在近幾年的發展過程中,部分地區在鍋爐使用方面,實現了由燃煤鍋爐向燃氣鍋爐的過度。很多城市的工業鍋爐和采暖鍋爐都已經換成了相對節能環保的燃氣鍋爐。

在國家政策層面,也大力支持鍋爐的“煤改氣”。可以說,基于燃氣鍋爐在環保、節能、降耗方面的優勢,再加上鍋爐監控保障了安全問題,使其在推廣使用過程中,得到了社會的廣泛認可。

從體積上看,燃氣鍋爐要比燃煤鍋爐小很多,并且是鍋爐工作過程中,可以更加高效的使用自動化控制。從現實的情況來看,燃氣鍋爐的應用范圍比較廣,其市場前景不錯。鍋爐的燃氣控制系統也在隨著技術的進步,逐漸變得更加自動化和智能化。 

1、燃氣鍋爐的燃燒分析
      目前燃氣鍋爐使用的燃料主要是天然氣,天然氣是一種優質的燃料,在實際工作過程中,燃氣鍋爐同樣遵循能量守恒和能量轉化定理。即機理和能量的轉換,目的在于使得燃料燃燒,在燃燒過程中,氧氣是必不可少的,從現階段大部分的燃氣鍋爐工作情況來看,燃燒所需要的氧氣是來自外界空氣。在天然氣和氧氣分子混合之后,天然氣分子與氧氣分子相互結合,并且二者都具備一定的溫度,換言之,參與燃燒反應的這些分子自身都儲備了一定的能量,這種能量足以使的這些分子克服它們之間的內力,從而使得分子碰撞時,可以產生能夠破壞起始物質的鍵,而后結合成穩定的新鍵,最后導致反應產物的生成。
    從嚴格的能量守恒定理分析,進入鍋爐系統的燃氣釋放的總能量q,在理論上和鍋爐系統排放出的總能量相等,這其中包括爐水吸熱量q1,循壞水吸熱量q2,不完全燃燒損失q3,散熱q4,排煙q5。即q=ql+q2+q3+q4+q5,而總熱量值得變化,需要根據燃氣鍋爐的實際工作運行狀態以及回水溫度或者出水溫度循環的不同變化而進行相應的調整。從這個過程,可以知道,應該根據所需總熱量的變化,對燃氣和空氣的輸送量進行適當的調整,以提高天然氣的燃燒效率。
     2、燃氣鍋爐節能運行控制


  • 對空氣進行準確科學的控制
     空氣系數標準狀態下,1立方米氣體燃料,按燃燒反應計量方程式完全燃燒所需要的空氣量(指干空氣),稱之為氣體燃料的理論空氣量,用v0表示。在實際工作過程中,可以根據氣體燃料的成分計算出來,送進鍋爐的空氣量v稱為實際空氣量,用v表示,該數值從實際經驗來看,要比理論空氣量要大,這其中,比理論空氣量多出的那一部分空氣,就是過量空氣。從而可以知道,實際上實際空氣量就是理論空氣量與過量空氣量的總和。實際空氣量與理論空氣量的比值稱為過量空氣系數,使用α表示,即α=v/v0。從技術控制角度來看,過量空氣系數α,對于燃氣鍋爐的燃燒效率和運行實際運行狀況,有著非常重要的影響。具體來說,如果α值偏小,燃氣鍋爐內的天然氣就不能夠進行充分的燃燒,導致一部分天然氣的浪費。;如果α值偏大,那么容易導致鍋爐內的排煙熱損失增多。從而可見,在燃氣鍋爐節能運行控制過程中,一定要科學計算最優過量空氣系數,并對其進行合理的控制。



  • 合理控制燃氣鍋爐的出水溫度
     在燃氣鍋爐的實際工作運行過程中,供熱情況會不斷發生變化,遇到天氣的變化,鍋爐供熱地帶的熱量總需求就會跟著發生變化。在一天之中,白天和晚上的熱量需求情況也是有差異的,這就需要燃氣鍋爐在要時刻根據總熱量需求的變化,對燃氣和空氣的輸送量進行科學合理的調節,以保證鍋爐的運行效率,既能保證必要的熱量需求供應,又不浪費燃氣資源。現階段使用帶電子比例調節的低氮燃燒器比較多,對于這種燃燒器主要是通過單回路PID對出水溫度進行調節控制,在此基礎上,根據出水溫度的設定值與實際出水溫度檢測值的差值,對調節燃料閥進行調整,使其逐漸達到合理的狀態。在這個過程中,如果為了讓燃燒效果達到最好,還可以直接提升煙氣含氧量,從而保證空氣中的氧氣充足。
     一般來說,燃燒控制算法都具有一定的人工指導功能,具體來說,可以通過人工自主設定的方式,對鍋爐的運行時間進行設定,從鍋爐點火,到其滿負荷運行,不同類型的鍋爐,所需要的時間也不相同。鍋爐在有負荷運行時,內部的燃燒控制軟件會根據實際溫度的變化,對鍋爐的符合進行相應的調整。如果是溫差較大,通常鍋爐會使用全開式燃燒,智能軟件的動態調整,可以讓滿負荷的鍋爐平穩運行,以減少燃料的浪費。


2.3 合理控制煙氣含氧量

從實際的情況來看,在鍋爐燃燒時,對煙氣的含氧量進行合理控制,也可以在一定程度上降低燃料的浪費。是技術方面,在燃燒控制系統中加入一個控制回路,這個控制回路的主要功能是對燃燒流量與空氣流量的變比值進行控制,這種控制系統,也稱煙氣氧含量的閉環控制系統。通過使用這一控制系統,使得鍋爐在整個生產過程中保證最經濟的燃燒。從現階段的實際情況來看,比較常用的是煙氣中的含氧量。因此,可以說,在鍋爐燃燒過程中,通過加入控制回路,進一步提高對煙氣含氧量的合理控制,這種方法技術比較簡單,并且具備一定的經濟性。煙氣含氧量的控制,要結合燃起鍋爐的實際運行狀態,在不同的作業情況下,要合理調整煙氣含氧量的比值,盡可能做到既滿足鍋爐燃燒的需要,同時有降低能耗。

結束語

通過上面的分析,知道了燃氣鍋爐在實際工作過程中,可以通過對煙氣含氧量、出水溫度、燃氣輸送量等幾個關鍵方面的控制,借助鍋爐SCADA系統從而實現節能運行。隨著人們對大氣污染的重視,社會各界對節能減排技術的呼聲越來越強,人們對環境污染的認識進一步加強。在這種情況下,燃氣鍋爐的節能技術推廣與升級,顯得非常迫切。國家相關部門應該從實際情況出發,著力推進煤改氣工程,盡快落實相關的環境保護政策,充分發揮燃氣鍋爐在節能減排方面的優勢,從而為我國的節能減排工作做出一定的貢獻。