戚祥平 季劍

摘要：燃?xì)忮仩t在我國(guó)生產(chǎn)生活中占有著十分重要的位置，但是由于傳入時(shí)間較晚。相關(guān)工作人員缺乏一定的經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)致燃?xì)忮仩t在一定程度上存在著燃?xì)庑实偷那闆r，致使生產(chǎn)生活成本高。因此，本文將集合目前燃?xì)忮仩t中存在的一定問(wèn)題，提出相應(yīng)的建議，為增加其燃燒效率，向有關(guān)人員提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：燃?xì)忮仩t；節(jié)能降耗；改造

秉承著“可持續(xù)發(fā)展”戰(zhàn)略的原則，近年來(lái)， 我國(guó)的經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的同時(shí)，也節(jié)省了大量的自然資源，為未來(lái)的經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展夯實(shí)了良好的基礎(chǔ)。因此，在燃?xì)忮仩t方面，我們需要進(jìn)行不斷地研究和改進(jìn)，在減少運(yùn)行成本的情況下，盡可能的節(jié)約自然資源，采用清潔燃料和潔凈燃燒技術(shù)的高效、節(jié)能、低污染的燃?xì)忮仩t將是鍋爐產(chǎn)品發(fā)展的必然趨勢(shì)。

一、燃?xì)忮仩t所面臨的問(wèn)題

（一） 散熱損失

散熱損失是指鍋爐圍護(hù)結(jié)構(gòu)和鍋爐機(jī)組范圍內(nèi)的氣、水管道以及煙風(fēng)道等，受外部大氣對(duì)流冷卻和向外熱輻射所散失的熱量。它與周?chē)髿獾臏囟龋短觳贾脮r(shí)的室外溫度、室內(nèi)布置時(shí)的室內(nèi)溫度）、風(fēng)速、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫情況以及散熱表面積的大小、形狀等有關(guān)，同時(shí)還與鍋爐的額定容量和運(yùn)行負(fù)荷的大小有關(guān)。燃?xì)忮仩t在燃燒過(guò)程中，散熱損失是燃燒效率低的主要原因之一[1]。一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)和近似計(jì)算的辦法確定，一般情況下，燃?xì)忮仩t在工作工程中不可避免發(fā)生散熱損失0.5%-1.7%。相比較于其他燃燒設(shè)備，1.7%的散熱損失較大，如，在中小型燃?xì)忮仩t中，散熱系統(tǒng)能夠有效將鍋爐內(nèi)部的空氣升高，相應(yīng)的配套設(shè)備和管道也具有一定的提高熱量的功能。

（二） 燃料燃燒

通常而言，燃?xì)忮仩t使用的天然氣作為原料，燃燒率在99.5%左右。然而，還有近0.5%的天然氣無(wú)法進(jìn)行充分燃燒，這就致使燃?xì)忮仩t的熱損率升高，導(dǎo)致燃燒不充分的問(wèn)題更加嚴(yán)重。另一方面，使用天然氣作為原料的燃燒現(xiàn)象和其他燃料存在著一定的差別，天然氣的燃燒無(wú)法直接用肉眼觀看到相應(yīng)的燃燒反應(yīng)。因此，在出現(xiàn)熱損率升高的情況下，工作人員在第一時(shí)間內(nèi)是無(wú)法進(jìn)行發(fā)現(xiàn)和判斷的。衡量燃?xì)忮仩t是否充分燃燒的排放指標(biāo)主要是：鍋爐排放的煙氣中的氮氧化物（NOX）、一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）等成分含量，這就要求空氣風(fēng)量和天然氣氣量要有一個(gè)適宜的配比。燃燒充分產(chǎn)生二氧化碳，燃燒不充分產(chǎn)生一氧化碳。由于，天然氣在爐膛內(nèi)停留時(shí)間短，為確保燃料燒透燃燼，應(yīng)設(shè)計(jì)配置較大的爐膛面積，從而，加大燃燒反應(yīng)面積，強(qiáng)化與空氣混合效果，采用合適的較小的過(guò)量空氣系數(shù)，達(dá)到充分燃燒的目的。目前，如何保證充分燃燒，可采用在保證完全燃燒前提下的低空氣系數(shù)燃燒技術(shù)；充分利用排煙余熱預(yù)熱燃燒用空氣和燃料的技術(shù)；實(shí)現(xiàn)低空氣系數(shù)燃燒的方法有手動(dòng)調(diào)節(jié)、用比例調(diào)節(jié)型燒嘴控制、在燒嘴前的燃料和空氣管路上分別裝有流量檢測(cè)和調(diào)節(jié)裝置、空氣預(yù)熱的空氣系數(shù)控制系統(tǒng)等。

（三） 排污熱損失

鍋爐排污是鍋爐運(yùn)行中不可缺少的重要環(huán)節(jié)，鍋爐排污是保證水質(zhì)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求和防止結(jié)垢的重要手段，采用正確的方法科學(xué)而合理地控制排污，對(duì)于節(jié)約能源、延長(zhǎng)鍋爐使用壽命和避免發(fā)生鍋爐事故都起著至關(guān)重要的作用。

