李洪偉

（北京市熱力集團(tuán)有限責(zé)任公司，北京 100028）

在當(dāng)前節(jié)能降耗理念的影響下，各行各業(yè)都在積極探索節(jié)能技術(shù)和節(jié)能途徑。對于燃?xì)忮仩t來說，其在實(shí)際運(yùn)行過程中需要消耗較大的能量，如何降低能耗，提升燃?xì)忮仩t的節(jié)能效果是值得考慮的。

1 燃?xì)忮仩t的節(jié)能措施

1.1 鍋爐定期保養(yǎng)，改進(jìn)燃燒不完全現(xiàn)象

對于鍋爐來說，鍋爐需要定期地進(jìn)行保養(yǎng)，如果鍋爐不進(jìn)行定期保養(yǎng)輕則使鍋爐增大燃料消耗量，重則設(shè)備出現(xiàn)故障或是發(fā)生保障的情況。因?yàn)槿細(xì)忮仩t在環(huán)境良好的情況下，可以完全燃燒，較少會(huì)產(chǎn)生資源浪費(fèi)的現(xiàn)象，而不良情況下，燃?xì)馕闯浞秩紵?，?huì)造成一定程度的熱浪費(fèi)。因此，在對此現(xiàn)象進(jìn)行改良時(shí)，可以采用對鍋爐燃燒器加裝氧含量調(diào)節(jié)儀的方法，使得運(yùn)行狀態(tài)達(dá)到最佳，從而有效地節(jié)省燃?xì)?，降低運(yùn)行成本。實(shí)時(shí)保證空氣和燃料的配比，更充分燃燒，以避免燃料不完全燃燒造成熱量損失。

1.2 增加煙氣余熱回收器，降低排污損失

燃?xì)忮仩t通過在燃燒過程中控制燃燒流量和空氣流量持續(xù)在最佳空燃比，以確保整個(gè)生產(chǎn)過程中最經(jīng)濟(jì)燃燒。但燃?xì)忮仩t具有非線性、變量多等特點(diǎn)，燃油的完全燃燒程度也直接影響燃?xì)忮仩t燃燒效率。（1）空燃比在不同負(fù)荷下的最優(yōu)比值是動(dòng)態(tài)變化的；（2）燃油中的成分比是動(dòng)態(tài)變化；（3）受各種變量影響，流量測量也存在不準(zhǔn)確因素。這些，都直接在不同程度上影響到鍋爐熱效能。因此在這個(gè)控制系統(tǒng)中，還需增加一個(gè)動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)，即煙氣含氧量指數(shù)。保證供水溫度的同時(shí)，有效提高燃?xì)忮仩t運(yùn)行中的燃燒效率，可通過增加對煙氣含氧量的閉環(huán)控制來實(shí)現(xiàn)。增加一個(gè)以最佳煙氣含氧量為控制目標(biāo)的動(dòng)態(tài)比例控制系統(tǒng)，即煙氣含氧量閉環(huán)控制系統(tǒng)。對于燃?xì)忮仩t節(jié)能來說，我們可以添加煙氣余熱回收器，可以有效地節(jié)省燃料，可節(jié)省3%～5%。鍋爐在進(jìn)行排污時(shí)掌握好時(shí)機(jī)，一般在低負(fù)荷和高氣壓的情況下進(jìn)行排污可以減少排污量。

1.3 進(jìn)行有效保溫

不管是北方地區(qū)還是南方地區(qū)，燃?xì)忮仩t管道的保溫是非常重要的，在傳統(tǒng)的保溫措施里，所制作的燃?xì)忮仩t管道是巖棉外纏玻璃布。目前保溫措施有所提升，已將巖棉外包鐵皮替換原來的巖棉外纏玻璃布，并對燃?xì)忮仩t的管道系統(tǒng)進(jìn)行升級。新能源的利用率明顯提高，同時(shí)也提升燃?xì)忮仩t管道的保溫功能。如果燃?xì)鉄崴仩t本體中的水在冷卻后再進(jìn)行加熱，就會(huì)耗費(fèi)更多的燃料，若是鍋爐本體中的水處于余溫狀態(tài)下就能相應(yīng)的節(jié)約燃料，所以對于鍋爐本體來說，我們需要進(jìn)行保溫，就好似熱水瓶，其目的就是減少熱水溫度的流失。

