节能器在燃气锅炉中的应用

由于锅炉使用 单位设 定 了加 装节能器的边界条件 ，节能 器的 节能效果 受到一定的限制 ，该节
能器的节能率为 ３ ％。根据计算 ，将 节能器高度提 高 １ ｍ，采用翅片 式扩展受热面 ，锅炉排烟
温度 可 在 １０ 左 右 ，节 能 率 可 达 ５ １％ 。 ２℃ ％～ ０
关键词： 天然气燃料：节能技术：烟火管锅炉 中图分类号： Ｔ ２ ９８ Ｋ ２． 文献标 识码 ： Ａ
节能器在燃气锅炉 中的应用
张 阳
（ 海 飘 登 工 程 有 限公 司 ，上 海 ２ ０ ３ ） 上 ０ ４ ６
摘
要： 以天然 气作为燃料的火管锅炉 虽然结构简单 、占地面积 小 ，有利 于降低 环境污染，
但排烟温度普遍较 高，在 改善 环境 的 同时增大 了能源的消耗 。如何 降低火 管锅炉 的能耗 已成 为大众关心的课题 。通过锅炉改造实例 ，介绍 了加装 节能 器的理念和方法 ，供业 内人士参考 。
进 入 ，以便观 察节 能器 工作 情况 。受热 面布 置 与烟气 流动 方 向呈逆 流状 。从简化 整个 装置 系统
考虑，节能器工作压力为 Ｏ１ ａ ．ＭＰ 。考虑到节能器在满水后具有一定的重量，不能由锅炉本体 出目烟道承受该重量。因此， 装置壳体上装有定位肋板， 搁置在 由底部伸 出的支架上。 节能器
１ 降 低 排 烟 温 度 的 方 法
锅 炉安装 在锅 炉房 ０ｒ 台上 ，两 台锅炉合 用 １ ｎ平 个烟 囱。锅 炉 房高度 约 ８ ｍ，锅 炉本 体 的
出口烟道上方有一长度为 １ ５ ｍ 的垂直段 ，然后有烟道斜 向引至室外，通 向烟 囱。烟道直 ０ ７ ｍ 径为 ０ ｎ。为了尽量少地改动整台锅炉的结构， ６ ０ ｎｌ ｒ 保持燃气锅炉简洁明快的风格 ， 排烟余热 利 用装 置应 利用 这一过 渡段 布置 一定 的受热 面 来吸 收烟气 中的热量 。
安装位 置如 图 ２所 示 。
设定节能器进水温度为 ２ ＂，出水温度为 ４ ， ０ Ｃ ０ 流量为 ６ ．～ 锅炉的排烟温度在 ２ ０ ｏ Ｃ 。 ｔ ｈ １＂ Ｃ
以上 ，因此 ，在 设计 节 能器 时 ，按低 限考 虑 ，选 取排 烟温 度 ２ ０ １￣ Ｃ。如 果节 能器 给水 从软 水箱
２ 节能器本体设计
２１ 边 界条 件 ．
根据该锅炉房的具体情况，以及为改造方案设定的边界条件 ，同时考虑到加装节能器后， 不能增加引风机 ，不更换燃烧器。节能器设计应满足表 １ 所示要求。
表 １ 节能器设 计的边 界条件
Ｔ ｂ ｅ１ Ｂｏ ｎ ａｙ ｃ ｎ ｉｉ ｎ ｒｄ ｓｇ ｆ ｈ ｎ ｒ ｙ ｓ ｖ ｎ ｅ ｉｅ ａ ｌ ｕ ｄ ｒ ｏ ｄｔｏ ｓｆ ｅ ｉ ｎ ｏ ｅｅ ｅ ｇ － ａ ｉ ｇ ｄ ｖ ｃ ｏ ｔ
隶属 于上 海 光 明食 品集 团 的某 乳 业 公司 是一 家装 备 先进 、高 度 自动化 生 产 的企业 ，生产
