浅谈燃气锅炉效率影响因素及提高举措

浅谈燃气锅炉效率影响因素及提高举措
摘要：近年来由于煤炭能源带来的诸多环境问题，天然气因其环保、污染少、输送方便的特点在大中型城市正逐渐取代煤炭成为主要能源，开发和利用天然气
已成为能源使用的研究课题。

在供热领域，燃气锅炉的使用已经进入一个全新的
推广使用阶段。

北京地区在锅炉使用方面，已经实现由燃煤锅炉向燃气锅炉的过度。

基于燃气锅炉在环保、节能、降耗方面的优势，在其推广过程中，得到了广
泛的应用和认可。

关键字：燃气锅炉效率影响因素提高措施
一、燃气锅炉燃烧过程分析
燃气锅炉使用的燃料主要是天然气，天然气做为一种优质燃料，在实际工作
过程中，燃气锅炉遵循能量守恒和能量转化定律。

燃气锅炉燃烧将天然气的化学
能转化为热能，从能量守恒定律分析，进入锅炉系统的燃气燃烧释放的总能量q，在理论上和锅炉系统排放出的总能量相等，这其中包括炉水升温吸热量q1，循环
水吸热量q2，不完全燃烧损失q3，散热损失q4，排烟损失q5。

即
q=q1+q2+q3+q4+q5，其中q1和q2受目标要求温度影响，而q3、q4、q5则是燃
烧过程中的损失，只有将这部分损失降至最低，才能最大限度的提高锅炉效率。

二、影响燃气锅炉效率因素
影响燃气锅炉效率主要因素是锅炉燃烧过程中的热损失，包含气体不完全燃
烧热损失、散热损失、排烟热损失。

还有不同类型的燃气锅炉其他方面的的热损失，包括锅炉排污热损失、补水热损失、凝结水热损失和因水质差导致结垢引起
的能源浪费等。

1.气体不完全燃烧损失
燃气锅炉在燃烧出色的情况下,气体不完全燃烧热损较小。

根据燃烧器厂家供给的数据,燃烧器的燃烧功率一般为99.0%～99.5%,即气体不完全燃烧热损率为0.5%～1.0%，但在燃烧不良的情况下，气体不完全燃烧热损率较高。

2.散热损失
锅炉散热损失主要包含锅炉散热和锅炉房范围内其他的热力设备、汽水管道及烟、风道等的散热损失。

其中锅炉散热损失率一般为1%～2%,此情况已在锅炉热效率计算中考虑。

由于其他散热损失率一般都不会太大,而且中小型锅炉燃烧用空气取自锅炉间,锅炉散热量也可以加热锅炉间的空气,进而提高锅炉燃烧的空气温度。

3.排烟热损失
排烟热损失是燃气锅炉热损中占比最大的一项,它主要取决于排烟温度与过量空气系数。

排烟温度偏高,致使锅炉的热效率降低。

排烟热损失随排烟温度的升高和空气系数的增大而增大。

燃气锅炉排烟中含有水蒸汽,水蒸汽是烟气中热量的首要携带者。

因而,燃气锅炉排出的烟气中除显热外,还有许多潜热,这些潜热(约70%)可以经过接触式换热设备进行回收。

4.补水热损失及凝结水热损失
对于燃气热水锅炉,由于热网泄露,系统补水也会构成热量的损失。

据有关资料计算,对于燃气热水锅炉,在不同供回水温度下,补水率每降低1%,补水热损失降低1.8%～4.5%,对于燃气蒸汽锅炉,凝结水回收率每降低10%,凝结水热损失增加约1.05%。

1.
水质差产生水垢，导致燃料的浪费
水垢严重影响换热效率，造成能源浪费情况，据调查，水后厚度1.6mm，能源浪费15%，水垢厚度12.7mm时，能源浪费达到70%，因此要加强水质管理，定期对换热设备进行清理，保持其换热性能。

三、提高燃气锅炉热效率的主要措施
目前，提高燃气锅炉热效率的主要措施有：降损增收，降损指的是尽可能的减少各种系统热损失，增收指的是采用一些节能新技术增强锅炉自适应调节或回收系统热能。

1.
减少热损失的主要措施有：
1.1调整空气与燃气的配比，使空燃比达到一个最佳燃烧配比值
燃气锅炉热损失中，损失最大的就是排烟热损失，影响燃气锅炉排烟热损失最主要因素有排烟温度和过量空气系数，能调试出合理的过量空气系数是减少排烟热损的最好手段，因此，燃气锅炉必须做好燃烧器调试工作，使燃烧器处在一个较高效率的工作状况下，同时燃气锅炉宜配置具有比例调节功能的燃烧器,它能够随着供暖热负荷的变化自动调节燃气与空气的配比,使其保持较高的燃烧效率。

