與“低溫低壓鍋爐參數”相關的常見問題

　　據中正燃氣鍋爐小編了解到,廣東江門市全區有工業鍋爐約400臺,計劃在2015年底前淘汰10噸以下(含10噸)的燃煤鍋爐,新會區直單位人大代表第二小組圍繞這一專題，對全區小鍋爐污染排放整治情況進行視察，希望政府積極引導企業運用節能環保技術取代燃煤鍋爐的同時，為企業尋求一條合適的發展路子。

　　鍋爐是一種能源轉換設備，將煤、柴油、天然氣、電等能源轉換成蒸汽，用于工業生產和第三產業服務。根據區質監局2014年提供的數據，全區現有工業鍋爐約400臺，以煤為主要燃料。工業鍋爐在燃煤過程中會產生大量的二氧化硫、氮氧化物、煙塵等污染物。

　　按照省政府的要求，須于2015年底前淘汰，新會區需淘汰的燃煤小鍋爐約200臺。然而，在鍋爐整治過程中，很多企業反映如改用清潔能源或生物質成型燃料(木粒)，企業的生產成本將大幅上升，甚至無以為繼。

　　研究結果表明，這些污染物是造成灰霾天氣的重要因子。為改善空氣質量，減少灰霾天氣，近年來，國家、省和市各級環保部門不斷加大空氣治理力度。為推動新會區鍋爐整治工作，完成上級下達的任務，區環保局今年4月份對部分10噸以下(含10噸)的燃煤鍋爐企業下達了整改通知，要求限期內改用清潔能源，目前，新會已有錦綸廠、維美紡織等30多臺鍋爐完成整改。

　　當天，人大代表實地視察了新會大有涼果廠、李錦記集團等企業的鍋爐整治情況，并聽取區環保局關于新會區小鍋爐污染排放整治工作介紹。根據調查，在新會區產業結構中，造紙、印染、皮革、食品等傳統產業所占比例較大，這些行業均需配鍋爐，而且以燃煤為主，分布在全區各鎮、街和管委會。由于鍋爐是企業生產的必須設備，很多企業反映如果改用清潔能源或者生物質成型燃料，企業的生產成本將大幅上升，甚至無以為繼。

　　人大代表建議政府及相關部門要加大對企業轉型升級的扶持，引導鼓勵企業從長遠利益出發，積極引進節能環保新技術和新清潔能源，取代現有的高污染燃料，從源頭上減少污染物排放，實現可持續發展。同時，也要針對企業的生存狀況，為企業謀求一條合適的發展路子。

　　區環保部門表示，在整治鍋爐勢在必行的政策大環境之下，推進集中供熱是新會區鍋爐整治工作的有效應對措施。經調查，區內以及周邊地區燃煤電廠集中供熱的價格，略高于企業燃煤自發蒸汽的成本，但遠遠低于天然氣和生物質成型燃料的發蒸汽成本，而且便于管理控制排放污染物。目前，相關的規劃工作正在推進。

　　　 　　 　　

　　工業鍋爐節能改造技術，它可以提高鍋爐的熱效率，能夠使鍋爐的熱效率達到70%-80%，可以節煤10%-15%。基本原理是把高新材料技術、燃燒技術和鍋爐綜合技術有機結合在一起，通過一系列物理、化學變化，使燃燒煤達到強化燃燒，充分燃燒，完全燃燒的一種全新的燃燒方式。這種技術已經得到了國家和用戶的認可。

　　要治理燃煤帶來的大氣污染問題，必須對現有老式燃煤鏈條工業鍋爐的改造工作予以高度重視，大力推進節能環保設備科技創新和應用，推廣高效節能環保煤粉鍋爐技術及產品，依靠科技手段節能并治理污染。

　　工業鍋爐的節能改造可以從兩個方面發力：一是進行技術改造。未來將淘汰一些效率低、環境污染嚴重的舊式燃煤鍋爐，因地制宜地對現有燃煤鍋爐進行技術改造。在天然氣等資源豐富地區進行煤改氣，在煤氣資源貧乏地區，采用太陽能集熱器替代小型燃煤鍋爐等措施。二是采用潔凈燃燒技術。

　　　 　　 　　

