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[摘 要]在近几年的发展过程中，部分地区在锅炉使用方面，实现了由燃煤锅炉向燃气锅炉的过度，很多城市的工业锅炉或采暖锅炉等，都已经换成了相对节能环保的燃气锅炉。在国家政策层面，也大力支持锅炉的“煤改气”。可以说，基于燃气锅炉在环保、节能、降耗方面的优势，其在推广使用过程中，得到了广泛的认可。从体积上看，燃气锅炉要比燃煤锅炉小很多，并且是锅炉工作过程中，可以更加高效的使用自动化控制。从现实的情况来看，燃气锅炉的应用范围比较广，其市场前景不错。燃气锅炉的控制系统也在随着技术的进步，逐渐变得更加自动化和智能化。
[关键词]燃气锅炉；节能运行；水温控制；烟气氧含量
中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）42-0019-01
1 燃气锅炉的燃烧过程分析
目前燃气锅炉使用的燃料主要是天然气，天然气是一种优质的燃料，在实际工作过程中，燃气锅炉同样遵循能量守恒和能量转化定理。即机理和能量的转换，目的在于使得燃料燃烧，在燃烧过程中，氧气是必不可少的，从现阶段大部分的燃气锅炉工作情况来看，燃烧所需要的氧气是来自外界空气。在天然气和氧气分子混合之后，天然气分子与氧气分子相互结合，并且二者都具备一定的温度，换言之，参与燃烧反应的这些分子自身都储备了一定的能量，这种能量足以使的这些分子克服它们之间的内力，从而使得分子碰撞时，可以产生能够破坏起始物质的键，而后结合成稳定的新键，最后导致反应产物的生成。
从严格的能量守恒定理分析，进入锅炉系统的燃气释放的总能量q，在理论上和锅炉系统排放出的总能量相等，这其中包括炉水吸热量q1，循坏水吸热量q2，不完全燃烧损失q3，散热q4，排烟q5。即q=ql+q2+q3+q4+q5， 而总热量值得变化，需要根据燃气锅炉的实际工作运行状态以及回水温度或者出水温度循环的不同变化而进行相应的调整。从这个过程， 可以知道， 应该根据所需总热量的变化， 对燃气和空气的输送量进行适当的调整， 以提高天然气的燃烧效率。
2 燃气锅炉节能运行控制要点
2.1 对空气进行准确科学的控制
空气系数标准状态下，1立方米气体燃料，按燃烧反应计量方程式完全燃烧所需要的空气量（指干空气），称之为气体燃料的理论空气量，用v0表示。在实际工作过程中，可以根据气体燃料的成分计算出来，送进锅炉的空气量v称为实际空气量，用v表示，该数值从实际经验来看，要比理论空气量要大，这其中，比理论空气量多出的那一部分空气，就是过量空气。从而可以知道，实际上实际空气量就是理论空气量与过量空气量的总和。实际空气量与理论空气量的比值称为过量空气系数，使用α表示，即α=v/v0。从技术控制角度来看，过量空气系数α，对于燃气锅炉的燃烧效率和运行实际运行状况，有着非常重要的影响。具体来说，如果α值偏小，燃气锅炉内的天然气就不能够进行充分的燃烧，导致一部分天然气的浪费。如果α值偏大，那么容易导致锅炉内的排烟热损失增多。从而可见， 在燃气锅炉节能运行控制过程中，一定要科学计算最优过量空气系数， 并对其进行合理的控制。
2.2 合理控制燃气锅炉的出水温度
在燃气锅炉的实际工作运行过程中，供热情况会不断发生变化，遇到天气的变化，锅炉供热地带的热量总需求就会跟着发生变化。在一天之中，白天和晚上的热量需求情况也是有差异的，这就需要燃气锅炉在要时刻根据总热量需求的变化，对燃气和空气的输送量进行科学合理的调节，以保证锅炉的运行效率，既能保证必要的热量需求供应，又不浪费燃气资源。现阶段使用带电子比例调节的低氮燃烧器比较多，对于这种燃烧器主要是通过单回路PID对出水温度进行调节控制，在此基础上，根据出水温度的设定值与实际出水温度检测值的差值，对调节燃料阀进行调整，使其逐渐达到合理的状态。在这个过程中，如果为了让燃烧效果达到最好，还可以直接提升烟气含氧量，从而保证空气中的氧气充足。
