浅谈燃气锅炉的节能运行管理

2017-11-30石磊

科技与创新 2017年23期

关键词：含氧量燃气锅炉过量

石磊

（铜川煤化实业有限公司，陕西铜川 727000）

浅谈燃气锅炉的节能运行管理

石磊

（铜川煤化实业有限公司，陕西铜川 727000）

随着我国工业化技术的持续发展，燃气锅炉在多个领域得到了广泛应用，使我国社会建设的发展速度得到有效提升。同时，我国对环境空气质量的监管力度不断加大，在燃气锅炉的节能减排方面也有着更高要求，这就需要针对燃气锅炉的节能运行进行有效的控制管理，以此进一步提升燃气锅炉的运行效益。鉴于此，对燃气锅炉的节能运行管理进行了深入研究，希望能为燃气锅炉的节能减排提供有效参考价值。

燃气锅炉；节能运行；最优过量空气系数；出水温度

随着我国社会建设的迅速发展，我国环境空气质量问题日益严重，不仅极大地降低了我国人民的生活质量，还使得我国在环境保护方面的投入成本越来越高，极其不利于我国社会的持续发展。在这种情况下，节能减排已经成为我国重要的调控方向，尤其是对于一些工业生产活动造成的环境污染问题和能源消耗问题有着极高的关注度。而燃气锅炉作为工业生产的重要设备，其节能运行管理的整体水平将直接影响各种能源的有效利用，对于其运行过程中产生的有害气体也有着至关重要的影响作用。因此，有必要针对燃气锅炉的节能运行管理进行深入研究，从而采取有效措施提升燃气锅炉的节能效益。

1 燃气锅炉的运行分析

根据现状来看，我国燃气锅炉的运行能源主要是天然气，这种气体来自于自然界，具有较高的安全性、经济性和环保性，在各个专业领域中的应用都比较广泛，可以实现各种工业生产活动和生活功能。同时，燃气锅炉的运行过程依旧处于能量转化定理和能量守恒的范围，也就是机理和能量的变化，其作用就是使燃料燃烧。而整个燃烧过程也就必定需要氧气，一般燃气锅炉的氧气来源都是外界空气，在氧气分子和天然气分子进行融合的时候都具备相应的温度，这就充分体现出氧气分子和天然气分子本身就具有能量，其能量就可以促进各种参与分子克服相互之间的内力，最终在碰撞作用下形成新的反应产物[1]。此外，根据能量守恒定理的分析结果可以得出，锅炉系统中燃气释放出的总能量和锅炉系统排放的总能量基本相同，其中包括炉水吸热量、循环吸热量、散热、排烟以及不完全燃烧损失，而总热量值也会根据燃气锅炉的运行状态、出水温度以及回水温度的变化进行调整。由此可以得知，在燃气锅炉的运行过程中，应结合总热量的变化对空气输送量和燃气输送量进行合理调整，从而有效提升天然气的使用效率。

2 燃气锅炉的节能运行管理要点

2.1 控制最优过量空气系数

在空气系数标准状态下，当1 m3气体燃料燃烧的时候，按照燃烧反应计量方程式计算得出的所需空气量就是理论空气量，在这里可以用A标识。而在燃气锅炉的运行过程中，真实进入燃气锅炉的空气量就是实际空气量，在这里可以用B标识。同时，一般实际空气量高于理论空气量，通过实际空气量减去理论空气量得出的就是过量空气量，由此可以得出过量空气量和理论空气量的总和就是实际空气量。理论空气量和实际空气量的比值可以称为过量空气系数，在这里将其标识为C，继而得出C＝A/B，通过技术控制层面分析可以了解到过量空气系数对于燃气锅炉的运行状况和燃烧效率有着至关重要的影响作用[2]。例如在过量空气系数C较小的时候，燃气锅炉中的天然气就得不到完全燃烧，致使在燃气锅炉运行中产生较高的能源浪费；若过量空气系数C较大，燃气锅炉中的排烟热损失就会相应地增加。因此，在进行燃气锅炉节能运行管理的时候，应严格控制最优过量空气系数，从而有效提升燃气锅炉的运行效益。

2.2 控制锅炉的出水温度

在燃气锅炉的运行过程中，其供热情况常常会发生不稳定变化，例如天气因素是造成热量需求差异化的重要因素，这就需要根据总热量的需求变化对进入空气量和燃气进行合理调整，以此提升燃气锅炉运行的稳定性和经济性。同时，许多生产企业都采用具备电子比例调节功能的低氮燃烧器，这种燃烧器的主要作用就是利用单回路的PID对燃气锅炉的出水温度进行控制，并根据出水温度检测值和出水温度设定值之间的差值对调节燃料阀进行适当调整，以此确保其符合预定状态。为提升锅炉运行的燃烧效果，也可以通过增加烟气含氧量确保空气含有足够的氧气量。此外，燃烧控制算法本身就具有一定的指导功能，可以通过人工方式设定锅炉点火运行到满负荷运行的时间[3]。因此，当燃气锅炉存在负荷运行情况时，燃烧控制系统就会结合温度变化对锅炉负荷进行科学调整。若温差过大就会选择全开式燃烧，直到燃气锅炉处于满负荷运行状态的时候就会根据动态PID参数对燃烧风门进行控制调整，以此确保满负荷运行中的平稳性，有效降低超调实现最佳的控制效果，从而满足于不同温度情况下的运行要求。

2.3 控制烟气的含氧量

在燃气锅炉的运行过程中，合理控制烟气中的含氧量，能够有效减少气体燃料的浪费现象。就技术层面来说，可以为燃烧控制系统增加烟气含氧量的闭环控制回路，其主要作用就是控制空气流量和燃烧流量的变化值，使燃气锅炉的生产活动能够更具有经济性和效率性。但是在确保空气流量和燃烧流量的比值关系情况下，气体燃料依旧无法得到充分燃烧，这主要是受到燃料成分、流量测量的偏差性以及不同负荷下流量的比值变化等因素的不利影响，这就需要积极将烟气中的含氧量作为调整指标[4]。同时，利用控制回路对烟气含氧量进行控制的技术方法较为简单，在进行含氧量的控制过程中，应充分考虑燃气锅炉的运行情况，以便能够在不同的生产作业中合理调整烟气中的含氧量，从而在满足于燃气锅炉的燃烧需求条件下，尽可能降低燃气锅炉的能源消耗，使燃气锅炉的运行效益得到进一步提升。