1.4 必須有可燃物質(zhì)和足夠的氧氣進(jìn)行燃燒

在工程實(shí)踐中，氧氣一般來自空氣。有足夠高的溫度。換句話說，燃燒的基本條件是：可燃物質(zhì)與氧分子按一定比例混合；參與反應(yīng)的分子必須有一定的能量儲(chǔ)備，即一定的溫度來克服分子間的內(nèi)力，即當(dāng)分子碰撞時(shí)，可以打破起始物質(zhì)的鍵，然后結(jié)合成穩(wěn)定的新鍵，最終導(dǎo)致反應(yīng)產(chǎn)物的形成；需要一定的時(shí)間來確保反應(yīng)完成。從節(jié)能的角度來看，進(jìn)入鍋爐系統(tǒng)的氣體釋放的總能量Q應(yīng)該等于鍋爐系統(tǒng)排出的總能量，包括鍋爐水q1的吸熱、不良水q2的吸熱、不完全燃燒損失q3、散熱q4和廢氣q5。即q=ql+q2+q3+q4+q5。當(dāng)回水溫度或設(shè)定出口溫度的設(shè)定點(diǎn)(根據(jù)外部溫度變化)發(fā)生變化時(shí)，循環(huán)水的吸熱也隨之變化，所需的總熱值也隨之變化。因此，根據(jù)所需總熱量的變化，適當(dāng)調(diào)整燃?xì)夂瓦M(jìn)氣量，可以使鍋爐運(yùn)行更加經(jīng)濟(jì)有效。

2 燃?xì)忮仩t節(jié)能運(yùn)行控制技術(shù)要點(diǎn)

燃?xì)忮仩t的排煙量越大，溫度越高，所損失的熱量就越多，所以我國致力于降低燃?xì)忮仩t的排煙熱量損失的研究，例如，當(dāng)油煙的溫度上升18℃，再損失就會(huì)上升1%。主要分為2種方法：一種是冷凝式，利用燃?xì)忮仩t排放的煙氣中吸收水蒸氣在氣化時(shí)所生產(chǎn)的潛熱。一般使用的鍋爐會(huì)將煙氣中的大量熱量傳遞給水，可是冷凝式的燃?xì)忮仩t在吸收煙氣中部分的水蒸氣，還能冷卻氣化所產(chǎn)生的潛熱；另一種方法就是分離式的，可以將燃?xì)忮仩t所排煙余熱回收。此種方法可以高效率地回收燃?xì)忮仩t所排放的煙氣余熱，可是也存在一些缺點(diǎn)，例如，分離式的方法是利用接觸換熱器來實(shí)現(xiàn)氣體的液化過程，可是由于分離式能吸收煙氣中大量的有害物質(zhì)。當(dāng)接觸換熱器直接將所回收的氣體進(jìn)行液化時(shí)，所液化出來的水質(zhì)為酸性，是不能正常使用的。因此，分離式的方法由于企業(yè)條件的受限，不能使用該方法對所排放的煙氣中的余熱進(jìn)行回收利用。

此外，鍋爐設(shè)備本身以及附屬的其他設(shè)備，風(fēng)道等在散熱過程中會(huì)帶來較大程度的熱浪費(fèi)，因此解決該類問題可以從設(shè)備本身進(jìn)行改良，也可以通過對風(fēng)道進(jìn)行改良設(shè)計(jì)，降低散熱損失，尤其針對保溫散熱系統(tǒng)進(jìn)行改革等。

3 例談燃?xì)忮仩t節(jié)能運(yùn)行的新措施

3.1 冷凝燃?xì)獾偷獰崴仩t

冷凝燃?xì)獾偷獰崴仩t是目前市場上較為推崇的產(chǎn)品之一，具有很大的節(jié)能環(huán)保優(yōu)勢，它的燃料為氣體，主要是天然氣、煤氣、液化石油氣和沼氣等，但使用最多的燃料是天然氣，所以我們也可以稱燃?xì)鉄崴仩t是天然氣鍋爐。作為燃?xì)鉄崴仩t的模塊爐熱效率高、升溫快、運(yùn)行成本低、智能化操作、外形美觀等優(yōu)勢。冷凝燃?xì)獾偷獰崴仩t每個(gè)模塊獨(dú)立運(yùn)行，不影響整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)單個(gè)機(jī)組的故障，無須備用熱水鍋爐，占地面積小，可安裝在熱水鍋爐中。房屋的投資成本增加了地下室等小型設(shè)備的現(xiàn)場利用率。在繁華的黃金商業(yè)區(qū)，它為酒店、辦公樓和組織節(jié)省了空間，為熱水鍋爐節(jié)省了更多的土地投資和建設(shè)成本。熱水鍋爐可以無人值守，大大降低了管理成本和工人工資。能效高，可節(jié)省燃?xì)膺\(yùn)行費(fèi)用。采用冷凝原理，高性能比例燃燒系統(tǒng)，比如電磁燃?xì)忾y，自動(dòng)調(diào)節(jié)功能，節(jié)省燃?xì)?，熱效率高達(dá)108.9%。這不僅延長了模塊化熱水鍋爐的使用壽命，而且還為用戶節(jié)省了客觀成本。

