鍋爐的三種熱效率

鍋爐燃燒熱效率是指鍋爐燃料燃燒熱量與燃料化學(xué)能之比，它與燃燒方式和燃料品質(zhì)有關(guān)。

　　鍋爐穩(wěn)態(tài)熱效率是指鍋爐在額定工況下運行時的熱效率，即鍋爐輸出熱量與鍋爐輸入熱量之比。影響該熱效率的主要因素有鍋爐的結(jié)構(gòu)、爐體保溫和鍋爐運行狀況等。

　　鍋爐季節(jié)運行熱效率是指熱用戶供暖季正常需求熱量（建筑熱負荷）與鍋爐輸出熱量之比。鍋爐臺數(shù)和配置是影響季節(jié)運行熱效率的主要因素。眾所周知，供暖需熱量取決于室外溫度的波5九在供暖季的開頭或末尾以及每日的白天，熱用戶對供熱量的需求較少；而在供暖季中期和每曰的夜間9室外溫度較低，熱用戶對供熱量的一般熱用戶每日供熱量的需求是不斷變化的，其波動范圍在建筑熱負荷的20%~100%之間。這就要求鍋爐供熱系統(tǒng)能隨供暖負荷變化提供相應(yīng)的熱量以保證熱用戶室內(nèi)溫度的穩(wěn)定。大多數(shù)情況下，鍋爐供熱系統(tǒng)是以過度供熱為代價來滿足用戶對室溫的要求；但過度供熱量越大鍋爐的季節(jié)運行熱效率越低。

　　上述3種熱效率的每一種都很重要。只有燃燒效率高的鍋爐才能有高的穩(wěn)態(tài)熱效率，只有高的穩(wěn)態(tài)熱效率才能保證有高的鍋爐季節(jié)運行熱效率。

　　但是穩(wěn)態(tài)熱效率高的鍋爐并不一定會有高的季節(jié)運行熱效率，主要是由于鍋爐選配或供熱系統(tǒng)設(shè)計合理與否的影響。如同汽車以額定速度勻速行駛時，其百km耗油為8L，這相當(dāng)于鍋爐的穩(wěn)態(tài)熱效率；當(dāng)汽車頻繁啟停時，百km耗油達15L，這相當(dāng)于鍋爐的季節(jié)運行熱效率。我們經(jīng)常會看到，許多穩(wěn)態(tài)熱效率達90%以上的燃氣鍋爐，其季節(jié)運行熱效率往往只有60%左右。穩(wěn)態(tài)熱效率是季節(jié)運行熱效率所能達到的最高值。

　　以北京某燃氣供熱工程為例進一步說明上述問題。該工程建筑熱負荷2 040kW.按常規(guī)鍋爐選型原則，一般選用兩臺1 050kW鍋爐。根據(jù)供熱系統(tǒng)運行對比圖，其過度供熱量要超過建筑熱負荷的40%左右。該工程實際選用的鍋爐為6臺340kW的美國某品牌燃氣鑄鐵鍋爐，總計供熱系統(tǒng)輸出熱量2040kW，分6段調(diào)節(jié)。6臺鍋爐由一個能源管理控制器控制，鍋爐可以自動順序啟動和均衡使用時間，在該工程中沒有設(shè)置備用鍋爐。通過供熱系統(tǒng)運行對比圖（見）可見，6臺340kW鍋爐階梯運行曲線可以比較接近建筑物季節(jié)變化熱負荷曲線，其過度供熱量只比建筑熱負荷多10%左右。通過兩個供暖期運行，供暖季單位建筑面積耗氣量是9.8m3/m2，折合年費用為17.6兀/（m2a）。而另一同處北京的工程，其供暖面積與熱用戶的需求同前例基本一致，但考慮了較大裕量，選擇2臺1 400kW的燃氣鍋爐供暖，分2段調(diào)節(jié)。由于鍋爐配置不合理，季節(jié)運行熱效率遠低于前一工程，其供暖期平均耗氣14.7m3/m2，折合年費用近26.5元/（m24），這與對比圖分析結(jié)果基本一致。

　　燃氣模塊組合鍋爐供暖方式是提高鍋爐供熱系統(tǒng)季節(jié)運行熱效率的有效方法。從理論上講，模塊組合鍋爐臺數(shù)越多，其季節(jié)運行熱效率就越高。

　　但是在工程實踐中，模塊組合鍋爐應(yīng)控制在4~8臺為宜這樣投資與效益比較為理想。除了合理選此擇鍋爐臺數(shù)和配置來提高供暖系統(tǒng)季節(jié)運行熱效率外，還應(yīng)從以下幾個方面加強對供暖系統(tǒng)的管理：①減少供熱系統(tǒng)的滲漏；②補水應(yīng)軟化；③使用室內(nèi)外溫度傳感器控制供水溫度或供熱量；④盡量減少鍋爐啟停次數(shù)；⑤采用分戶熱計量和熱調(diào)節(jié)。

　　總之，鍋爐供熱是個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，影響鍋爐季節(jié)運行熱效率的因素有很多，但是對選用燃氣鍋爐的熱用戶來講，最重要的是在供暖方案設(shè)計階段就應(yīng)該把選用合理的鍋爐組合形式、提高供熱系統(tǒng)季節(jié)運行熱效率放在首要位置，而不應(yīng)僅局限在鍋爐的價格和品牌等因素上。因為，燃氣鍋爐供熱系統(tǒng)運行費用的支出遠大于鍋爐設(shè)備的支出。