热损失q2的措施

①做好锅炉水质处理：锅炉给水水质不好容易结成水垢，结垢后，受热面传热性能变差，燃烧释放的热量不能及时传递到锅水中，不仅燃料利用效率降低，而且大量热量被烟气带走，造成排烟温度过高，排烟热损失q2增加，降低锅炉热效率。

该省大部分地区水质硬度较高，易形成碳酸钙水垢，其导热系数仅为钢材导热系数1/10～1/80，通常每结垢1mm，将多耗燃料3%～7%。因此锅炉运行过程中做好水质工作，防止锅炉结垢，可有效降低q2热损失。

②合理配风，防止空气过量。对于燃气锅炉一般控制过量空气系数为：正压燃气锅炉不大于1.15；负压燃气锅炉不大于1.25。空气过多不锅炉辅机负荷加大，电耗增加，过多的冷空气还会带走大量热量，降低炉膛温度，不利于燃烧，增加排烟热损失。

③降低排烟温度。以4吨燃气蒸汽锅炉为例，表3为近年该省部分燃气锅炉有节能器和无节能器的实际测试数据对比表。

从表3分析，安装尾部节能装置平均排烟温度为75.5℃，q2损失平均为3.0%；未安装尾部节能装置的平均排烟温度189.3℃，q2损失平均为8.2%，可见通过烟气尾部节能改造降低排烟温度后，可使排烟热损失降低一半以上。

④加强日常维护，定期清灰除垢。由于贵阳市所用燃料（城市煤气）杂质含量相对较高，省内大部分地区水质硬度较大，导致锅炉在运行时容易积灰、结垢。积灰减小烟气流通截面，降低传热效率，甚至堵塞发生“短路”，造成高温烟气直接排出；结垢则大大降低受热面传热系数，降低传热效率，不仅让大量高温烟气排出，增加q2热损失，还增加燃料消耗。

2.2 降低化学不完全燃烧热损失q3的措施 通过合理配风和加强空气和燃气混合来降低化学不完全燃烧热损失。在实际燃烧过程中，正压燃气锅炉不大于1.15；负压燃气锅炉不大于1.25。该市煤气特点是冬季供暖期，大量民用用气增加，燃气压力偏低，夏季民用用气减少，燃气压力偏高，燃气热值在7.5MJ/Nm3～20.6MJ/Nm3变化幅度较大，且燃气含煤焦油等杂质相对较多，使用单位应针对燃料性质特点、负荷变化、燃气压力变化等情况，定期、适时调整风-气比，控制炉膛出口过量空气系数在1.05～1.10最佳。

2.3 降低散热损失q5的措施 散热损失是指锅炉围墙结构和锅炉范围内的汽水管道及烟风道等，受外界大气对流冷却和向外热辐射所散失的热量，约占燃气锅炉热损失的30%，与环境温度、周围空气流通速度、炉体散热面积和保温情况、运行负荷的大小等因素有关。根据TSG G0003——2010《工业锅炉能效测试与评价规则》，锅炉散热损失可按表4计算。

由表4可见，锅炉额定出力越小、运行负荷越低，炉表散热损失就越大，特别是小于4吨的小锅炉，散热损失更为明显，保温是降低表明散热必不可少的工作。

2.4 加强节能管理意识，做好设备日常维护 完善以各级责任人员的节能岗位责任制为核心的各项锅炉节能管理制度，加强对各级管理人员和操作人员的节能知识培训，提高节能意识和操作水平，通过对能耗的监测、计量、统计、记录和分析，增强节能意识。做好设备的日常维护保养，对损坏部分及时维修，防止漏风，杜绝跑、冒、滴、漏现象。

3 结束语

燃气工业锅炉热损失主要由排烟热损失q2和化学未完全燃烧热损失q3造成，占所有热损失的99%以上，而q2又是这重中之重，占所有热损失的70%左右，燃气锅炉实际运行过程中，可以从各项热损失入手，抓住重点，找出问题的主要矛盾并加以解决，以达到节能和经济运行的目的。

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参考文献：

[1]TSG G002-2010，锅炉节能技术监督管理规程[S].

[2]TSG G0003-2010，工业锅炉能效测试与评价规则[S].

[3]中国锅炉水处理协会.锅炉水（介）质检测人员培训教材[M].2012.