　　由于拉薩地處雪域高原，冬季晝夜溫差大、海拔高、空氣稀薄、氣壓低、含氧量少，對燃氣采暖熱水鍋爐燃燒工況和熱負荷的影響很大。那么，在高海拔地區使用燃氣熱水鍋爐需要哪些的注意事項呢，中正鍋爐小編推薦以下文章給予解決。

　　隨著我國人民生活水平的不斷提高，城市供暖變成一項基礎且必不可少的、事關廣大居民安全過冬的一項重要民生工程。自2012年西藏拉薩市供暖工程開工以來，天然氣管道入戶，燃氣采暖熱水爐開始走進廣大普通藏民家庭。

　　本文主要是分析和解決普通燃氣采暖熱水鍋爐在高海拔地區使用適應性問題，以此來消除當地氣候和環境對燃氣采暖熱水爐的影響，提出更加經濟合理的解決方案，為廣大藏民家庭提供安全、合格的產品。

　　高海拔地區主要以西藏拉薩地區為例，西藏拉薩氣候主要特點如下。

　　西藏拉薩氣候主要特點

　　1高海拔地區對燃氣采暖熱水爐的影響

　　在解決方案說明前，我們先簡單介紹燃氣采暖熱水爐的基本原理。目前市場上產品按輸出功率分，主要有18kW、24kW、28kW、32kW、36kW;按使用功能分，有采暖衛浴雙功能、單采暖、單采暖帶儲水罐等;其整機的結構主要分為水路系統、燃燒系統、排煙系統、控制系統等，如圖1所示。因此解決高海拔對燃氣采暖熱水爐的影響，也主要圍繞以上幾大內部結構進行改善。

　　1.1海拔對燃氣采暖熱水爐熱負荷的影響

　　海拔高度和大氣壓力影響燃氣采暖熱水爐的熱負荷，以廣州為例，調試的燃氣采暖熱水爐安裝在拉薩地區使用時，熱負荷將偏小。通過GB25034-2010可得出對應的海拔高度與燃氣采暖熱水爐熱負荷的關系。

　　Q—15℃、大氣壓101.3kPa、干燥狀態下的折算熱輸入的數值，單位為千瓦(kW);

　　Hi—15℃、101.3kPa基準氣低熱值的數值，單位為兆焦每標準立方米(MJ/Nm3);

　　V—試驗燃氣流量的數值，單位為立方米每小時(m3/h);

　　Pg—試驗時燃氣流量計內的燃氣壓力的數值，單位為千帕(kPa);

　　Pa—試驗時的大氣壓力數值，單位為千帕(kPa);

　　tg—試驗時燃氣流量計內的燃氣溫度的數值，單位為攝氏度(℃);

　　d—干試驗氣的相對密度的數值;

　　dr—基準氣的相對密度的數值;

　　Ps—在tg時的飽和水蒸氣壓力的數值，單位為千帕(kPa);

　　0.622—理想狀態下水蒸氣相對密度的數值。

　　根據以上計算公式可得出海拔高度與燃氣采暖熱水爐熱負荷的對應關系，如表3所示。

　　例如：以迪森公司一款SD24-C4機型燃氣采暖熱水爐(熱效率為91%)為例，為了保證在拉薩地區使用時輸出的熱負荷為24kW，在廣州地區輸出的熱負荷應調試為28.5953kW。(以下舉例均以該機型為例)

　　為了解決在平原地區調試好的產品可在高海拔地區(拉薩)使用，我們可通過提高噴嘴前的壓力或增大噴嘴孔徑，甚至增加燃燒器的火排，達到增加燃氣流量來消除海拔高度對采暖熱水爐熱負荷的影響。

　　按設計計算可得以下燃氣流量參數，分別是廣州和拉薩兩地對比，因此在產品出廠前調試時，產品的輸入功率須按拉薩當地的輸入功率折算出廣州當地的功率參數進行出廠調試。

　　1.2海拔高度對燃氣采暖熱爐中燃燒系統的影響

　　燃氣采暖熱水爐大部分都采用大氣式燃氣燃燒系統，燃燒所需要的過剩空氣系數一般為1.3～1.8。過剩空氣過多，導致熱效率降低，過少導致燃燒不充分。海拔高度越高，氧含量越少，高海拔的冬春季氧含量也有差異。如表4所示，過剩空氣過少又會影響燃燒系統的煙氣指標及燃燒工況，表現主要有以下幾方面：