1.2加强锅炉及采暖管网的保温，降低不必要的散热损失，这是一般锅炉房常用的办法。

1.3对于燃气蒸汽锅炉和热水锅炉要加强水处理，定期清洗管壁，防止锅筒和炉管结垢，保持良好的传热效率。

1.4回收冷凝水中的热量
燃气蒸汽锅炉可以通过接触式换热设备进行回收，也可以使用燃气冷凝式锅炉，燃气冷凝式锅炉由于充分回收了烟气中的显热和水蒸汽的凝结潜热，热效率也大幅提高。

1.5提高锅炉运行效率
要尽量减少供暖期内燃气锅炉的启、停次数和待机时间。

因每次锅炉启、停都要经过吹扫，消耗燃气；而待机时间内，锅炉就相当一个大散热器也要损失热量。

提高锅炉效率，设计选型配置至关重要，选型时需要考虑以下两点：一是使
锅炉的组合具有较好的变负荷调节能力;二是锅炉的最小出力尽量与最低负荷相
匹配。

同时还需注意：燃气锅炉不宜在满负荷工况下运行，因为此时排烟温度高，热损失大，反而多耗气。

1.6提高管网输送效率
影响管网输送效率的因素有三个，即保温、泄漏和水力失调造成的热损失，
其中水力失调造成的热损失较大，应采用水力平衡系统和室温调控系统。

1.
节能新技术
2.1气候补偿技术
建筑物的耗热量因受室外气温、太阳辐射、空气湿度、风向和风速等因素的
影响时刻都在变化。

要保证在上述因素变化的条件下，维持室内温度恒定或满足
用户要求，供热系统的供回水温度就应在整个供暖期间根据室外气象条件的变化
进行调节，以使锅炉供热量、散热设备的放热量和建筑物的需热量相一致，防止
用户室内发生室温过低或过高的现象。

气候补偿技术是在传统锅炉房供暖系统上
应用一套气候补偿系统，该气候补偿系统主要由气候补偿器、电动调节阀、室外
温度传感器、供水温度传感器等几部分组成。

通过在气候补偿器中预设定锅炉供
暖运行调节参数(曲线)，并根据室外温度传感器反馈回室外温度(变化)，气候补
偿器可计算出当前较为合理的供水温度，并依据该温度控制调节电动调节阀的开
度(即调节供暖系统回水量与锅炉供水量的混合比例)，从而调节系统的总供水温度，使锅炉房供暖系统可以根据室外温度变化实现“按需供热”。

2.2烟气冷凝回收技术
烟气冷凝回收技术是一项利用烟气冷凝回收装置回收燃气锅炉排烟余热的节
能技术，应用烟气冷凝回收装置可将温度较高的锅炉排烟与温度较低的供暖系统
回水进行热交换。

目前通过烟气冷凝回收技术燃气锅炉的排烟温度已经普遍降到70℃，最低可到40℃。

烟气的露点温度大约是58℃左右，其只要接触到低于露
点温度的介质，就会冷凝成水，释放出大量的热量。

其热量是由两部分组成：
（一）物理显热：通过降低烟温来实现，排烟温度可控制在70～80℃。

经过测试，降低烟温20～50℃，可提高锅炉热效率1～3％；（二）汽化潜热：通过水蒸气
冷凝成水的相变来实现，经过测试可提高锅炉热效率3～5％。

两者综合可提高锅
炉热效率3～8％。

燃气锅炉本身的热效率已经达到90％。

通过采用烟气冷凝热
能回收系统，在不影响锅炉本身热效率的前提下，再提高锅炉热效率3～8％，将
是一种投入最低、收益最大的节能方式。

2.3室外供热管网水力平衡技术
供热系统能耗的高低，不仅取决于热源，而且与整个管网系统有关。

在供暖
系统中，普遍存在着水力失调的问题，水力失调造成系统冷热不均，距离热源较
近的用户，室内温度较高，距离远的用户室内温度偏低。

为保证远端用户室内温度，不得不提高管网供水温度和加大循环水量，不但很难保证供暖质量，而且造
成巨大能源浪费。

室外供热管网水力平衡技术通过室外供热管网各支路上的水力平衡装置来调
节整个管网的水力工况，是一项解决供热管网系统水力失调的节能技术。

室外供
热管网水力失调分为静态与动态水力失调。

静态水力失调是供热系统自身存在的
问题，可通过安装并调试静态水力平衡阀加以解决。

动态水力失调是供热系统在
运行过程中产生的问题，可通过应用自力式压差控制阀与自力式流量控制阀加以
解决。

参考文献：
[1]车德福．冷凝式锅炉及其系统[M]．北京：机械工业出版社，
2002(50):22-26．。