燃气热水锅炉深度节能运行

1、燃气热水锅炉深度节能运行摘要：针对燃气热水锅炉深度节能运行进行分析，探讨了燃气热水锅炉深度节 能运行改造的思路及技术原理，同时还分析了燃气热水锅炉深度节能运行改造涉 及的范围，燃气热水锅炉深度节能运行改造难点。最后总结了燃气热水锅炉深度 节能运行改造措施。关键词：燃气热水锅炉；深度节能；改造随着政府对燃气采暖锅炉补贴比例的逐年降低，各地燃气价格的不断增长， 供暖采暖费却不能水涨船高，逼迫供热企业从自身节能降耗中挖掘潜力，降低生 产成本，而最直接有效的办法就是降低锅炉排烟温度。提高锅炉热效率。对燃气 热水锅炉深度节能运行进行分析，意义深远。1燃气热水锅炉深度节能运行改造的思路及技术原理合理设计布

2、置尾部受热面是改造的重点，这要综合考虑如前级换热面大小。 进水温度及流量变化。后级换热面工质出口温度影响。各级换热面布置面积的比 例关系及合理性。进口冷空气温度变化对排烟温度和热风温度的影响。热风温度 对炉膛温度及氮氧化物生成量的影响。尾部换热面烟风流速对阻力及鼓风机电功 率影响等各种因素。优化设计最终确定了两级一网水节能器（以下简称一网水节 能器），单级二网水冷型冷凝器（以下简称二网水冷凝器）。两级空冷型冷凝器 （以下简称空冷器，其主要作用不是预热空气，而是让冷风吸热使烟气降温水蒸 气冷凝）组合方案，布置不同受热面组合的热力计算。同时，经热力计算确定每台锅炉所需的最小二网低温回水流量和温度范

3、围， 以及换算出的二网出水温度，提供这些数据给供热单位用于确定二网水管道铺设 范围及小区一网换热站的设计配置方案，这是双方各自完成改造工作的最为关键 的步骤。当然，也可以先行确定周边小区采暖面积及所需热量，通过调整一网水 节能器和二网水冷凝器的换热面大小，使二网水冷凝器的输出热量正好适应该小 区的供热要求，省略一网水换热站。2燃气热水锅炉深度节能运行改造涉及的范围改造涉及的范围改造需详细了解炉内结构。受热面大小。锅炉热力计算。烟 风阻力计算。鼓风机配置。燃烧器配置。控制系统配置等相关技术资料，并对锅 炉房布置。实际运行参数。二网水流量范围及温度等进行前期调研和确认等准备 工作。另外，改造还需考

4、虑原有燃烧器的风温适用范围。进风温度及烟风阻力变 化对燃烧器运行曲线的影响。鼓风机能否克服增加受热面的阻力。控制仪表的增 加对原控制柜的影响等，后期还应协调燃烧器及控制系统供应商对其设备进行调 整和增项3燃气热水锅炉深度节能运行改造难点烟气中水蒸气的冷凝放热计算。很多书籍介绍了水蒸气冷凝放热原理和公式， 但涉及烟气低温冷凝换热面吸热系数的计算方式却非常少，查找了化工容器换热 资料也多为经验公式，计算条件参数非常复杂，而复杂的烟气成分在计算中更无 法代入，不同公式得出的结果与推荐系数表相差甚大，无法应用于锅炉热力计算 中准确反映冷凝放热系数，最终我们对烟侧换热系数和放热量采取了简化计算方 式，即

5、将烟气放热过程分为干烟气温降放热和水蒸气冷凝放热。干烟气降温放热 份额仍按锅炉通用热力计算方法计算，而水蒸气冷凝放热份额按照干烟气温降计 算值反推得到水蒸气冷凝量，乘以温降范围内的平均汽化潜热得到，两者合二为 一作为总烟气冷凝放热量。对于冷凝放热系数我们按照化工计算手册中类似工况 推荐值取其最低放热系数作为固定冷凝放热系数，这样的简化计算模型可能会存 在冷凝放热系数偏低选用受热面余量偏大问题，但编入热力计算程序可以完成计 算机验算全过程，通过计算结果我们可以得到增加冷凝器与排烟温度的变化趋势， 为改造工作提供理论依据。水侧和空气侧换热仍按锅炉通用热力计算方法进行， 水侧吸热过程因水热容量绝对大