3.2 基于信息化物聯(lián)網(wǎng)的燃?xì)忮仩t遠(yuǎn)程節(jié)能調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)

當(dāng)前，信息化技術(shù)手段已經(jīng)滲透進(jìn)各行各業(yè)，對于燃?xì)忮仩t領(lǐng)域來說，研究基于信息化物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)手段的燃?xì)忮仩t遠(yuǎn)程節(jié)能調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)，也是一種新的思路。其基本理念在于解決溫度調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)監(jiān)測；溫度調(diào)節(jié)儀通過現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)經(jīng)驗(yàn)值設(shè)定調(diào)節(jié)溫度和上下限數(shù)據(jù)；監(jiān)測數(shù)據(jù)出現(xiàn)故障時(shí)及時(shí)得到報(bào)警反饋；通過手機(jī)隨時(shí)隨地監(jiān)測數(shù)據(jù)，減少操作人員巡檢次數(shù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備管理人員和操作人員同時(shí)多人監(jiān)測燃?xì)鉄崴仩t數(shù)據(jù)。遠(yuǎn)程節(jié)能調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)的技術(shù)是基于modbus-rtu標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議，利用4G物聯(lián)網(wǎng)路由器模塊，采用485總線通訊或rj45網(wǎng)絡(luò)通訊與PLC相連。在上述技術(shù)支持下，可實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳，并在云平臺(tái)上直接同步。如現(xiàn)場鍋爐實(shí)時(shí)溫度、鍋爐溫度上下限值等。再通過4G手機(jī)實(shí)時(shí)同步數(shù)據(jù)，設(shè)備管理人員和操作人員，可通過手機(jī)隨時(shí)隨地對現(xiàn)場鍋爐進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和實(shí)時(shí)控制，減少了操作人員巡檢次數(shù)。根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)，按經(jīng)驗(yàn)值遠(yuǎn)程設(shè)定條件溫度，對設(shè)備電源進(jìn)行開啟或關(guān)閉，以及對各項(xiàng)溫度限值等參數(shù)的設(shè)定等。再經(jīng)由PLC調(diào)節(jié)程序精準(zhǔn)控制熱水鍋爐的溫度，實(shí)現(xiàn)節(jié)能控制。在系統(tǒng)監(jiān)測數(shù)據(jù)出現(xiàn)故障時(shí)，能及時(shí)報(bào)警功能和同步反饋。同時(shí)，該系統(tǒng)可進(jìn)行夜間節(jié)能運(yùn)行模式設(shè)定。每個(gè)熱水鍋爐供熱水的溫度50℃左右，正常冬季夜間，溫度控制在20℃不結(jié)冰即可，夏季夜間溫度可以更低。這樣至少可以節(jié)省30℃左右。1m3天然氣的熱量為3.5萬千焦，按50t熱水，其總熱量在630萬千焦，每日可節(jié)省約180m3的天然氣。整個(gè)系統(tǒng)，每年運(yùn)行可減少約20萬元的燃?xì)赓M(fèi)。

4 結(jié)語

近年來，燃?xì)忮仩t逐漸取代燃煤鍋爐、燃油鍋爐被廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)、生活的各個(gè)領(lǐng)域，成為當(dāng)前社會(huì)的主流采暖工具。燃?xì)忮仩t解決了燃煤鍋爐污染嚴(yán)重、運(yùn)行成本高昂等問題，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益，應(yīng)用前景十分廣闊，今后應(yīng)大力發(fā)展燃?xì)忮仩t，為可持續(xù)社會(huì)的建設(shè)和發(fā)展提供有力支持。綜上所述，在燃?xì)忮仩t的運(yùn)行過程中，有關(guān)鍋爐的節(jié)能運(yùn)行與技術(shù)控制占據(jù)了重要地位，燃?xì)忮仩t制造和運(yùn)營企業(yè)應(yīng)結(jié)合鍋爐實(shí)際運(yùn)行中所遇到的相關(guān)問題，結(jié)合當(dāng)前流行技術(shù)手段和技術(shù)發(fā)展方向，有針對性地進(jìn)行節(jié)能技術(shù)的改造與運(yùn)用，有力地推動(dòng)燃?xì)饽茉蠢眯实娘@著提高。