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          燃氣模塊鍋爐供暖的節能分析

          文章作者:藝能鍋爐   發布時間:2018-01-07
          在業界有一種較為普遍的說法,認為模塊化燃氣鍋爐作為供暖熱源使用,可以達到比單體大鍋爐節能30%的效果。

          作為對集中供暖的有力補充,以及在集中供暖條件受限時采取的措施,自備鍋爐在供熱方面有著的作用。隨著人們環保意識的逐步提高,以煤為燃料的供暖鍋爐己經逐步退出歷史的舞臺,取而代之的是燃油、燃氣的供暖鍋爐。
            由于我國現階段的供暖主要是熱水采暖,因此燃氣熱水鍋爐近些年在我國的供暖中廣泛的應用,其中燃燒方式為大氣直燃式的模塊鍋爐因為其靈活的安裝方式,   的燃燒形式,維修維護方便,尤其是   節能了用戶的認同。模塊鍋爐作為供暖中的一類產品,確實有一些其他產品無法比擬的優點。在業界有一種較為普遍的說法,認為模塊化燃氣鍋爐作為供暖熱源使用,可以達到比單體大鍋爐節能30%的效果。但是,本文作者在從事模塊化燃氣鍋爐銷售、安裝、運行、維修的幾年里,通過親自實踐發現,雖然模塊化燃氣鍋爐在采暖運行中能夠達到節能的目的,但是與業界所講的30%仍有較大的差距,下面就詳細分析模塊鍋爐在采暖中的節能效果。
            我們先來看一下鍋爐行業內部對模塊鍋爐使用在采暖系統中的節能分析。進行能量評價時,需要考慮排煙熱損失、化學不   燃燒熱損失、輻射損失、準備熱損失。
            鍋爐熱效率在90%熱負荷以上及25%熱負荷以下時鍋爐的熱效率會提高一些,但提高只有1%左右。但是從我們的經驗得知,采暖季節熱負荷在30%~70%這一負荷出現頻率   高。在這種熱負荷下鍋爐的率降低很多。經實測供熱量為21MW的單臺大鍋爐年熱效率下降了12%。但是模塊鍋爐不存在年熱效率降低的問題。因為模塊鍋爐是依靠臺數來調節負荷的,鍋爐始終在滿負荷   狀態下運行。
            從工程實例中我們了解到準備熱損失,準備熱損失排煙損失的0.7倍。一般鍋爐的排煙損失為10%,準備熱損失為10%*0.7=7%。
            我們知道單臺大鍋爐在低負荷運行時,除了煙氣,爐膛中的熱量也會從煙道中不斷散失,而作為模塊組合鍋爐,每個模塊都配有一個通風調節器,只有在每個模塊運行階段,通風調節器才會打開,這樣就避免了待機模塊爐體里殘余熱量的散失。經過無數次實測,模塊鍋爐要比單臺鍋爐節省2%的燃料費用。
            一般為固定點調節的大鍋爐為了適應負荷的變化,不可避免的使鍋爐頻繁的啟、停。鼓風式鍋爐每次點火都要對爐膛進行長時間的吹掃,每次吹掃都會走爐膛大量的熱量,使鍋爐的實際效率降低。對于分段調節的鍋爐分段時,風氣進行配比需要有一過渡階段。這些都會使燃燒不   。燃料化學燃燒不   熱損失增加。通過分析,化學不   燃燒熱損失將會由設計數值o.5%提高至5%的水平。而大氣式模塊鍋爐沒有爐膛的吹掃,也沒有分段調節,也就沒有這方面的損失。
            模塊鍋爐燃燒時不需要電能,如果將電能折算成熱能,鼓風式鍋爐效率將降低2%。
            室內溫度每升高1℃時燃料將多消耗5%左右。而單體大鍋爐供暖時常使室內溫度波動較大,造成不   的燃料浪費,而利用泰克瑪控制器很容易控制模塊鍋爐,使房間溫度控制在±0.5℃。這可使系統效率提高2.6%。