一般来说，燃烧控制算法都具有一定的人工指导功能，具体来说，可以通过人工自主设定的方式，对锅炉的运行时间进行设定，从锅炉点火，到其满负荷运行，不同类型的锅炉，所需要的时间也不相同。锅炉在有负荷运行时，内部的燃烧控制软件会根据实际温度的变化，对锅炉的符合进行相应的调整。如果是温差较大，通常锅炉会使用全开式燃烧，智能软件的动态调整，可以让满负荷的锅炉平稳运行，以减少燃料的浪费。
2.3 合理控制烟气含氧量
从实际的情况来看，在锅炉燃烧时，对烟气的含氧量进行合理控制，也可以在一定程度上降低燃料的浪费。是技术方面，在燃烧控制系统中加入一个控制回路，这个控制回路的主要功能是对燃烧流量与空气流量的变比值进行控制，这种控制系统，也称烟气氧含量的闭环控制系统。通过使用这一控制系统，使得锅炉在整个生产过程中保证最经济的燃烧。从现阶段的实际情况来看，比较常用的是烟气中的含氧量。因此，可以说，在锅炉燃烧过程中，通过加入控制回路，进一步提高对烟气含氧量的合理控制，这种方法技术比较简单，并且具备一定的经济性。烟气含氧量的控制，要结合燃起锅炉的实际运行状态，在不同的作业情况下，要合理调整烟气含氧量的比值，尽可能做到既满足锅炉燃烧的需要，同时有降低能耗。
3 结束语
通过上面的分析，知道了燃气锅炉在实际工作过程中，可以通过对烟气含氧量、出水温度、燃气输送量等几个关键方面的控制，从而实现节能运行。随着人们对大气污染的重视，社会各界对节能减排技术的呼声越来越强，在近期柴静的《穹顶之下》环保宣传片播出之后，人们对环境污染的认识进一步加强。在这种情况下，燃气锅炉的节能技术推广与升级，显得非常迫切。国家相关部门应该从实际情况出发，着力推进煤改气工程，尽快落实相关的环境保护政策，充分发挥燃气锅炉在节能减排方面的优势。在当前时期，空气污染加剧，北方地区无买严重的背景下，提高燃气锅炉的使用效率和减少有害气体的排放，对于降低大气污染，减少雾霾来源有着非常直接的实际意义。而在燃气锅炉的运行过程中，其需要的总热量在不停的发生变化，本文主要是对燃气锅炉的节能运行控制进行相关分析，希望可以对节能减排提供一定的指导和帮助作用。
参考文献
[1] 吕春华，闫德逊.大容量燃气锅炉气管路泄漏试验的设计[J].电站系统工程，2014.
[2] 徐志斌，王培云，李思杨.燃气热水锅炉负荷调节控制系统的设计[J].工业炉，2014.
[3] 叶亚兰，司风琪，徐治皋，江文豪.煤气锅炉主要运行参数的煤耗偏差分析[J].热力发电，2014.
[4] 崔颖辉，朱建军，薛东晓，王建峰.浅谈75吨高温高压燃天然气锅炉的设计[J].科技创新与应用，2014.
[5] 赵玺灵，付林，李锋，陈春寅.燃气锅炉排烟温度降低对烟气扩散的影响分析[J].煤气与热力，2014.
[关键词]燃气锅炉；节能运行；水温控制；烟气氧含量
中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）42-0019-01
1 燃气锅炉的燃烧过程分析
目前燃气锅炉使用的燃料主要是天然气，天然气是一种优质的燃料，在实际工作过程中，燃气锅炉同样遵循能量守恒和能量转化定理。即机理和能量的转换，目的在于使得燃料燃烧，在燃烧过程中，氧气是必不可少的，从现阶段大部分的燃气锅炉工作情况来看，燃烧所需要的氧气是来自外界空气。在天然气和氧气分子混合之后，天然气分子与氧气分子相互结合，并且二者都具备一定的温度，换言之，参与燃烧反应的这些分子自身都储备了一定的能量，这种能量足以使的这些分子克服它们之间的内力，从而使得分子碰撞时，可以产生能够破坏起始物质的键，而后结合成稳定的新键，最后导致反应产物的生成。
从严格的能量守恒定理分析，进入锅炉系统的燃气释放的总能量q，在理论上和锅炉系统排放出的总能量相等，这其中包括炉水吸热量q1，循坏水吸热量q2，不完全燃烧损失q3，散热q4，排烟q5。即q=ql+q2+q3+q4+q5， 而总热量值得变化，需要根据燃气锅炉的实际工作运行状态以及回水温度或者出水温度循环的不同变化而进行相应的调整。从这个过程， 可以知道， 应该根据所需总热量的变化， 对燃气和空气的输送量进行适当的调整， 以提高天然气的燃烧效率。