燃?xì)忮仩t需要進(jìn)行一定量的排污措施。在進(jìn)行排污措施中，熱損率的控制是目前工作人員需要注意的另外一種問(wèn)題[2]。目前，大部分燃?xì)忮仩t中都沒(méi)有配備相應(yīng)的排污余熱回收裝置，致使余熱就會(huì)通過(guò)鍋爐本身?yè)p失，高達(dá)5%的熱損率，使天然氣的損耗增量達(dá)到了2%左右。因此，工作人員需要對(duì)鍋爐進(jìn)行合理改造，降低熱損率的同時(shí)，還要對(duì)余熱進(jìn)行合理利用，才能夠節(jié)約成本，提高效率。

鍋爐的排污量一般為鍋爐水容量的3%-10%，由于鍋爐排污要損失一些熱量和水量。據(jù)測(cè)算，排污率每增加1%，會(huì)使燃料消耗量增加0.3%-1%左右，所以在保證鍋爐水、汽質(zhì)量的前提下要盡量減少鍋爐排污率。鍋爐排污水溫度一般在60-95℃，可以將排污熱量回收到給水或軟化水中，提高水溫40-60℃，既達(dá)到節(jié)能目的，又提高鍋爐爐膛溫度，有利于天然氣燃料的充分燃燒，能夠提高鍋爐熱效率。

（四） 排煙熱損失

在燃?xì)忮仩t工作的工程中，排煙是十分重要的步驟之一，排煙中所損失的熱量也是燃?xì)忮仩t熱損率高的原因之一。在燃?xì)忮仩t中最主要的損失是排煙損失，它決定于排煙溫度和排煙量。對(duì)于一定的燃料，排煙量決定于過(guò)?？諝庀禂?shù)的大小，而過(guò)?？諝庀禂?shù)又是和燃燒狀況直接有關(guān)的。根據(jù)調(diào)查顯示，排煙管道每增加18℃，鍋爐的工作效率就會(huì)降低1%。此外，排煙量的大小和鍋爐的熱損失成正比。因此，為了降低排煙熱損失，可以采用冷凝技術(shù)，在燃?xì)忮仩t尾部排煙口連接余熱回收裝置-節(jié)能器或冷凝器，工作原理就是通過(guò)一定的裝置將鍋爐燃燒后排放的高溫?zé)煔猓ㄒ话阍?60-250℃左右）中的能量進(jìn)行回收，經(jīng)回收后的排煙溫度只有50-60℃左右。也就是利用高效的煙氣冷凝余熱回收裝置來(lái)吸收鍋爐尾部排煙中的顯熱和水蒸汽凝結(jié)所釋放的潛熱，以達(dá)到提高鍋爐熱效率的目的。這樣熱效率大概提高了10%左右，降低了熱損率，自然就節(jié)約了大約10%的燃?xì)?，同時(shí)在能量回收過(guò)程中，還能夠降低有害氣體的排放，減少環(huán)境污染。

二、燃?xì)忮仩t節(jié)能方式

（一） 設(shè)置燃燒器

作為燃燒鍋爐熱效率低的主要原因之一，排煙熱損失主要由排煙量和過(guò)量空氣系數(shù)的高低決定。根據(jù)相關(guān)的研究顯示，過(guò)量空氣系數(shù)和排煙量成正比，空氣過(guò)量系數(shù)越高，排煙量就越大，致使鍋爐的工作效率就會(huì)不斷降低。因此，工作人員需要設(shè)置燃燒器，輔助天然氣在鍋爐內(nèi)進(jìn)行充分燃燒，保證過(guò)量空氣系數(shù)維持在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)水平。衡量燃燒器的節(jié)能指標(biāo)有兩個(gè)：一是完全燃燒的程度；二是達(dá)到完全燃燒所需的最小過(guò)?？諝饬?。節(jié)能燃燒器類(lèi)型選擇有3種：一是預(yù)混型（先混合后燃燒），燃?xì)忸A(yù)混技術(shù)，就是使燃?xì)馀c氧氣按一定比例充分混合后燃燒，能夠節(jié)能20%以上；二是預(yù)混型加后混型，能夠節(jié)能25%以上；三是預(yù)混預(yù)處理加后混型，能夠節(jié)能30%以上。

工業(yè)燃燒器要想達(dá)到完全燃燒，在理論的空氣條件下是不可能實(shí)現(xiàn)的。在實(shí)際工況下，燃燒器都是采用在自然狀態(tài)下空氣助燃的形式，采用合適的最小過(guò)剩空氣量，使得爐膛內(nèi)火焰的溫度達(dá)到最高，增加爐內(nèi)的輻射傳熱量，從而提高熱效率，降低了能源損耗。降低燃燒器附屬設(shè)備的電耗也能起到一定的節(jié)能作用。燃燒器對(duì)環(huán)境的污染主要是噪聲和燃燒產(chǎn)物中有害物質(zhì)對(duì)空氣的污染，噪聲污染已通過(guò)采取隔聲箱和風(fēng)道等措施得到了有效控制；燃燒產(chǎn)物中有害物質(zhì)對(duì)空氣的污染應(yīng)采用低氧化氮燃燒器和對(duì)排放物進(jìn)行處理的雙重辦法才能解決環(huán)保的大問(wèn)題。所以選擇節(jié)能型燃燒器的原則是環(huán)保節(jié)能，如何環(huán)保？應(yīng)該選擇低氮、低碳、低噪的燃燒器；如何節(jié)能？應(yīng)該選擇低氧、低耗、高效的燃燒器。