            結論:單體大鍋爐由于熱負荷波動使得鍋爐年燃料利用率下降了12%;單體大鍋爐在負荷波動時準備熱損耗為7%;帶有通風調節器的模塊鍋爐節省2%的燃料費用;單體大鍋爐在負荷波動時增加了4.5%的化學燃燒損失;單體大鍋爐的鼓風式燃燒方式增加電能消耗2%;泰克瑪與模塊鍋爐的組合控制室內溫度減少能量消耗2.5%。
            通過以上分析我們可以得出結論:模塊鍋爐比單體大鍋爐節能30%。
            以上分析摘自某模塊鍋爐山東地區總代理的培訓資料。
            采用反平衡法測定鍋爐的效率時,燃氣鍋爐的熱損失主要包括三個方面:排煙損失,化學不   燃燒損失,散熱損失。
            下面我們就圍繞熱損失的三個方面來逐條分析以上的結論。
               :單體大鍋爐在負荷波動時使得鍋爐年燃料利用率下降了12%。
            我們知道,所有的燃氣鍋爐的效率都是在其額定工況下測定的。部分負荷效率是一個長期被設計人員所忽視但是在實際運行中卻不得不面對的一個問題。由于燃氣鍋爐的效率測試較為復雜,并且鍋爐負荷隨時變化,想要測試部分負荷效率困難。于是本文作者想到以蒸汽流量和燃氣流量來測試鍋爐效率的方法。
            某賓館和食品加工廠安裝兩臺1T/h的蒸汽鍋爐,雙方各安裝蒸汽流量計一臺,因此可以取得蒸汽流量的數據。而燃氣流量計又可以讀出燃氣流量。燃氣為西氣東輸提供的   氣,熱值通過向燃氣公司咨詢后知道約為8647Kcal/Nm³,因為主要考慮冬季供暖時的鍋爐效率問題,因此,只記錄冬季供暖期四個月的數據。
            通過以上數據可以看出,在整個采暖期中,鍋爐的效率為82%,比其額定工況下的效率降低9%,測試鍋爐為1T/h的蒸汽鍋爐,除去換熱器的熱損耗,鍋爐效率應在82%以上,可見單體蒸汽鍋爐在采暖期內負荷波動時效率下降約為9%左右,而如果是熱水鍋爐的話,由于燃燒設備相同,燃燒效率相同,又減少了換熱設備的熱損失,所以肯定要低于9%,所以12%的數據并不準確。此方面的節能與排煙損失、化學不   燃燒損失以及散熱損失三方面都有關。
               :單體大鍋爐在負荷波動時準備熱損耗為7%。
            本文作者查閱很多相關資料,均未找到與準備熱損耗相關的信息。但我們從培訓材料中似乎可以理解為準備熱損耗隨鍋爐額定負荷以及停爐時間的增加而增加。即當鍋爐己經停爐,而余熱尚存時,鍋爐存在熱損失。但我們知道,爐膛內的溫度只要高于鍋爐的回水溫度,就要存在熱交換,因此,熱損失只有在停爐后并且爐膛溫度降至回水溫度以下才會有熱損失。可見,所謂的7%的準備熱損耗表達的并不準確。
            第三:帶有通風調節器的模塊鍋爐節省2%的燃料費用。
            我們暫且不說2%的數據是否準確,單從通風調節器來講,在作者接觸的七個的模塊鍋爐里,只有一個的兩個小類的產品帶有通風調節器。而單體鍋爐停爐時,爐膛內是沒有氣流流過的。所以,所謂2%的節能效果,只是在有通風調節器和沒有通風調節器的模塊鍋爐之間的比較,并不能作為模塊鍋爐比單體鍋爐節能的一個措施。這一項是在鍋爐停爐時的問題,與鍋爐的總效率無關。
            第四:單體大鍋爐在負荷波動時增加了4.5%的化學燃燒損失。
            此處,化學燃燒損失是與鍋爐效率緊密相關的一個因素。我們在   條里所測試的鍋爐效率為鍋爐的毛效率,其中己經包含了化學燃燒損失,所以在這里不應再考慮化學不   燃燒損失。
            第五:單體大鍋爐的鼓風式燃燒方式增加電能消耗。
