王玉萍;李浩玉;叶晔
【摘 要】在石油天然气集输过程中,燃气锅炉应用广泛,以燃气锅炉供热而形成的供热系统,节能、环保运行问题十分突出.榆林南区KT-RQ燃气锅炉及供热系统节能技术,针对燃气锅炉及以此为热源形成供热系统,从烟气排放余热利用、降低热水循环电耗以及锅炉的最佳运行控制等方面,提供了降低运行成本的综合治理技术. 【期刊名称】《石油化工应用》桥梁支座更换与维修
【年(卷),期】2017(036)007
【总页数】4页(P136-139)
【关键词】燃气锅炉;供热系统
【作 者】王玉萍;李浩玉;叶晔
【作者单位】中国石油长庆油田分公司第二采气厂,陕西榆林719000;中国石油长庆油田分公司第二采气厂,陕西榆林719000;中国石油长庆油田分公司第二采气厂,陕西榆林719000
鸟笼的制作【正文语种】中 文
【中图分类】TE963
1.1 烟气节能潜力
为防止锅炉尾部受热面腐蚀和堵灰，标准状态下，燃气锅炉的排烟温度一般不低于180℃，最高可达250℃。高温烟气排放造成大量热能浪费，同时也污染环境。
1 m3天然气燃烧后会放出9 450 kcal的热量，其中显热为8 500 kcal，水蒸气含有的热量（潜热）为950 kcal。燃气锅炉可利用的热能是8 500 kcal的显热。供热行业中常规计算天然气热值一般以8 500 kcal/m3为基础计算。这样，天然气的实际总发热量9 450 kcal与天然气的显热8 500 kcal比例关系以百分数表示就是111%，其中显热部分占100%，潜热部分占11%，对于传统燃气锅炉来说，潜热部分的热量在运行中实际上被全部浪费。高温烟气排放造成的排烟热损失，主要为烟气显热和蒸汽潜热。
（1）1 m3天然气燃烧，产生理论烟气量约10.3 m3（大约12.5 kg），以过量空气系数1.3计，产生烟气14 m3（大约 16.6 kg）。
（2）由于天然气燃料中含有氢元素，每1 m3天然气燃烧后可产生1.55 kg水蒸气。在排烟温度较高时，烟气中的水蒸气处于过热状态，不能凝结成液态的水而放出汽化潜热，而是随烟气排放，汽化潜热被浪费。锅炉热效率一般只能达到70%～85%，约20%的热能从炉体表面散发和通过烟气排空而浪费。
取烟气温度200℃降低至70℃，1 m3天然气燃烧后的排烟中，可放出物理显热约1 600 kJ，水蒸气冷凝率取50%，可放出汽化潜热约1 850 kJ，即总计放热达3 450 kJ。这正是燃气锅炉节能的潜力所在。
在以燃气锅炉为热源组成的供热系统中，水泵的扬程、电机功率与实际运行系统的负荷需求之间差别较大，加之管路水阻测算上的误差，使得水泵“大马拉小车“现象比较普遍。水泵工作在非经济运行状态，功耗较大。
供暖现场循环水量的调节通常是通过控制阀门开度来实现的。这种控制方式，是以牺牲电机功率为代价的节流控制方式。在循环水泵的运行中有30%～50%的电机功率被浪费。
1.3 并联运行的燃气锅炉
为节省燃气费用，往往采用多台燃气锅炉并联间歇式运行方式。这种运行方式，锅炉的出力在大火和小火两种工况之间调节，动态调节火力的能力较差，不能满足供热负荷变化的需求，在节省燃气方面的效果并不理想。综上所述，燃气锅炉及供热系统，在排烟余热损耗、电力消耗、运行方式等方面，存在着可观的节能潜力。
提高燃气锅炉热效率的主要途径是：提高燃烧系统的燃烧效率，优化锅炉运行模式；提高排烟热能利用率。
KT-RQ燃气锅炉及供热系统节能技术，通过烟气余热回收、循环水泵节能、锅炉运行方式控制等多项节能技术的综合运用，实现高效利用燃气、减少环境污染的目的。各项技术相对独立，即可单独应用其中一项，也可挂接在锅炉运行监控系统中自动运行[1-4]。
2.1 排烟余热回收
燃烧条件一定时，提高排烟热能利用率，是高效利用天然气、减少环境污染的有效途径。在天然气燃烧设备的尾部增设冷凝式换热器，将排烟温度降到烟气露度以下，不仅可以回收利用排烟显热，还可以利用天然气燃烧时产生的大量水蒸气凝结时放出的潜热。同时凝结液对烟气中的CO2、NOX和SOX等有害气体有一定的吸纳作用，因此，可提高能源利用率，并减少排烟对环境的污染。
烟气冷凝余热回收器，利用温度较低的水或空气与烟气进行换热。靠近换热面区域，烟气中水蒸气冷凝，同时实现烟气显热释放和水蒸气凝结潜热释放，而换热器内的水或空气吸热而被加热，回送锅炉或换热器后，即可实现热能回收利用，提高锅炉热效率，减少燃气耗量。天然气锅炉排烟热能回收方式，针对常压锅炉和压力锅炉，分为两种类型。
