港田供热有限公司 天津市 300280
摘要：随着我国经济持续快速发展，对节能降耗、改善环境质量提出了更高要求。天然气作为洁净燃料在我国大力开发和推广应用，城市能源结构发生了很大的变化，尤其是供暖行业，集中供暖，替代燃煤，改用燃气锅炉得到了大力推广。天然气有运输方便，清洁，热值高，调整方便等优点，但其价格高，存量不足，地域分布不均匀，在冬天北方供暖时还会存在用气荒等紧张局面。如何进一步合理利用能源、节约能源，已引起全社会的关注和重视，本文以大港油田燃气锅炉房为研究对象，针对供暖行业的具体锅炉房深入分析和研究总结节能降耗的理论和方法。
关键词：效率；实例分析；节能
港田供热有限公司负责大港油田居民及公建采暖工作，负荷面积约为700万平米，其中热电联产部分550万平米，锅炉房供暖面积为 140万平米；本文主要研究燃气锅炉房供热部分的效率分析。
燃气锅炉房供暖部分均为为偏远小区，非节能建筑，计算基准为民用非节能建筑62w/平方米，公建部分70w/平方米；
燃气锅炉房运行成本构成主要为：天然气费+电费+水费，其中天然气的费用占总的运行费用的86%，在天然气单价涨价后，天然气费用比例占90%以上。天津地区供热天然气单价为2.5元/m³，软化水成本9元m³，工业用电电价0.9元/度，燃气锅炉供热成本约为约为68.35元/GJ；燃气锅炉房的节能降耗就从这三者算起。
针对采暖期的供热调节，总体按照分阶段变流量质调节的方法。根据一个采暖期室外温度变化大体分为，初寒期、深寒期和末寒期，分别确定该阶段的循环流量和供热温差，然后在该级别流量范围内进行质调节。对于每一天的热负荷安排，先根据单位面积负荷标准结合每一天的天气气温预报情况，按比例计算出当天的供热量，并按最大效率折算成燃气量，并根据早、中、晚气温变化分配好当天的热负荷。通过该供热调节方法，根据实际情况既保证住户的供热需求，又有的放矢利用节约和利用了每一份燃气量。当然实际执行过程也会遇到偏差和问题，当出现偏差时，要查找原因，具体问题具体分析总结节能降耗的方法。八个锅炉房的基本情况如下：
各供热站2018-2019采暖期各指标对比分析（每天平均值）：
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从表中可以看出，七个锅炉房情况各不相同。从锅炉结构来讲，大体可以分为两类，华盛、华幸建北、欣欣、采油、安泰为卧式锅壳三回程烟管锅炉，华隆为双锅筒纵置式室燃锅炉，后者为水管锅炉结构复杂，排烟温度稍低，效率稍高。但大体热负荷调整的原则不变；
通过各个锅炉房数据分析对比得到一些结论以及操作建议：
1.华盛、华隆、华幸、欣欣的锅炉燃烧效率在88%-91%之间基本等同于锅炉设计热效率90%，燃烧工况控制良好；其它锅炉房的燃烧效率有提高空间，否则有天然气浪费未转化成热量；
2.建北锅炉房的单位供热电耗，气耗均较高，锅炉效率及锅炉房效率均最低，调查分析之后为，一次网、二次网均为工频泵，系统流量基本不可调整，锅炉热功率较小，负荷调节余地小，增减负荷只能通过频繁启停备用锅炉来实现，造成气耗偏高；另外失水率偏高；单位供热成本也最高；
3.欣欣锅炉房，效率及单位供热气耗均已达标，但是失水率基本不达标，在给定的计划热量下，住户的供热效果会受影响；下一步要加强失水管控和治理；
4.采油锅炉房整体效率稍低了5个百分点，建议采取措施提高锅炉效率。并且初期单位供热电耗偏高，建议调整负荷时配合调整一二次网水泵频率，降低流量，提高效能；
5.安泰锅炉房的单位气耗最高，锅炉效率也较低，单位电耗最高也造成整体锅炉房效率偏低。最低供水压力偏高（最高建筑5层情况下达到0.55MPa），据了解，南春园支线较长，属于采暖末端，循环不好，需要增加供水压力；供热不均匀，住户放水多，失水率也高；下一步通过管线改造寻找解决途径；
6.华幸锅炉房单位电耗较高，需要增加变频控制，减小流量调整时的电耗；
7.华隆、华盛锅炉房锅炉效率、电耗、水耗方面均达标，供热成本相对最低；为了方便指导调节在上述两个锅炉房还做成参数表指导实际运行，见下表，有明显节能效果。
表二：华盛锅炉房分阶段变流量供热调节参数控制表
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通过不同锅炉房的情况对比分析以及实际调整情况，总结几点经验：
1、尽可能提高锅炉效率；
在锅炉运行中尽量保持锅炉在额定参数下运行，具体说就是尽量保持锅炉在较高负荷运行，通过华隆站为例说明了这点，同时与现场测量数据相符；另外通过旁路循环调整循环流量，尽量维持锅炉在较高负荷运行，同时升负荷时一定要缓慢。举例：建北锅炉房一二次网均没有变频，调整余地小；锅炉没有调控措施，通过启停锅炉来调整负荷，频繁启停锅炉，效率下降，电耗增加，几个站来讲效率最低的，成本最高；