            我們知道,對于燃氣鍋爐來說,無論正平衡法、反平衡法測試鍋爐效率,因為安裝過程中大部分的燃燒設備均為安裝匹配,的鍋爐效率均未扣除鍋爐自身電能或蒸汽的耗量,因此,鍋爐所消耗的電能應該予以計算。單體鍋爐確實存在耗電量遠遠高于大氣直燃式的模塊鍋爐。仍以前面計算的賓館為例,兩臺1T/h的蒸汽鍋爐,給水泵電機1.1kw,燃燒器電機1.1kw,共4.4kw,采暖期內鍋爐的電耗為:
            (4.4*3948.36/2)/0.82=10593(度)
            商業用電按1元/度,則電費為10593元。燃氣費用按2元/Nm³考慮。則鍋爐凈效率為
            (3948.36*700*860/8647)/(335090+10593/2)=80.7%。
            而模塊鍋爐不需要電能,因此,模塊鍋爐比單體大鍋爐節省電能消耗在1.3%左右。考慮不同地區電價的差距,節能約在1%~2%。而熱水鍋爐沒有給水泵,只有燃燒機,模塊鍋爐節能   多也就在1%的水平。
            第六:泰克瑪與模塊鍋爐的組合控制室內溫度減少能量消耗2.5%。
            泰克瑪控制器是比較的鍋爐控制器,在使用中如果設定得當確實能達到節能的效果,而且配合外置時間控制器使用,節能。主要原理是根據整個采暖期的室外氣溫特點,設定溫度曲線。安裝室外溫度測點,測定室外溫度,根據溫度曲線調節供回水溫度,達到的節能的目的。但是,室外溫度曲線的設定需要根據當地氣象條件來設定,較為復雜。我們知道,室內溫度18℃時,溫度提高1℃,燃料消耗大約增加5%,當然根據不同的地區,不同的建筑,此數值略有不同。未采用泰克瑪控制器時,為取暖效果,司爐人員經常將室內溫度經常在22℃左右,采用泰克瑪控制器后,可以維持室內溫度在20±0.5℃。通過同樣的小區在采用泰克瑪控制器前后的燃氣費用的比較,發現泰克瑪控制器的節能效果至少在10%。當然,這與控制器的設定,室內溫度的要求,以及小區建筑的狀況和當地的氣候條件都有   的關系。但是,泰克瑪控制器同樣可以使用在單體大鍋爐上,雖然大鍋爐的啟停過程較為復雜,啟停過程中消耗的能量較大,而且大鍋爐的分級啟停有時甚至難以實現,但是仍然能起到節能至少5%的效果。
            從以上的分析可以看出,模塊鍋爐與單體大鍋爐相比,可以起到   的節能作用,從   、第五、第六項看,模塊鍋爐與大鍋爐相比節能   多為16%,并未達到30%。
            鑄鐵模塊鍋爐使用在采暖系統中,只要合理的安裝、調節、維護,確實能夠較為明顯的達到節能的目的。但是,現在某些銷售人員盲目夸大模塊鍋爐的節能效果,并且單純的強調鍋爐自身的特點,不從鍋爐的安裝、調節方面講出節能的原理。往往使建設單位在購買安裝鍋爐后的使用過程中處于進退兩難的境地。因此,正確了解鍋爐及其相關環節的節能原理,對正確的選擇鍋爐起著至關重要的作用。
            在實際運行中,影響鍋爐效率的因素很多,例如采暖形式影響鍋爐的供回水溫度,影響到鍋爐的排煙溫度,進而影響鍋爐的效率。海拔高度,影響燃料的   燃燒程度,也會影響到鍋爐的效率。影響鍋爐效率的因素,也就是節能的因素。
            在鍋爐的購買和安裝中,   要根據工程的實際情況,例如,鍋爐的用途,鍋爐的大小,使用的時間段,要求控制的精度,建筑物的面積、高度等多方面作綜合性的分析比較,確定   為合理方案,做到   大限度的節能。

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