规模居亚洲第一的酸奶专业生产基地 。 生产设备主要来 自德国、法国、 瑞典、丹麦等乳业发达
国家 ，是从 事乳 制 品的专 业厂家 。
该 公司 有两 台 ＷＮＳ 一 ．５ＹＱ 型 燃天 然 气 蒸汽 锅 炉 ，用 于产 品制 作 及器 皿 消毒 ，锅炉 ６１ 一 ２
火 管锅 炉 的排烟温 度 过高 已引起 业 内的普 遍重视 ，一些 学者Ｌｚ ｌ Ｊ 究 的基 础上 ，提 出了 ，在研 不 少有 关 中小型 锅炉 的节 能环保 新技 术 ，国家还 颁布 了锅 炉节 能技术 监 督管理 规程 【。 ３ ］
收稿 日期 ：２ １— ３ １ ０ １０ — ８ 作者 简介：张 阳 （９ ７ ） １８ 一 ，男 （ ，技术员 ，ｓｎ ａｚ ＠ｌ ｅｃ 汉） ｕ ｄｙ ｙ ｉ ． ｖ ｎ
节 能器 与软 水箱 组成 循 环 回路 。从软 水箱 侧 面 引 出 ，管径 为ｆ ０ ｘ 。设 置水 泵 ，其 水泵 ｆ ８６ １ 压 头 ０１ ａ ．ＭＰ 。经 阀 门进 入节 能器 进 口集箱 。在进 口集 箱前 管路 上 设置温 度计 。节 能器 出 口集
箱的热水直接返回软水箱上方接 口。节能器 出口集箱管路上设置温度计 ，但不允许装设阀门。
０． １
６ ． ７５ ０１ ．
５． ３１
０． １
第 ３期
张 阳： 节能器在燃气锅炉中的应用 表 ３ 烟风 阻力计算数 据汇总
Ｔ ｂ ｅ ３ Ｓ ｍ ｍａｙ ｏ ｒｇ ｓｒ ｓｓａ ｃ ａ ａ ａ ｌ ｕ ｒ ｆ ｉ－ ａ ｅ ｉｔ ｎ ｅ ｄ ｔ ａ
１９ ５
引出， 其给水温度较低 。 如果冷凝水 同时引入软水箱， 节能器的给水温度有可能会提高至 ６ 。 ０ ｏ Ｃ
因此 ，在热力计算时，选取两个进水温度作为计算依据。
此外，据用户介绍，软水箱的水除提供锅炉用水外 ，还需要为生产工艺提供水源 ，因此， 节能器的进水量可以加大至 ８ ． 。因此 ，在热力计算时，同样需要选用两个进水量作为计算 ｈ ｔ～
能源研究与信息 第２ ７卷 第 ３期
Ｅ ｅ ｇ ｓ ａ ｃ ｎ ｆ ｒ ｔ ｎ ｎ ｒ ｙ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ａ ｄＩ ｏ ｍａ ｉ ｎ ｏ Ｖｏ ． ７ Ｎｏ ３ ２ １ １２ ． ０１
文 章 编 号 ： １０ — ８７ ２ １） ３ ０ ５ — ６ ０ ８ ８ ５ （０ ０ — １６ ０ １
… ．
２ 、表 ３ 。
表 ２ 热力计算数据汇总
Ｔ ｂｌ Ｓ ｍｍａ ｙ ｏ ｅｍ ａ ａ ｃ ｌｔｏ ａ ａ ａ ｅ２ ｕ ｒ ｆ ｈ ｒ ｌ ｌｕ ａｉ ｎ ｄ ｔ ｔ ｃ
— — ■ ＝ — — —名 — ■ — — — — — — — — —— — — — — —— — —＝ — — — ＝ 一 — — 称 兰— — 石 —一 ＿ ＝— —— ＿
