燃氣熱水鍋爐深度節(jié)能運行

1、燃氣熱水鍋爐深度節(jié)能運行摘要：針對燃氣熱水鍋爐深度節(jié)能運行進行分析，探討了燃氣熱水鍋爐深度節(jié) 能運行改造的思路及技術(shù)原理，同時還分析了燃氣熱水鍋爐深度節(jié)能運行改造涉 及的范圍，燃氣熱水鍋爐深度節(jié)能運行改造難點。最后總結(jié)了燃氣熱水鍋爐深度 節(jié)能運行改造措施。關(guān)鍵詞：燃氣熱水鍋爐；深度節(jié)能；改造隨著政府對燃氣采暖鍋爐補貼比例的逐年降低，各地燃氣價格的不斷增長， 供暖采暖費卻不能水漲船高，逼迫供熱企業(yè)從自身節(jié)能降耗中挖掘潛力，降低生 產(chǎn)成本，而最直接有效的辦法就是降低鍋爐排煙溫度。提高鍋爐熱效率。對燃氣 熱水鍋爐深度節(jié)能運行進行分析，意義深遠。1燃氣熱水鍋爐深度節(jié)能運行改造的思路及技術(shù)原理合理設計布

2、置尾部受熱面是改造的重點，這要綜合考慮如前級換熱面大小。 進水溫度及流量變化。后級換熱面工質(zhì)出口溫度影響。各級換熱面布置面積的比 例關(guān)系及合理性。進口冷空氣溫度變化對排煙溫度和熱風溫度的影響。熱風溫度 對爐膛溫度及氮氧化物生成量的影響。尾部換熱面煙風流速對阻力及鼓風機電功 率影響等各種因素。優(yōu)化設計最終確定了兩級一網(wǎng)水節(jié)能器（以下簡稱一網(wǎng)水節(jié) 能器），單級二網(wǎng)水冷型冷凝器（以下簡稱二網(wǎng)水冷凝器）。兩級空冷型冷凝器 （以下簡稱空冷器，其主要作用不是預熱空氣，而是讓冷風吸熱使煙氣降溫水蒸 氣冷凝）組合方案，布置不同受熱面組合的熱力計算。同時，經(jīng)熱力計算確定每臺鍋爐所需的最小二網(wǎng)低溫回水流量和溫度范

3、圍， 以及換算出的二網(wǎng)出水溫度，提供這些數(shù)據(jù)給供熱單位用于確定二網(wǎng)水管道鋪設 范圍及小區(qū)一網(wǎng)換熱站的設計配置方案，這是雙方各自完成改造工作的最為關(guān)鍵 的步驟。當然，也可以先行確定周邊小區(qū)采暖面積及所需熱量，通過調(diào)整一網(wǎng)水 節(jié)能器和二網(wǎng)水冷凝器的換熱面大小，使二網(wǎng)水冷凝器的輸出熱量正好適應該小 區(qū)的供熱要求，省略一網(wǎng)水換熱站。2燃氣熱水鍋爐深度節(jié)能運行改造涉及的范圍改造涉及的范圍改造需詳細了解爐內(nèi)結(jié)構(gòu)。受熱面大小。鍋爐熱力計算。煙 風阻力計算。鼓風機配置。燃燒器配置?？刂葡到y(tǒng)配置等相關(guān)技術(shù)資料，并對鍋 爐房布置。實際運行參數(shù)。二網(wǎng)水流量范圍及溫度等進行前期調(diào)研和確認等準備 工作。另外，改造還需考

4、慮原有燃燒器的風溫適用范圍。進風溫度及煙風阻力變 化對燃燒器運行曲線的影響。鼓風機能否克服增加受熱面的阻力?？刂苾x表的增 加對原控制柜的影響等，后期還應協(xié)調(diào)燃燒器及控制系統(tǒng)供應商對其設備進行調(diào) 整和增項3燃氣熱水鍋爐深度節(jié)能運行改造難點煙氣中水蒸氣的冷凝放熱計算。很多書籍介紹了水蒸氣冷凝放熱原理和公式， 但涉及煙氣低溫冷凝換熱面吸熱系數(shù)的計算方式卻非常少，查找了化工容器換熱 資料也多為經(jīng)驗公式，計算條件參數(shù)非常復雜，而復雜的煙氣成分在計算中更無 法代入，不同公式得出的結(jié)果與推薦系數(shù)表相差甚大，無法應用于鍋爐熱力計算 中準確反映冷凝放熱系數(shù)，最終我們對煙側(cè)換熱系數(shù)和放熱量采取了簡化計算方 式，即

5、將煙氣放熱過程分為干煙氣溫降放熱和水蒸氣冷凝放熱。干煙氣降溫放熱 份額仍按鍋爐通用熱力計算方法計算，而水蒸氣冷凝放熱份額按照干煙氣溫降計 算值反推得到水蒸氣冷凝量，乘以溫降范圍內(nèi)的平均汽化潛熱得到，兩者合二為 一作為總煙氣冷凝放熱量。對于冷凝放熱系數(shù)我們按照化工計算手冊中類似工況 推薦值取其最低放熱系數(shù)作為固定冷凝放熱系數(shù)，這樣的簡化計算模型可能會存 在冷凝放熱系數(shù)偏低選用受熱面余量偏大問題，但編入熱力計算程序可以完成計 算機驗算全過程，通過計算結(jié)果我們可以得到增加冷凝器與排煙溫度的變化趨勢， 為改造工作提供理論依據(jù)。水側(cè)和空氣側(cè)換熱仍按鍋爐通用熱力計算方法進行， 水側(cè)吸熱過程因水熱容量絕對大

