北京燃气能源发展有限公司  李明星
 

1 概述

天然气作为我国的主要清洁能源，以其绿色环保、经济性高、安全可靠、储量丰富等优点被广泛应用于国民生产。针对当前环境污染的紧迫性，政府制定出更为苛刻的排放要求，同时各地对清洁燃料的需求进一步提高。天然气作为一种清洁能源，能减少近100%的二氧化硫和粉尘排放量，60%的二氧化碳排放量和50%的氮氧化合物排放量，并有助于减少酸雨形成，缓解地球温室效应，从根本上提高环境质量。公司锅炉供能燃料为天然气，由于锅炉安装较早，锅炉当前氮氧化物排放量为90mg/m3，燃烧器燃烧后的废气排放无法满足国家制定的污染物排放最新标准——《锅炉大气污染物排放标准 DB11/139-2015》的限值要求（2017.3.31日之前在用锅炉排放标准为80mg/m3），见表1。为达到此排放要求，公司对燃气锅炉燃烧器进行改造，本文主要研究锅炉燃烧器改造对锅炉效率产生的影响。              

2 锅炉效率的主要影响因素

锅炉的热效率是衡量锅炉最重要的一个指标，影响锅炉的效率的主要因素有：排烟温度热损失、散热损失、燃料不完全燃烧及锅炉结垢等。由于燃烧器进行改造后散热损失及锅炉结垢与改造前的相比较未发生改变，因此对锅炉的热效率并无影响，燃烧器改造前与燃烧器改造后改变的因素主要有两个，即排烟温度热损失与燃料的不完全燃烧程度，因此本文主要研究这两种因素对锅炉效率的影响。

2.1排烟温度热损失

排烟温度热损失是燃气锅炉热损失中最主要的一项，它主要取决于排烟温度与过量空气系数λ。（过量空气系数是燃烧1kg燃料实际供给的空气质量与理论上完全燃烧1kg燃料所需的空气质量之比，是我国及俄罗斯等国通用的研究可燃混合气成分指标，常用符号λ表示），λ与排烟热损失q1关系：

根据经验公式：q1 =（0.5+3.5λ）（T排烟-T环境温度）

在运行中，要尽可能地在保证完全燃烧的条件下降低q1来提高锅炉的燃烧效率，锅炉排烟温度偏高就会导致锅炉的热效率降低。排烟热损失随排烟温度的升高和空气系数的增大而增大。燃气锅炉排烟中含有蒸汽，过热蒸汽是烟气中热量的主要携带者。因此，燃气锅炉排出的烟气中除显热外，还有大量潜热，这一部分热损失的大部分（约70%）可以通过接触式换热设备进行回收。