　　1)氧氣不足情況下，煙氣指標變差，如CO、NOX增高;

　　2)氧氣不足情況下，影響火焰的穩定性，即火焰高度變長，嚴重的會導致火焰的外焰燒到主換熱器;

　　3)氧氣不足情況下，導致燃燒不充分，主換熱器的翅片易產生碳顆粒，影響換熱器使用壽命以及堵塞煙氣通道。

　　我們設計的時候采用了以下的解決方案，可以有效改善在氧氣不足情況下對燃燒系統的影響：

　　減少燃燒器的火排出口面流速以及增加火排的數量，可以有效解決燃燒時脫火現象及火焰高度拉長等問題，燃氣燃燒更加充分，閥后壓力不至于過高。

　　A燃燒器的火排出口面從槽形孔更改為圓孔加槽形，更加適應高原地區氧氣不足情況。由燃燒器的火孔總面積FP公式可知：

　　式中Fp—火孔總面積(mm2);

　　Q—燃燒器熱負荷(kW);

　　Hi—燃氣低熱值(kJ/Nm3);

　　α'—一次空氣系數;

　　V0—理論空氣需要量(Nm3/Nm3);

　　vp—火孔出口氣流速度(Nm/s);

　　qp—火孔熱強度(kW/mm2)。

　　hic=0.86Kfpqp×103(式2-2)

　　式中hic—火焰的內錐高度(mm);

　　fp—一個火孔的面積(mm2);

　　qp—火孔熱強度(kW/mm2);

　　K—與燃氣性質及一次空氣系數有關的系數。

　　式中hoc—火焰的外錐高度(mm);

　　n—火孔排數;

　　n1—表示燃氣性質對外錐高度影響的系數;

　　s—表示火孔凈距對外錐高度影響的系數。

　　由式2-1中可知，燃氣在充分燃燒的情況下，燃氣低熱值Hi和理論空氣需要量V0是受海拔影響很小，本文不做討論。燃燒器火排出燃氣面從槽形孔更改為圓孔加槽形(如圖2所示)。在熱負荷一定情況下，燃燒火孔總面積FP增大，qp(火孔熱強度)變小，圓孔加槽形結構使得燃氣與二次空氣混合更加充分。同時通過公式(式2-2和式2-3)可得，火焰的高度將降低，燃氣的燃燒更充分，過剩空氣減少，使得熱效率增大。在滿足冬季含氧量少的情況，夏季使用時熱效率不至于降低的特點。

　　B增加大氣燃燒器的火排數量：

　　1)由第1點中可知，高海拔地區對燃氣采暖熱水爐負荷的影響,燃燒器每排火排設計負荷一般為2kW，共12排火排，以一臺24kW燃氣采暖熱水爐在拉薩地區使用為例，根據表3在平原地區輸出的熱負荷應調試為28.5953kW，理論上需要增加到14個火排。

　　2)選用合理燃燒器噴嘴，以提高一次空氣的引射能力，使燃氣和空氣混合燃燒更充分。

　　我們通過以下噴嘴直徑公式進行分析：

　　式中d—噴嘴直徑(mm);

　　Lg—燃氣流量(m3/h);

　　µ—噴嘴流量系數;

　　s—燃氣的相對密度;

　　P—噴嘴前燃氣壓力(Pa)。

　　以及質量引射系數µ算法如下：

　　式中µ—質量引射系數;

　　V0—理論空氣需要量;

　　α'—一次空氣系數;

　　s—燃氣的相對密度。

　　大氣式燃燒器的一次空氣系數α'通常為0.45～0.75，因為西藏空氣中的含量相對少，V0理論空氣需要量需要增大，所以燃燒器中質量引射系數µ需要增大，由公式2-4和式2-5可知，在高原上使用的燃燒器噴嘴直徑d可以適當減小。

　　1.3增大風機的排風量，以便提供充分的氧氣燃燒

　　燃氣采暖熱水爐大都采用強制排煙方式，風機在燃氣采暖熱水爐中的作用就是將煙氣強制排到室外，同時使封閉的燃燒系統產生負壓，通過平衡煙道將室外的空氣吸入燃燒室以滿足燃燒所需，使燃氣充分燃燒。從表1可知，高原上(拉薩地區)氧含量大約只有平原地區64.3%，主要有以下兩點影響：