6、而簡化為煙氣放熱量全部被水吸收提高了水溫，空氣側(cè)則按標準換熱系數(shù)計算。4燃氣熱水鍋爐深度節(jié)能運行改造措施（1）兩級全水流量一網(wǎng)水節(jié)能器采用單回程高效換熱。鋼螺旋翅片管豎直 布置結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)尺寸根據(jù)換熱進行了優(yōu)化，布置在原位置、單級多流程二網(wǎng)水冷 凝器仍采用翅片管結(jié)構(gòu)，考慮水平管豎直翅片型式利于冷凝水。煙塵和銹片沖刷 脫落，保持換熱面的清潔；采用逆流換熱水平蛇形順列排管型式（從改造后實際 運行和對比材料耐酸腐蝕試驗中分析驗證得出，S30408不銹鋼材料弱酸腐蝕好于 ND鋼，節(jié)能改造建議在投資允許的條件下，盡量采用不銹鋼）。（2）考慮利用原有鼓風機及換熱面的經(jīng)濟性，設計中采用了較低煙風流速， 以降低

7、煙側(cè)和風側(cè)的阻力影響，并考慮冷凝換熱特點將受熱面管水平布置，煙氣 在管外橫向沖刷錯列管束，空氣在管內(nèi)縱向流動，兩級空冷器間有連通風道，形 成逆流換熱型式空冷器結(jié)構(gòu)圖（3）因原鍋爐房空間狹窄，將二網(wǎng)水冷凝器。空冷器。鋼煙囪三大部件從 下至上豎直串聯(lián)，通過鋼架支撐，布置在鍋爐房后墻外挑高混凝土承重平臺上， 下部留出防火通道空間，其布置型式如圖。煙氣冷凝水滴落到下部連通煙道，從 冷凝水排放管排出鍋爐改造（4）考慮空冷器薄壁管耐酸腐蝕性，采用40mmx1.5mm的304不銹鋼管， 兩端管板采用16mm厚的ND鋼板，中間帶穩(wěn)定隔板，焊接型式整體組裝，外護 板為6mm厚ND鋼板。另外，為利用原風機間吸風道

8、豎井和不改變鼓風機基礎， 鼓風機原地布置在空冷器后，從空冷器中吸取（18C左右）熱風，此方式有兩點 好處，一是避免了風機殼及進風道過冷結(jié)霜，二是煙側(cè)壓力大于風側(cè)（壓差最高 1630pa），管壁被腐蝕少量煙氣泄漏進冷風中，等同于煙氣再循環(huán)對降低爐膛燃 燒氮氧化物生成更有利（實際運行中空冷器焊接漏點造成煙氣冷凝水直接噴射進 風道，影響到設備和混凝土風道豎井安全，另外，吸熱風致使風機效率降低過大， 建議鼓風機布置在空冷器前為好）。（5）鼓風機吸取熱風還有個好處，因空冷器吸風口是管板多孔結(jié)構(gòu)，類似 多個小孔消聲器，直接對外無需再加裝消聲裝置（實際運行吸風口無任何噪聲）。（6）因鍋爐效率提高。燃料消耗量

9、下降。供風量減少，與增加深度節(jié)能裝 置帶來的煙風側(cè)阻力增加疊加，鼓風機運行軸功率將從190kw增加至272kw。增 加約43%，原有355kw變頻鼓風機仍能正常使用（實際吸入熱風會大大影響風機 效率，相比吸入冷風鼓風機運行軸功率203kw增加7%，從節(jié)電考慮今后改造應 將鼓風機布置在空冷器前）。改造涉及到燃燒器和控制系統(tǒng)的重新調(diào)整和升級改 造，需事先與配套商進行技術(shù)溝通，確認改造不影響設備繼續(xù)運行，并簽訂改造 增項和服務人員到場調(diào)試協(xié)議。向設計院提供設備改造圖紙資料，滿足設計院土 建。工藝。管道。電氣等方面設計需求。5結(jié)束語綜上所述，大型燃氣熱水鍋爐深度節(jié)能改造是比較困難和長期的工作，本文只根據(jù)我們改造過程中積累的一些經(jīng)驗進行了簡要介紹，作為鍋爐節(jié)能改造的一 種方向供相關(guān)單位借鑒。參考文獻郭曉強，張方方，張圓圓.克拉瑪依某醫(yī)院供能方案設計分析J.節(jié)能， 2018（02）： 61-66.張權(quán)威.模塊組合式常壓燃氣熱水鍋爐在煤礦中的應用J.內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟， 2017（21）： 10-11.崔琦，鄭桂紅，袁棨正，許崇濤，李冬屹.回水溫度對燃氣熱水鍋爐煙氣冷 凝的影響及解決措施J.中國特種設備安全，2017，33（07）： 38