天然气作为供热成本支出的大头，单位供热气耗必须得到重视，气耗高，锅炉效率必然不高，在现有条件下，必须保证锅炉在较高效率下运行。
当然提高锅炉效率还有一整套方法：减少漏风，调整燃烧，控制尾部烟道含氧量，降低排烟温度等，但作为燃气锅炉这些与出厂设计有关，提升空间不大，其中最重要的是可以在尾部烟道增加节能器来吸收烟气的汽化潜热，或更换为冷凝式锅炉，能有效提升锅炉效率，但需要增加投资，不在本文讨论范围。
2、控制电耗
发现一个规律就是在供暖期的第一个月也就是11月份，电耗普遍都偏高；12月份稍好，这是因为大家习惯不调整，11、12月份供热量有明显不同，外界气温差别在10℃左右，但各站的流量却是一样的；这方面华盛和华隆站做的较好，就是在初寒期原则是在保证最不利环路循环的情况下，尽可能的降低循环流量；根据供热规范适宜温差控制在10度左右，通过计算得出最佳匹配流量，通过调整泵的频率，达到供热效果的同时降低能耗；在采暖期中期，多数锅炉启动后，电耗降低，说明这时候供热量跟循环量是匹配的；
当然还有种情况，计算流量够了，但压力不够，循环末端不热，这就是泵选型有问题以及外网阻力与泵特性曲线不匹配问题；选型时泵的扬程和最佳效率曲线要覆盖这三个阶段的流量变化范围才算选型得当。
当然节电还有其它细节，如工作区域的照明也要运用得当，防止出现“长明灯”没人管现象。
3、控制失水
万平方米失水量是一个很重要的供热指标。失水代表着直接的浪费，每失1方水，还顺带浪费6-8立方米天然气；欣欣的各项指标都可以，但失水量超标，也就是说，锅炉转化的热量没有都供给用户，如果严格用户达标的数据，实际耗气量肯定是超标的；
失水的主要原因有：管线及阀门的跑冒滴漏；水力失衡住户不热放水；住户私接管线放水用于生活；突发事故管线泄漏等原因；
根据实际经验有效控制失水的主要措施有：
1）加强外网巡检，杜绝跑冒滴漏，发现后及时处理；
2）关注瞬时补水量的变化；
若有不正常的突然增大，则外网肯定有放水或者泄露；例如在华隆供热站平常每两个小时失水量为1m³，某个时间点突然增大2-3立方米，及时联系检修，次日上午检修在老卫生所找到漏点一处，消除漏点后，失水量正常；同样在12月25日在润滑脂站找到漏点一处；当月工消除漏点2出；本月万平米失水率控制在1.2%；
3）调节各支路流量与供热面积相匹配；加强回温控制，减小支路回温偏差，杜绝因为水力失调带来的末端不热情况；
4）定期检查和查找，制止私接，杜绝放水；巡检中发现有部分人员在二次网上开孔私接管线的，必然使正常的水循环遭破坏。坚决制止私接和放水行为。
5）加强水质管理和管网养护，定期排污。例如：锅炉水质要求硬度在≯0.03mmol/L，软化水装置失效后及时切换；PH值要求在9-11间，减少防止管道锈蚀和管路阻塞；
4、精细化调节
1）做好分时段调节
把每天负荷根据气温变化分为白天、前夜、后夜，有侧重的分配负荷以及调整流量。用回温控制，提前调整。切记一定要缓慢调节，升降负荷太快，反而效率低，打出余量来；
2）注重调节各支路流量平衡；各支路回水温差不要超过4度；对回温过高的支路，做限流处理。华隆针对集水器各支路回水温差较大的情况在站内进行了调整。对于回水温度较高管网热负荷较小的工业西区、工业东北区支路降低其流量，阀门开度分别为50%和30%。对于温度较低的居民区两支路则阀门全开。这样保证水力平衡和热力平衡；
3）适当限流：在节假日期间，根据情况适当减小厂区办公楼等公共建筑支路的循环流量；
实践证明，做好以上几点，可以有效提高供热质量和降低供热成本。需要注意的是燃气供热锅炉房的节能是一项系统工程，一种措施会影响其他方面，必须明白其原理，根据具体锅炉形式，多种措施并举，多管齐下，综合治理，从整体上考虑能效比。并且每个站热用户性质，供热面积、支路回路循环情况、设备情况等具体情况不同，在遵循以上原则情况下，还要具体问题，分析查找具体原因。根据实际情况制定系统的节能方案。
以上理论计算值，每天天然气量的下达，前提计算条件是：锅炉效率达90%、失水率达标、各支路循环水力平衡等，不适合非正常状态；特殊条件下，为了保民生保供暖，则必须牺牲一部分能耗。
另外很重要的一点，建议在确定好理论流量，且在循环稳定后多去末端实地调查，核实在该理论情况下能否达到用户正常采暖标准，无论何种调节方式必须保证最不利环路的供暖需求。做到有计划的分配负荷，同时可追踪、可控制、有调查、有反馈不断提高节能方案的可行性和实用性。
参考文献：
[1] 沈贞珉，徐福安。2005，燃气锅炉作业人员读本[M]，中国计量出版社。
[2] 李慧君，林宗虎。2004，燃气锅炉烟气余热回收实验分析[J]，2004年06期