　　其一、在高原上，為了保證燃氣采暖熱水爐中的燃氣充分燃燒，必須增加風機風量Q，可通過增大風機的功率及渦輪;

　　其二、風壓差開關動作參數的影響。

　　風壓差開關的主要功能：用于檢測煙管的通暢情況、在煙氣超標前關閉設備(即CO濃度大于0.1%)以及風機的運行情況。其原理利用流體力學中的理論設計了文丘里管來采集負壓，分別采集排煙管內或空氣室負壓的壓力參數。由于采集的氣壓受到氣壓環境的影響，如大氣壓、環境溫度。風壓開關屬燃燒系統的保護部件，為確保燃燒的安全起到關鍵的作用，因此其動作必須準確。

　　1.4高海拔對采暖水路循環系統的影響

　　在燃氣采暖熱水爐中，采暖水路循環系統的作用是將采暖水加熱，并使其在采暖系統中循環。其核心部件就是循環水泵，其作用是提供熱水在采暖系統中的循環動力。在西藏拉薩地區對水泵電機溫升，水泵電機電暈的換向均有不利影響，因此設計水路系統中水泵功率要滿足所需克服的水阻揚程。

　　1)海拔高，水泵電機溫升越大，輸出功率小;

　　2)高壓電機在高原使用時要采取防電暈措施。

　　根據《工業泵選用手冊》海拔高原對水泵選擇使用時功率降低的關系計算如下：

　　△NC=[(h-1000)△i-(40-tat)]NC/100

　　式中△NC—電機軸功率下降值;

　　h—為當地海拔;

　　△i=0.01×電機溫升極限/100;

　　F—級電機定子、轉子溫升極限145℃;

　　tat—使用地點的最高溫度;

　　NC—水泵計算的軸功率。

　　1.5環境溫度對燃氣采暖熱水爐的選型

　　燃氣采暖熱水爐進行獨立采暖，其供熱的熱負荷必須與室外的傳熱熱負荷達到平衡，這樣才能夠按用戶要求達到舒適溫度。建筑物的供暖熱負荷，主要取決于通過垂直圍護結構(墻、門、窗等)向外傳遞熱量，它與建筑物的平面尺寸和層高有關，因而不是直接取決于建筑面積。用供暖體積熱指標表征建筑物供暖熱負荷的大小。計算詳見《采暖空調制冷手冊》(機械工業出版社，1997.10)。我們可以用以下公式就能計算出需要供暖熱負荷的大小。

　　Q(取暖)=q(單位面積熱負荷指標)×S(供暖面積)

　　其中Q—表示供暖熱負荷的大小;

　　q—代表單位面積熱負荷指標;

　　S—代表供暖面積。

　　單位面積熱負荷指標我們可以估算出所需的熱負荷：對北京地區居民取暖q一般取60Kcal/m2•h，而拉薩居民取暖q可取65～70Kcal/m2•h。

　　最后根據Q數值選用匹配輸出熱負荷的燃氣采暖熱水爐功率。

　　2總結

　　對高海拔地區開發合適的燃氣采暖熱水鍋爐，需要從整個燃燒系統、排煙系統和采暖水路循環系統上調整，否則會出現回火、煙氣超標、熱負荷不達標等問題，給消費者帶來影響，甚至出現安全隱患等。通過以上針對高海拔燃氣采暖熱水爐的調整，可以消除高海拔帶來不良的影響。西藏拉薩的供暖工程給拉薩居民帶來了溫暖，同時也給燃氣采暖熱水爐帶來了新的課題。

　　　 　　 　　

　　經北京市供熱行辦組織專家理論測算，2014年北京市燃氣鍋爐煙氣余熱深度回收利用試點項目完成后，預計每個采暖期可節省燃氣約4200萬立方米，折合節約燃氣費用達5700萬元，可減少二氧化碳排放10.5萬噸，減少二氧化硫排放3000噸，減少氮氧化物排放1400噸。