染酸2.1.1 常压锅炉烟气排放的回收方式 在图1中可以看到，供暖热水的回水全部进入烟气热能回收器内与烟气进行换热，将温度提高后，再进锅炉加热，以降低燃气耗量。
2.1.2 压力锅炉烟气排放的回收方式 在图2中可以看到，供暖热水的回水全部进入烟气热能回收器内与烟气进行换热，将温度提高后，再进换热器与热媒换热，从而降低燃气耗量。
声波识别
冷凝式余热回收器可将烟气热量回收，回收的热量根据需要可用作锅炉补水或生活用水，或加热空气可用作锅炉助燃风或干燥物料。节省燃料费用，减少废气排放，节能环保一举两得。社交游戏制作
2.1.3 冷凝式余热回收器特点
（1）可靠性高：采用高效换热元件、耐腐蚀钢制造，使用寿命长，锅炉低温部位的烟囱中，普遍会遇到燃料中含硫量偏高，在露点温度下形成硫酸而造成设备腐蚀的问题，称之为“硫酸露点腐蚀”现象。用普通钢制作的锅炉低温部件，由于其耐硫酸露点腐蚀性能很差，腐蚀严重，使用寿命很短。特种材料耐腐蚀钢耐腐蚀性强，设备使用寿命大大延长。侧翻手机
（2）节省燃料：可有效利用烟气中的潜热，使锅炉排烟温度由180℃降至80℃左右，燃料热能利用率可提高8%～15%，有效提高了锅炉热效率，节约能源，降低运行费用。以一台2.80 MW燃气锅炉为例，每小时可节约天然气25 m3～45 m3，一个供暖期就可节约燃气费用5.9～10.7万元（计算依据：一个供暖季120 d、每天运行10 h、天然气价格为1.98元/立方米）。
（3）环保：有效降低烟气中氮氧化合物排放浓度，使所排放烟气更能达到环保要求。
（4）安装便利：结构紧凑，安装方便，设备整体出厂，施工周期短。
（5）产品多样化：可根据用户实际情况进行设计、定做非标产品，同时本公司还竭诚为用户供暖系统进行优化改造。
2.2 循环水泵节能技术
2.2.1 阀门控制流量的功率损失 阀门控制法的实质是：水泵本身的供水能力不变，而是通过改变水路中的阻力大小来改变供水的能力（反映为供水流量），以适应用户对流量的需求。这时，管路特性将随阀门开度的改变而改变，但扬程特性则不变。供水功率与面积成正比。
2.2.2 变频控制循环水泵 通过改变水泵的全扬程来适应用户对流量的需求。当水泵的转速改变时，扬程特性将随之改变，而管阻特性则不变。对循环泵采用变频控制，可调整系统最佳流量。实现热力系统的变负荷运行。
2.2.3 循环泵增压装置 该装置的技术特点是，利用水泵富裕扬程，使部分循环水进入增压装置，在水泵出口等压混合。由于部分循环水无需循环泵增压，降低了循环泵电力能耗。
2.3 燃气锅炉监控系统
该系统是一套数字化的燃气锅炉节能监控系统，通过对供热负荷、环境温度以及系统运行参数的监测，动态调节锅炉的运行模式和火力配置，同时对烟气余热回收、循环水泵变频运行等部分进行自动监控。
系统具有丰富的组态功能，实时显示锅炉运行状态、气候补偿数据、变频水泵状态、燃气消耗等相关运行参数，动态仿真地描述供暖系统各辅机的实时运行状态（运行、停止或故障），全中文界面，操作简单、参数实用，动画逼真。
2.3.1 基本功能
（1）通过闭环控制，实时跟踪供热负荷和环境温度变化，控制锅炉变负荷运行以及变流量循环。通过监控系统的运算得出最佳运行方式，控制并联运行锅炉投入台数、火力大小的自动配合，实现锅炉变负荷运行。
（2）监测热源（燃气）用量、二次网循环热量以及二次网补水量。此参数用于分析供热系统的运行工况及热力系统的流量分配情况，同时可实现EAOC（能效分析与运行优化控制）
。
（3）智能温控技术：可随户外温度的变化，自动调节循环水温度，通过控制系统的“质调控”使系统处于最佳状态，最大限度地节约能源。
（4）自动排污、自动泄压：回水管道上安装过滤装置和手动排污阀，可通过判断过滤装置前后压差，实现自动排污或手动排污，减小系统运行阻力。同时，随着水温的升高，回水压力超过设定压力，系统会自动打开电动阀泄压，并维持正常压力。
（5）二次网漏量的监测：通过监测补水出口流量的变化，捕捉大流量时段，分析判断二次网的漏量情况。
（6）报警保护：系统检测到下列故障后，通过声光报警提醒管理人员排除故障：①二次网漏量大；②循环泵故障停泵；③循环泵变频器故障；④系统安全故障报警（超压或失压）。
