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燃气锅炉热效率分析

放大字体 缩小字体 发布日期:2010-11-12 来源:互联网 作者:不详 浏览次数:3379

    锅炉热效率的高低直接影响锅炉的运行成本,是评判锅炉的一项重要指标。各生产厂家为提高燃气锅炉的热效率做了大量的研究工作,但也有部分产品在宣传品上有意提高燃气锅炉的热效率值,混淆是非。所以有必要对燃气锅炉的热效率值进行认真的分析,为设计人员和建设单位选择锅炉,为调试和运行人员调试和经济运行、节约能源提供参考。
  2 燃气锅炉热效率分析
  2.1 影响锅炉热效率的因素
  锅炉热效率η=100-∑q(%)
  ∑q=q2+q3+q4+q5+q6 (%)
  q2—为排烟热损失(%);
  q3—为气体不完全燃烧热损失(%);
  q4—为机械不完全燃烧热损失(%);
  q5—为散热损失(%);
  q6—为燃料物理热损失(%);
  由于燃气锅炉的含灰量很小,q6可以忽略不计,而且气体燃料燃烧时,一般无固体不完全燃烧现象,q4=0。所以影响燃气锅炉热效率的因素主要为q2、q3、q5。
  2.2 锅炉热效率分析
  2.2.1 q2排烟热损失的影响
    q2=×100%(1)
  其中ipy相应1m3燃气在过量空气系数和排烟温度下排烟的焓,kJ/m3。
  以北京市陕甘宁天燃气为例,通过详细计算,得出不同过量空气系数和排烟温度下的排烟热损失,详见下表和图。
  从图表中可以看出,排烟热损失随排烟温度的升高和过量空气系数的增大而增大。当排烟温度在150℃时,过量空气系数从1.1-1.6变化,排烟热损失变化为6.61%-9.25%,过量空气系数每增加0.1,排烟热损失增加0.528%。当排烟温度在200℃时,过量空气系数从1.1-1.6变化,排烟热损失变化为8.84%-12.36%,过量空气系数每增加0.1,排烟热损失增加0.705%。因此,在调试和运行时应尽可能使排烟温度和过量空气系数在合理的参数下,以降低排烟热损失。
  对于热水锅炉,锅炉出口的水温一般为95℃、115℃、130℃,排烟温度可以低一些,一般为150℃左右,过量空气系数为1.2左右,也就是说,该项损失大约在7.5%左右。而对于蒸汽锅炉,若不配置节能器,蒸汽压力为0.7MPa的蒸汽温度为170℃,蒸汽压力为1.0MPa的饱和蒸汽温度为184℃,考虑排烟温度和介质温度的温差,则0.7MPa的蒸汽锅炉的排烟温度宜为210℃,过量空气系数为1.2时,排烟热损失为10.04%,1.0MPa的蒸汽锅炉的排烟温度宜为225℃,过量空气系数为1.2时,排烟热损失为10.78%。
  2.2.2 q3气体不完全燃烧热损失的影响
  q3可用烟气成份分析按下式估算:
   q3=0.11(apy-0.06)(30.2CO+25.8H2+85.5CH4)%(2)
  在实际运行中,中小型燃气锅炉在燃烧良好的情况下,此项损失较小,根据燃烧器厂家提供的数据,燃烧器的燃烧效率一般为99%-99.5%,即q3约为0.5%-1.0%。但在燃烧器调节不好、燃烧不良的情况下,此项损失也很高,而且燃气锅炉不同于燃油锅炉,燃气锅炉燃烧不良、q3很大时往往不冒黑烟,直观上很难判断燃烧是否完全,运行中这项损失不能引起足够的重视,由于实际运行单位都无烟气分析设备,所以,在锅炉调试时,应由调试人员对各工况进行认真调试和检测,使锅炉达到最佳的状态。
  2.2.3 q5散热损失的影响
  散热损失q5是指锅炉围墙结构和锅炉范围内的汽水管道及烟风道等,受外界大气对流冷却和向外热辐射所散失的热量。它与周围大气温度、风速度、围墙结构的保温情况和散热面积的大小及形状、锅炉的额定容量和运行负荷的大小等有关。根据有关资料,锅炉散热损失可由下表估算。
  另外,锅炉在低负荷运行时,散热损失对锅炉热效率的影响很大,根据有关资料,一般在80%负荷时,q5比额定负荷时增加约25%,在50%负荷时,q5比额定负荷时增加约100%,在20%负荷时,q5比额定负荷时增加约400%。可见在锅炉选择和运行时,应根据负荷情况尽量避免锅炉低负荷运行。
  2.2.4 热损失影响汇总
  根据以上分析和计算,列出在正常情况下:在过量空气系数为1.2,不同排烟温度下,燃气热水锅炉的热损失汇总如下表。
  3 结 论
  热水锅炉正常工作下,在过量空气系数为1.2,排烟温度150℃时,燃气热水锅炉的热损失在8.84%-11.14%之间,热效率在88.86%-91.16%之间比较合理。
  在过量空气系数为1.2,0.7MPa的蒸汽锅炉,若不配置节能器,合理的排烟温度为210℃,锅炉的热损失在11.74%-14.04%之间,热效率在85.96%-88.26%之间比较合理。而1.0MPa的蒸汽锅炉,若不配置节能器,合理的排烟温度为225℃,锅炉的热损失在12.48%-14.78%之间,热效率在85.22%-87.52%之间比较合理。
  设计人员、建设单位在选择锅炉时,应根据锅炉的参数正确判断锅炉的热效率,并根据负荷的大小,合理配置炉型,以作出正确的决定。运行单位和调试人员在锅炉调试和运行中应认真调节锅炉的运行参数,控制锅炉的热损失,以达到节能和经济运行的目的。

 

 

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