　　經中國供熱信息網統計，目前北京市具備煙氣余熱深度回收改造的大型燃氣供熱單位共37家，涉及52座鍋爐房，共計11435蒸噸。如能實施煙氣余熱深度回收利用的改造，預計每個采暖期可節約燃氣量約1.3億立方米，折合節約燃氣費用1.6億元，并可大量減少二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物的排放，節能降耗效果十分明顯。

　　據中正鍋爐小編了解到，北京市自2012年全面實施煤改氣工程以來，經過近兩個采暖期的對全市燃氣供熱鍋爐房運行情況進行監測分析，北京市燃氣供熱鍋爐平均熱效率在92%以上。

　　但由于燃氣鍋爐本身排煙溫度較高(110-160℃之間)，而燃氣鍋爐煙氣余熱回收技術在國內尚處在起步階段，市場上缺乏與大中型燃氣鍋爐相配套的設備，燃氣鍋爐受低溫腐蝕和換熱效率的影響，排煙溫度一般只能控制到80℃以上，排煙熱損失依然是影響熱效率提高的主要原因。

　　針對該問題，我們從2013年起就組織相關專家進行研究，并邀請北京相關專家對多家大型集中供熱單位進行調研，將鍋爐煙氣余熱回收技術應用作為重要課題進行關注。

　　目前，在北京等地采用天然氣鍋爐防腐高效煙氣冷凝熱能回收裝置和余熱深度回收利用技術，以及系列化高效防腐型煙氣冷凝余熱回收利用裝置集成與制造技術和系列產品的研究已經取得了一定進展，并進行了試點應用。該技術通過在鍋爐尾部加裝空氣余熱和煙氣冷凝裝置，實現鍋爐新風加熱和煙氣冷凝回收，將鍋爐排煙溫度由110-160℃降至煙氣露點(50℃)以下，可提高燃氣利用率約8%-10%以上。

　　　 　　 　　

　　據中正燃氣鍋爐小編了解到，位于三鄉第二工業區的一家紡織品企業，是全球最大紡織運動系列產品制造商之一。該公司投入上百萬引進天然氣相關設備，將燃油鍋爐改為燃天然氣鍋爐，顆粒物年排放量由1 .7466噸減為0 .3714噸，二氧化硫年排放量由1.7466噸降到幾乎為零。

　　位于三鄉平鋪工業區的一家制衣企業，已完成了鍋爐改造。該企業員工介紹，之前全廠的生產及員工生活所需熱能均靠燃燒木糠和柴取得，但燃燒的過程中會增加空氣粉塵，而釋放的黑煙廢氣也難以達到國家環保標準。2013年，該廠投入近40萬元對鍋爐進行改造，并引用新燃燒材料“環保顆粒”，顆粒物的年排放量由2 .820 6噸減少為0 .5616噸。

　　越來多的灰霾天，正考驗著“節能減排”的執行力度。記者昨獲，三鄉從鍋爐污染減排入手，希望能“進一步改善空氣質量”。目前，該鎮已有23個高污染鍋爐被整改，剩下的38個將在今年完成整改或被淘汰。為改善空氣環境質量，2013年5月，三鄉鎮編制了《中山市三鄉鎮鍋爐污染減排“十二五”實施方案》，著力整治鎮內高污染鍋爐，引導企業采用清潔能源。該鎮環保部門調查統計，全鎮共有61個鍋爐污染減排項目需要整改，截至目前，23個項目已整改完畢。目前，該鎮鍋爐污染減排工作仍在進行中，預計至今年10月底，剩余的38個高污染鍋爐將會完成整改或被淘汰。

　　　 　　 　　

