燃气锅炉效率影响因素研究与探讨

燃气锅炉效率影响因素研究与探讨
摘要：本文通过分析影响燃气锅炉效率的主要因素，讨论了冷凝式锅炉实现烟气余热利用，提高锅炉热效率的特点，同时，也简单论述了其他减少热损失的措施。

关键词：燃气锅炉热损失效率
一、引言
随着我国经济突飞猛进的发展，对天然气和石油的消费需求将日益增长，大大促进了中小型燃气锅炉的发展。

工业和民用锅炉使用油质燃料和天然气，不仅可以解决锅炉燃煤和环境之间的突出矛盾，尤其是作为国有大型企业，大庆油田在环保方面面临的形势十分严峻，因此，大庆油田储运分公司各油库单位在满足生产需要的同时，通过分析影响燃气锅炉效率的影响因素，来逐步提高锅炉效率，减少能源消耗，实现降本增效。

二、影响燃气锅炉热效率的因素分析
锅炉生产热水或蒸汽的热量主要来源于燃料燃烧生成的热量。

但是进入锅炉的燃料由于种种原因不可能完全燃烧放热，而燃烧放出的热量也不会全部有效的利用于生产蒸汽与热水，其中有一部分热量会被损失掉。

为了确定锅炉的热效率，就需要建立锅炉热量的收、支平衡关系。

燃气锅炉在工作过程中释放的热量主要包括.锅炉的有效利用热量、排烟损失热量、燃料不完全燃烧损失热量、锅炉散热损失热量。

在热损失中排烟热损失所占的比重比较大，以
szs10-1.25-q型燃气锅炉为例：额定蒸发量为10t/h，排烟温度为
200℃，天然气消耗量为340m3/h。

锅炉实际运行热效率在80%～85%，排烟温度为160℃～180℃，排烟损失为13.1%～15.8%，显然，排烟热损失是影响热效率的主要因素，也是很容易通过改造锅炉的换热设备而将其减小的；而其他各种热损失主要由锅炉本身特点所决定的，在不改变锅炉本体时各项数值是很难改变的，可以放在一起考虑。

因此，对燃气锅炉的热平衡可以粗略的用下式表示：
qr=q1+q2+q3式中q-锅炉的输入热量，kj/m3；q1-锅炉有效输出热量，即锅炉的有效利用热量，kj/m3；q2-排烟损失热量，即排出烟气所带走的热量，kj/m3；q3-其他方面损失的热量，kj/m3。

1.排烟热量损失对锅炉效率的影响
排烟热损失是指经过锅炉全部受热面后排入大气的烟气所带走
的热量。

排烟热损失包括高温烟气的显热和烟气中水蒸气的汽化潜热，影响其大小的主要因素是排烟温度及排烟量两项。

排烟温度比环境温度高很多，一般天然气热水锅炉排烟温度在180℃以上，蒸汽锅炉在200℃以上，有时甚至高达300v，烟气中含有大量的能源；排烟量的大小与送分量和漏风等因素有关。

在排烟量一定时，排烟温度越高，燃气锅炉的效率也就越高；当排烟温度一定时，排烟量越大，排烟损失就越大。

当锅炉在相同负荷，相同参数条件下产生相同的蒸汽时，排烟温度及排烟量增加，就意味着产生相同质量的蒸汽所需要的燃料增加，从而造成锅炉效率的下降。

燃料中的杂质会影响排烟损失热量。

当燃料中含有水分时，水分蒸发转变为水蒸气使排烟量增大，同时带走大量的汽化潜热，从而
加大了排烟损失热量；同时，燃气中常常还含有少量的惰性气体，惰性气体不参加反应，但是会影响反应过程的进行，降低反应的温度；惰性气体的排出也会加大排烟损失热量。

燃烧方式的不同也会影响排烟损失热量。

扩散式燃烧和大气式燃烧过程中，实际一次空气系数都比理论一次空气系数大，从而增大了排气量和排烟热损失；如果一次空气系数过低又会造成不完全燃烧，增加了气体不完全燃烧热损失。

2.其他方面热量损失对锅炉效率的影响
其他方面的热量损失包括气体不完全燃烧热损失、锅炉本体散热损失等，与排烟热损失相比要小很多。

扩散式燃烧和大气式燃烧过程中，由于一次空气系数过低，在局部区域经常会发生燃料的不完全燃烧，这样既浪费了资源，降低了反应强度，而不完全燃烧产生的co等气体又会对环境产生污染。

在完全预混燃烧过程中，火燃传播速度很高，能在很低的过量空气系数（1.05～1.10）下达到完全燃烧，几乎不会出现燃料的不完全燃烧。

在锅炉运行时，锅炉炉墙、金属构架及锅炉范围的汽水管道、集箱和烟风道等的表面温度都比周围空气温度高，就不可避免的将部分热量散失于大气中。

其大小主要取决于锅炉散热表面积的大小、表面温度和周围空气温度等因素，同时还与水冷壁和锅炉墙的结构，保温层的性能和厚度有关。

可以说，这种损失是不可避免的。

三、提高锅炉效率的措施
冷凝式锅炉是将烟气中的水蒸气冷凝成水，回收其汽化潜热用于锅炉，使热效率达到或超过100%的锅炉。

加设冷凝式换热器可以实现对传统锅炉的升级，使其变为冷凝式锅炉。

可以说，将传统锅炉改造为冷凝式锅炉是实现锅炉热效率大幅提高，实现资源高效利用的最佳途径。

所以，在此我们重点介绍冷凝式锅炉的节能状况。

在锅炉排烟热损失中，水蒸气所携带的热损失占排烟热损失的55%～75%，如果将排烟温度降到烟气冷凝温度以下，通过回收利用水蒸气潜热，可以很有效地降低排烟热损失，提高锅炉热效率。

冷凝式锅炉排烟温度可降至40℃～50℃以下，可以冷凝烟气中部分水蒸气，回收水蒸气的汽化潜热，同时回收一定的水，还可以除去烟气中的有害物质。

热效率随着水蒸气的冷凝量的增加而增大。

据统计，烟气温度和烟气中液气比的关系，随着排烟温度的降低，冷凝水的增多。

冷凝式锅炉回收的热能包括高温烟气的显热和水蒸气的汽化潜热。

回收的显热随着烟气温度的降低变化不是很大；而回收的水蒸气的汽化潜热则随着温度降低有很大的变化，当排烟温度较高时，回收的潜热很少，随着排烟温度的降低，回收的潜热迅速增大，随后又趋于稳定，从冷凝的角度来讲，烟气冷凝的难度随烟气温度的降低而越来越大。

冷凝式锅炉具有节能、节水、环保等优点，这种锅炉在国外应用已相当广泛，在欧美等国，由于政府鼓励使用冷凝式锅炉，需求量不断增加，冷凝锅炉的使用率方面瑞士60%，荷兰50%，德国20%，奥地利20%，英国15%，同时许多国家还采取了严
格的强制性措施来推广使用冷凝式锅炉。

我国冷凝式锅炉的使用还很少，甚至市面上都很少有冷凝式锅炉的销售。

因此，我们应该加大冷凝式锅炉的研发投入，进一步增大冷凝式锅炉的推广应用力度，以实现节能减排的目的。

四、结论与认识
储运分公司近几年通过对各油库锅炉实施改造，减少了烟尘、二氧化硫及二氧化碳的排放量；另外通过提高锅炉效率，实现减少能源消耗，达到了降低供热成本目的。

参考文献
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2000.3.601-606.
[2] 王建国.燃气供热锅炉房节能措施分析[j].北京.区域供热，2008.2.。