6、而简化为烟气放热量全部被水吸收提高了水温，空气侧则按标准换热系数计算。4燃气热水锅炉深度节能运行改造措施（1）两级全水流量一网水节能器采用单回程高效换热。钢螺旋翅片管竖直 布置结构，结构尺寸根据换热进行了优化，布置在原位置、单级多流程二网水冷 凝器仍采用翅片管结构，考虑水平管竖直翅片型式利于冷凝水。烟尘和锈片冲刷 脱落，保持换热面的清洁；采用逆流换热水平蛇形顺列排管型式（从改造后实际 运行和对比材料耐酸腐蚀试验中分析验证得出，S30408不锈钢材料弱酸腐蚀好于 ND钢，节能改造建议在投资允许的条件下，尽量采用不锈钢）。（2）考虑利用原有鼓风机及换热面的经济性，设计中采用了较低烟风流速， 以降低

7、烟侧和风侧的阻力影响，并考虑冷凝换热特点将受热面管水平布置，烟气 在管外横向冲刷错列管束，空气在管内纵向流动，两级空冷器间有连通风道，形 成逆流换热型式空冷器结构图（3）因原锅炉房空间狭窄，将二网水冷凝器。空冷器。钢烟囱三大部件从 下至上竖直串联，通过钢架支撑，布置在锅炉房后墙外挑高混凝土承重平台上， 下部留出防火通道空间，其布置型式如图。烟气冷凝水滴落到下部连通烟道，从 冷凝水排放管排出锅炉改造（4）考虑空冷器薄壁管耐酸腐蚀性，采用40mmx1.5mm的304不锈钢管， 两端管板采用16mm厚的ND钢板，中间带稳定隔板，焊接型式整体组装，外护 板为6mm厚ND钢板。另外，为利用原风机间吸风道

8、竖井和不改变鼓风机基础， 鼓风机原地布置在空冷器后，从空冷器中吸取（18C左右）热风，此方式有两点 好处，一是避免了风机壳及进风道过冷结霜，二是烟侧压力大于风侧（压差最高 1630pa），管壁被腐蚀少量烟气泄漏进冷风中，等同于烟气再循环对降低炉膛燃 烧氮氧化物生成更有利（实际运行中空冷器焊接漏点造成烟气冷凝水直接喷射进 风道，影响到设备和混凝土风道竖井安全，另外，吸热风致使风机效率降低过大， 建议鼓风机布置在空冷器前为好）。（5）鼓风机吸取热风还有个好处，因空冷器吸风口是管板多孔结构，类似 多个小孔消声器，直接对外无需再加装消声装置（实际运行吸风口无任何噪声）。（6）因锅炉效率提高。燃料消耗量

9、下降。供风量减少，与增加深度节能装 置带来的烟风侧阻力增加叠加，鼓风机运行轴功率将从190kw增加至272kw。增 加约43%，原有355kw变频鼓风机仍能正常使用（实际吸入热风会大大影响风机 效率，相比吸入冷风鼓风机运行轴功率203kw增加7%，从节电考虑今后改造应 将鼓风机布置在空冷器前）。改造涉及到燃烧器和控制系统的重新调整和升级改 造，需事先与配套商进行技术沟通，确认改造不影响设备继续运行，并签订改造 增项和服务人员到场调试协议。向设计院提供设备改造图纸资料，满足设计院土 建。工艺。管道。电气等方面设计需求。5结束语综上所述，大型燃气热水锅炉深度节能改造是比较困难和长期的工作，本文只根据我们改造过程中积累的一些经验进行了简要介绍，作为锅炉节能改造的一 种方向供相关单位借鉴。参考文献郭晓强，张方方，张圆圆.克拉玛依某医院供能方案设计分析J.节能， 2018（02）： 61-66.张权威.模块组合式常压燃气热水锅炉在煤矿中的应用J.内蒙古煤炭经济， 2017（21）： 10-11.崔琦，郑桂红，袁棨正，许崇涛，李冬屹.回水温度对燃气热水锅炉烟气冷 凝的影响及解决措施J.中国特种设备安全，2017，33（07）： 38