　　冷凝鍋爐的顯形優勢： 　　 　　1、 使用了熱管式預熱器、鰭片式冷凝換熱器，有效地降低了排煙溫度； 　　 　　2、 使用了分體式燃燒機，對燃料燃燒所需要的空氣進行預熱，使燃料充分燃燒及提高爐膛溫度。 　　 　　3、 冷凝節能裝置為了防止排煙凝結水的酸性腐蝕，使用進口不銹鋼材質制作的螺紋管，它與直管相比，導熱性能比直管高2倍以上。 　　 　　4、 煙氣的有害氣體得到有效控制，并隨冷凝液流入中和池。 　　 　　5、  冷凝燃氣鍋爐由于把煙氣降到水蒸氣露點溫度以下，煙氣中大部分的SO2，CO2等酸性物質都能很好的凝結下來。減少了污染，改善了大氣環境。相對于傳統鍋爐，冷凝鍋爐不僅提高了熱效率，節省了能耗，而且減少了對環境的污染。 　　 　　但是冷凝鍋爐必須面臨解決的問題： 　　 　　1、 冷凝鍋爐并不適應某些高溫系統，適用于低溫輻射地面采暖。 　　 　　2、 冷凝鍋爐需要特殊設計的控制系統和調試測溫設備。 　　 　　3、 冷凝水一般具有輕微酸性，需要耐腐蝕的鐵素不銹鋼、奧氏體不銹鋼、鋁合金等； 　　 　　4、 年運行當量時間對投資及其回收年限的評估問題； 　　 　　5、 冷凝水的回收處理與排放問題。 　　 　　6、 功率不能太小，會出現回火現象，引起爆炸，管壁易腐蝕。（功率建議選擇在35千瓦及以上） 　　 　　新型冷凝鍋爐金屬纖維燃燒器（鐵鉻鋁燒結氈）的優點： 　　 　　1、 煙氣的露點和過量空氣系數有關，即過量空氣關系數越低，露點越高，將煙氣冷卻至露 點所需要的換熱面積越小，由此可以減小設備體積和成本（但是目前國內市場主要的冷凝爐都是一代側燒式冷凝鍋爐，僅有少部分德國廠家使用新型金屬纖維燃燒器，其中以美國中正（新型冷凝鍋爐的發明者）為代表。） 　　 　　2、 全預混燃燒的金屬纖維燃燒器的過量空氣系數可以小到1.02，相比于傳統的火排燃燒 器，可以大幅度提高煙氣露點溫度，非常適合于冷凝鍋爐。 　　 　　3、 另外金屬纖維燃燒器產生的NOx濃度非常低，可以減小冷凝液的酸性腐蝕，這一點也 非常適合于冷凝鍋爐。 　　 　　4、 功率可調，不出現回火現象。 　　 　　5、 冷熱沖擊力強，不吸水，熱惰性小， 　　 　　6、 完全輻射燃燒，使用壽命長。 　　　 　　 　　

　　蒸汽鍋爐的運用很廣泛，時間也比較長。就有好多用戶會問蒸汽鍋爐配套水處理有什么好處？水處理對蒸汽鍋爐的作用很大，是保證蒸汽鍋爐正常運行的重要環節之一，現在就介紹一下蒸汽鍋爐配套水處理有什么好處？ 　　 　　無論什么樣的鍋爐對水質要求都非常的高，如果用戶當地的水質特別的查，那么會對鍋爐產生致命的影響，而水處理起到軟化水的作用，如果水質處理不當就會造成蒸汽鍋爐結水垢、管道阻塞，不僅浪費燃料而且還能引起爆管等事故，嚴重時還有可能造成鍋爐報廢，如果不用水處理每年還要定期的用化學藥物清洗水垢，這種方法可以一時的有效，但是對鍋爐會造成一定的影響，用來除垢的化學物品能夠腐蝕鍋爐的管道，長期用化學物品除垢對 鍋爐非常的危險。因為鍋爐對水處理很重要，必須要認證搞好水處理。 　　　 　　 　　

　　鍋爐是一種特種設備，根據《特種設備安全監察條例》的規定，從事鍋爐安裝的單位需取得相應等級的鍋爐安裝許可資質，且在安裝前需到當地質監部門辦理告知手續，安裝過程需接受經核準的檢驗機構實施的安裝性能監督檢驗。 　　 　　1 鍋爐安裝資質證書(噸位和壓力不同，資質也不一樣) 　　 　　2 當地的鍋爐檢驗機構的鍋爐安裝告知書。 　　 　　3 蒸汽鍋爐及附件的合格證書，安裝圖紙，檢驗合格證等 　　 　　4 設計院出具的鍋爐房設計圖紙。 　　 　　5 當地建設局出具建設施工同意書。 　　 　　蒸汽鍋爐水質要求： 　　 　　鍋爐的給水原則上采用鍋外化學處理，當條件不許可時允許采用鍋內加藥處理。鍋內加藥處理時必須對鍋爐的結垢、腐蝕和水質進行監督。