燃气锅炉节能器应用的节能效益研究

1、    燃气锅炉节能器应用的节能效益研究    丁亚伟摘要：某油田的重点建设项目敦煌基地东坪区域市政基础设施建设工程的综合锅炉房，总容量为35mw，共5台wns7-1.0/95/70-q卧式内燃全自动燃气热水锅炉，在此项目中，首次将锅炉烟气余热装置-节能器应用于某油田基地的集中供热工程中，经过近几个月的现场正常连续运行，取得很好效果，节能效果显著，效益突出。关键词：节能器；烟气余热回收装置；燃气锅炉房；节能；效益研究引言某油田敦煌基地东坪区域规划设计住宅建筑3500套，其中一期2016年建成1176套，剩余按二期建设考虑，其中小区配套集中供热锅炉房一次设

2、计建成。根据总体建设规模，锅炉房总容量为35mw，东坪区域市政基础设施建设工程综合锅炉房共设计5台7mw燃气热水锅炉，锅炉为卧式内燃全自动燃气热水锅炉，锅炉型号为wns7-1.0/95/70-q。锅炉房总供热面积约为60×104m2。东坪锅炉房供热面积大于50×104m2，属于城市供热规划中划分的集中供热。锅炉房供热面积详见表1。严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准（jgj262010）第5.2.8条散热器采暖系统宜设烟气余热回收装置；第5.2.4条规定，7mw的燃气锅炉最低设计效率不应低于89%。散热器采暖系统应设烟气余热回收装置，烟气余热回收装置后的排烟温度不应高于100

3、%。锅炉节能技术监督管理规程（tsgg0002-2010）燃气锅炉在额定工况下的热效率目标值和限定值，当q>1.4mw时，分别为94%和90%。根据锅炉排烟温度每下降1215%，排烟热损失减少1%，锅炉热效率可提高1%，则可使锅炉热效率提高9%12%，使其达到95%或更高。在燃油燃气锅炉中最主要的热损失是排烟热损失，它决定于排烟温度和过量空气系数。而过量空气系数又和燃烧直接有关，通过合理配风并辅以相应的监测措施，可控制在1.05左右。降低炉内过量空气系数可以降低烟气露点，从而可以达到较低的排烟温度，能够较大地减少排烟热损失。小型卧式内燃蒸汽锅炉（如wns型）由于无尾部受热面，排烟温度在2

4、50%以上，理论上排烟热损失为8%以上。由于燃气锅炉排烟中水蒸气的含量高，当燃油燃气锅炉在过量空气系数和排烟温度相同的情况下，燃气锅炉热效率比燃油锅炉约低1.5%左右。要提高燃气锅炉的热效率必须进一步降低排烟温度。1影响排烟温度的主要因素传统确定锅炉排烟温度的根源及指导思想是：如锅炉排烟温度过低，或更确切讲，是为了防止锅炉尾部受热面的酸腐蚀，这也是国家标准的基础。酸腐蚀是因为大多数燃煤锅炉煤燃料含有s这一有害元素，其燃烧时生成so2和h20反应后生成硫酸h2so3，而对燃气锅炉，因一般天然气燃料中含硫较少，所以燃气锅炉酸腐蚀相对较轻。数据显示：在使用柴达木盆地的不含硫的优质气源的供热燃气锅炉房

5、设计中，因没有锅炉尾部受热面的酸腐蚀问题，故可采取较低的锅炉排烟温度，从而实现较高的锅炉的热效率。调研显示，一般燃气锅炉，不加烟气余热回收装置一节能器时，排烟温度在130150%（敦煌石油基地现有的10座燃气热水锅炉房锅炉均未装设节能器，锅炉的排烟温度平均约为140%）。2节能器的实际使用效率统计测算2.1使用节能器后锅炉的实际运行参数锅炉主要运行参数见表32.2使用节能器后锅炉的实际效率提高率计算1）循环水侧计算：节能器进水平均温度为39.95%，节能器出水平均温度为41.34，锅炉平均供水温度为62.08。按循环热水升温计算节能器热效率为：节能器效率提高率11：（41.8-39.95）/（

6、62.08-41.34）×100%=6.69%。2）节能器烟温侧计算：节能器烟温进口平均温度为142.28，出口平均温度为56.67。按循节能器降温计算节能器热效率范围为：节能器效率提高率：1=（142.28-56.67）/12×100%=7.13%（按温度下降12%，效率提高1%计）11 2=（142.28-56.67）/15×100%=5.71%（按温度下降15，效率提高1%计）则节能器效率=5.71%7.13%.3燃气锅炉节能器的节能量分析计算3.1提高燃气锅炉效率的节能量按0.7mw燃烧需80m3天然气量计算，每年锅炉运行1 80d，计算运行期按15年计。

7、计算统计范围为锅炉负荷10%100%时，节能器节能效率提高1%14%，锅炉节约天然气值，见表3。3.2敦煌基地供热锅炉房平均运行负荷统计分析某油田敦煌基地现有的10座区域供热锅炉房2014年、2015年的天然气消耗量见表5。从表5中分析计算结果为：1）实际锅炉每mw平均运行消耗天然气量为：212167÷180÷24=49.11m3；2）折合每t锅炉平均运行负荷为49.11×0.7÷80=43%。当锅炉平均运行負荷在43%和80%时，在不同的节约效率提高下的天然气节约量见图1。结语1）每台锅炉在寿命周期内节约天然气折合人民币价格为：1114560m3×1.26元/m3=1404345.6元140万元。2）节能器投资回收期为：5/140×15年=0.54年，节能器投资约5万元/台。3）锅炉房预计节约天然气为1114560m3×5=5572800