从计算结果可见 ，给水温度低对 回收烟气 的余热是有利 的。当给水温度 ｔ＝ ０ ｇ ２￣ Ｃ、Ｄ ＝ ８ ０ ｇ １ 时，节能效果最为显著。当给水温度 ｔ＝ ０Ｃ ０ｋ ． ０ ｔ ． ｇ ６ ＂ 时，不管进水流量 Ｄ ６ ０ ｇ 还 ｓ ＝ ０ ・ ０ ｋ 是 ８０ ０ｋ ． ，都不能取得最佳节能效果 。同样，提高给水流量也有利于余热 的回收。装设 ０ ｇ ～ ｈ
¨
Ｂ
＂
序号
给水温度／ ℃
名
称
２ ０
数 值
进水流量／ ・。 （ ｈ）
６０ ０ ０
６ ． ６７
８０ ０ ０
６ ． ７４
６０ ０ ０
５． ３１ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
８０ ０ ０ ５ ． ３６
全年 ２ ４ｈ不问断运行 。淡季用汽量有所减少，偶尔会有只开 １ 台锅炉的情况 。锅炉系杭州富 尔顿热 能 设备有 限公司制 造 ，配用 英 国力威燃 烧器 。该锅 炉为三 回程 内燃 火管锅 炉 ，排烟 温度
２ ０ 以上 。由于排 烟温度 较 高 ，能耗较 大 ，因此希 望采 取措 施 降低 能 耗 。经研 究 ，决 定从 两 １℃ 个方 面着 手解 决能耗 过大 的问题 。 是加 强对 冷 凝水 的 回收再利 用 ， 是将锅 炉排 烟温 度 降低 一 二 至 １０ ７ ℃左 右 。本 文 介绍该 公 司在 降低 锅 炉排烟 温度 方面 所采取 的措 施 。
依据 。
１８ ５
能源研究与信息
２ １ 年 第 ２ ０１ ７卷
３ ４ ５ ６ ７ ８
ｔ１ ，
一
¨
寸
×
图 １ 节能器本体结 构
…
图 ２ 节能器 安装位置
Ｆ ｇ ２ Ｉ ｓａｌ ｔ ｎ ｌ ｃ ｔ ｎ ｏ 。 ｉ ｎ ｔ ｌ ｉ ｏ ａｉ ｆ ｈ ａｏ ｏ ｔ ｅ ｅ ｇｙ ｓ ｖｅ ｒ ａ ｒ
烟气冲刷方式 管子排列方式
烟气与工质流 向 管 径 ｄｍｍ ／
错排
逆 流
３ ２
对 流受 热面积 ／／ ／ｍ 进 口烟温 ／ ℃
１ ． ４７
２１ ０
出口烟温 ０， ，℃ ／ 烟气侧放热量 Ｑ ／ ｋ． ） （Ｊ Ｎｍ 进 口工质温度 ｆ ℃ ， ， ／ 出 口工质温度 ｆ ℃ ， ， ／
．
ｎｇ —
Ｓ ｈ ｍａｉ ｆ ｈ ｎ ｒ ｙ ｓ ｖ ｒ ｏ ｙ ｃ ｅ ｔ ｏ ｅｅ ｅ ｇ ａ ｅ ｄ ｃ ｔ ｂ
阻 计 果求 见 器 能 ４ 情 下 作 在 同 况 ， 能 热 计 烟 力 算Ｊ要 别 表 可 在 种 况 工 。 不 工 下 节 器 力 算 与 风 塑 结 分， 能 节
第 ３期
张 阳： 节能器在燃气锅炉 中的应用
１７ ５
在一般情况下，６ ． 锅炉燃烧器为一体化设计，鼓风机蕴含在燃烧器 内，置于炉前，其 ｈ ｔ。 风压在 ２ ５ ａ ０ 左右。在锅炉整体设计时，炉膛的烟气阻力一般控制在 ２ ５～ ５ ａ ４ Ｐ ０ ２ ０ ，加上 ２ ３ Ｐ