（二） 鍋水加熱系統(tǒng)

在燃燒鍋爐中設(shè)置相應(yīng)的鍋水加熱系統(tǒng)，通過(guò)水蒸氣冷凝釋放熱量，鍋水加熱系統(tǒng)加熱成水，再冷凝釋放熱量的循環(huán)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)熱能的再利用，提高燃燒鍋爐的熱效率。如圖（一）所示，在原有的基礎(chǔ)上，需要設(shè)置相應(yīng)的并聯(lián)煙道、閥門(mén)、半冷凝不銹鋼轉(zhuǎn)換器、補(bǔ)水泵、保溫水箱。通過(guò)設(shè)置鍋水加熱系統(tǒng)，軟水池的水能夠不斷通過(guò)補(bǔ)水泵進(jìn)行補(bǔ)充，在換熱器中進(jìn)行冷凝和汽化的反復(fù)循環(huán)，儲(chǔ)存進(jìn)行熱水箱中。這樣就能夠覆蓋鍋爐工作的全部過(guò)程，保證熱量的持續(xù)和穩(wěn)定。

目前，蒸汽冷凝水回收是個(gè)比較忽視的環(huán)節(jié)，推廣冷凝水回收技術(shù)，需要對(duì)給水系統(tǒng)進(jìn)行改造。將蒸汽冷凝水余熱回收利用于鍋爐給水，可以經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益雙豐收，一是能源再利用，節(jié)約天然氣效果明顯，可以提高鍋爐給水溫度30-50℃；二是大大節(jié)約鍋爐軟水用量，既節(jié)約用水又節(jié)約用鹽，冷凝水回收量可以達(dá)到鍋爐補(bǔ)給水量的40%-80%；三是蒸汽冷凝水含鹽量較低，可以減少鍋爐排污量，提高了鍋爐熱效率。

（三） 余熱回收裝置

余熱回收裝置也是提高燃?xì)忮仩t燃燒效率之一的重要手段。余熱回收裝置的運(yùn)行需要和電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)合。當(dāng)鍋爐進(jìn)行工作時(shí)，將軟水池中的水進(jìn)行加熱通過(guò)循環(huán)泵保存在熱水箱中，這一過(guò)程不斷循環(huán)的同時(shí)，根據(jù)燃?xì)忮仩t燃燒的程度，對(duì)補(bǔ)水泵的頻率進(jìn)行合理的控制。當(dāng)鍋爐需要補(bǔ)充水時(shí)，直接從熱水箱中進(jìn)行補(bǔ)水，這樣就節(jié)約了燃?xì)忮仩t加熱水所單獨(dú)消耗的熱量。根據(jù)WNS10-2.5-Y.Q鍋殼式燃?xì)庹羝仩t調(diào)查顯示，加裝余熱回收裝置前后，燃?xì)忮仩t的各項(xiàng)數(shù)據(jù)對(duì)比，如圖（二）所示?？梢钥吹?，加裝余熱回收裝置燃?xì)忮仩t的各項(xiàng)數(shù)據(jù)都有了非常明顯的降低，回收率達(dá)到了36.87%，大大降低了燃料的消耗。因此，大力推廣余熱回收裝置有著廣闊的市場(chǎng)需求，在燃?xì)忮仩t中盡可能的加裝此裝置，以達(dá)到我國(guó)環(huán)保節(jié)能、可持續(xù)發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)和原則。

三、結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)燃?xì)忮仩t使用量的不斷增加，節(jié)能減排改造需要從多角度入手。在理解目前燃?xì)忮仩t存在問(wèn)題的同時(shí)，還需要不斷進(jìn)行深入的技術(shù)創(chuàng)新研究和探索。將燃?xì)忮仩t的各個(gè)環(huán)節(jié)都進(jìn)行分析、學(xué)習(xí)和改進(jìn)，進(jìn)一步降低燃料使用量和熱損率。此外，隨著經(jīng)濟(jì)水平和科技技術(shù)的蓬勃發(fā)展，未來(lái)燃?xì)忮仩t一定會(huì)做到自動(dòng)化和智能化，安全、環(huán)保、節(jié)能、高效的鍋爐發(fā)展理念也必將在不遠(yuǎn)的將來(lái)能夠?qū)崿F(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]羅鵬.燃?xì)忮仩t的節(jié)能降耗改造方案[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2017（4）：130-131.

（作者單位：揚(yáng)州正宇鍋爐有限公司）