鼓风机的风压 １％的裕度，因此 ，燃烧器配置 的鼓风机 的风压有 ３ ０ ４０Ｐ 的裕度。如果将 ０ ４ － ４ ａ 节能器的阻力控制在 １０ ２ ０ ａ ９－ ９ ，则无需添加引风装置便可保证锅炉的正常运行。 Ｐ
Ｔ ｂ ｅ４ Ｅ ｅ ｇ ａ ｉ ｇ ｓａｉｔ ｓ ｎ ｅ ａ ｉｕ ｒ ｉ ｇ ｃ ｎ ｉ ｏ ｓ ａ ｌ ｎ ｒ ｙ ｓ ｖ ｎ ｔｔｓ ｃ ｄ ｒ ｒｏ ｓｗｏ ｋｎ ｏ ｄ ｔ ｎ ｉ ｕ ｖ ｉ
２ １ 年 第 ２ 卷 ０１ ７
２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９
传热 量 Ｑ ／ｋ ． ） （Ｊ Ｎｍ。 计算误差 ｐ ％ ／
１ １９ ６ ． ６ ． ６７ ２ ０ ３ ． ７８ ６ ． ６８ Ｏ１ ．
１ ． ６１ ４ ６ ． ７４
１ ． ７１ ４ ５． ３１
１ １５ ７． ５ ． ３６
３３． ５
７ １ ４．
７ ． ０７ ５ ． ３６
２ 节能器本体和系统设计 ． ２
节 能器呈 长 方形 ，外形 为 １１０７ ｘ ． ．ｘ ．５ １ ５ｍ，上 、下 ２ ０ｍｉ 为 方 圆接 头 ，端部接 口直 径 为 ７ ０ ｌ ｌ
ｄ０ ｐ０ ６ ｍｍ，与原烟道尺寸相同。长方形简体内横向 １ 排 、纵向 ２ 排蛇形管，错列布置，管子 ３ ８ 直径ｄ２ ３ ｍ，管子材质为不锈钢 ３４ ｐ ￣ ３ ｍ ０ ，受热面积为 ｌ． Ｉ 。蛇形管在节能器外汇集至上、 ４７Ｉ ｌ ２ 下集箱，集箱直径为ｄ ０ ｘ ｍ，材质为不锈钢 ３４ ｐ ８６ ｌ ｍ ０ 。节能器本体结构如图 １ 所示。 节能器下端为 出水 口，上端为进水 口，均与锅炉软水箱连接，出水 口敞口从软水箱上方
１ 工 质 流 量 Ｄ￣ ｋ ・ （ｇｈ ） ６０ ０ ０ ８０ ０ ０ ６０ ０ ０
２
给水温度 ／ ℃ 给水压力 （ 绝对压力） ／ ａ ＭＰ
出水压力 Ｐ ／ ａ ＭＰ 管 子类 型
２ ０
０１６ ．９ ００ ８ ．９
６ ０
光 管 横 向冲 刷
节 能 器后 ，烟 气 的流动 阻力会有 所 增加 ，本 节 能器 的烟气 平均 速度 在 ７６ ７７ ｓ ，烟 气流 动 ．～ ．ｍ・ ～
阻力在 ２２ ２４ ａ １～ １ ，其增加值在燃烧器风机裕度 内，不会影响锅炉的正常运行 。 Ｐ
１０ ６
能源研 究与信 息
表 ４ 各工况下 的节能效果
系统 图见 图 ３ 。
温 度计 浮球控 制 阀
图 ３ 节能器系统图
Ｆ ｇ ３ Ｓ ｈ ｍａｉ ｆ ｈ ｎ ｒ ｙ ｓ ｖ ｒ ｙ ｔｍ ｉ ． ｃ ｅ ｔ ｏ ｅｅ ｅ ｇ ａ ｅ ｓｅ ｃ ｔ ｓ
２３ 节 能效果 计算 － 根 据文 献 ［］ 供 的热力 计算 方法 ，对 加装 节 能器后 的锅 炉进 行 了热平 衡计 算 ，得 到 的能 ４提 耗计 算 结果列 于表 ４ 。