2 燃气锅炉节能运行控制要点
2.1 对空气进行准确科学的控制
空气系数标准状态下，1立方米气体燃料，按燃烧反应计量方程式完全燃烧所需要的空气量（指干空气），称之为气体燃料的理论空气量，用v0表示。在实际工作过程中，可以根据气体燃料的成分计算出来，送进锅炉的空气量v称为实际空气量，用v表示，该数值从实际经验来看，要比理论空气量要大，这其中，比理论空气量多出的那一部分空气，就是过量空气。从而可以知道，实际上实际空气量就是理论空气量与过量空气量的总和。实际空气量与理论空气量的比值称为过量空气系数，使用α表示，即α=v/v0。从技术控制角度来看，过量空气系数α，对于燃气锅炉的燃烧效率和运行实际运行状况，有着非常重要的影响。具体来说，如果α值偏小，燃气锅炉内的天然气就不能够进行充分的燃烧，导致一部分天然气的浪费。如果α值偏大，那么容易导致锅炉内的排烟热损失增多。从而可见， 在燃气锅炉节能运行控制过程中，一定要科学计算最优过量空气系数， 并对其进行合理的控制。
2.2 合理控制燃气锅炉的出水温度
在燃气锅炉的实际工作运行过程中，供热情况会不断发生变化，遇到天气的变化，锅炉供热地带的热量总需求就会跟着发生变化。在一天之中，白天和晚上的热量需求情况也是有差异的，这就需要燃气锅炉在要时刻根据总热量需求的变化，对燃气和空气的输送量进行科学合理的调节，以保证锅炉的运行效率，既能保证必要的热量需求供应，又不浪费燃气资源。现阶段使用带电子比例调节的低氮燃烧器比较多，对于这种燃烧器主要是通过单回路PID对出水温度进行调节控制，在此基础上，根据出水温度的设定值与实际出水温度检测值的差值，对调节燃料阀进行调整，使其逐渐达到合理的状态。在这个过程中，如果为了让燃烧效果达到最好，还可以直接提升烟气含氧量，从而保证空气中的氧气充足。
一般来说，燃烧控制算法都具有一定的人工指导功能，具体来说，可以通过人工自主设定的方式，对锅炉的运行时间进行设定，从锅炉点火，到其满负荷运行，不同类型的锅炉，所需要的时间也不相同。锅炉在有负荷运行时，内部的燃烧控制软件会根据实际温度的变化，对锅炉的符合进行相应的调整。如果是温差较大，通常锅炉会使用全开式燃烧，智能软件的动态调整，可以让满负荷的锅炉平稳运行，以减少燃料的浪费。
2.3 合理控制烟气含氧量
从实际的情况来看，在锅炉燃烧时，对烟气的含氧量进行合理控制，也可以在一定程度上降低燃料的浪费。是技术方面，在燃烧控制系统中加入一个控制回路，这个控制回路的主要功能是对燃烧流量与空气流量的变比值进行控制，这种控制系统，也称烟气氧含量的闭环控制系统。通过使用这一控制系统，使得锅炉在整个生产过程中保证最经济的燃烧。从现阶段的实际情况来看，比较常用的是烟气中的含氧量。因此，可以说，在锅炉燃烧过程中，通过加入控制回路，进一步提高对烟气含氧量的合理控制，这种方法技术比较简单，并且具备一定的经济性。烟气含氧量的控制，要结合燃起锅炉的实际运行状态，在不同的作业情况下，要合理调整烟气含氧量的比值，尽可能做到既满足锅炉燃烧的需要，同时有降低能耗。
3 结束语
通过上面的分析，知道了燃气锅炉在实际工作过程中，可以通过对烟气含氧量、出水温度、燃气输送量等几个关键方面的控制，从而实现节能运行。随着人们对大气污染的重视，社会各界对节能减排技术的呼声越来越强，在近期柴静的《穹顶之下》环保宣传片播出之后，人们对环境污染的认识进一步加强。在这种情况下，燃气锅炉的节能技术推广与升级，显得非常迫切。国家相关部门应该从实际情况出发，着力推进煤改气工程，尽快落实相关的环境保护政策，充分发挥燃气锅炉在节能减排方面的优势。在当前时期，空气污染加剧，北方地区无买严重的背景下，提高燃气锅炉的使用效率和减少有害气体的排放，对于降低大气污染，减少雾霾来源有着非常直接的实际意义。而在燃气锅炉的运行过程中，其需要的总热量在不停的发生变化，本文主要是对燃气锅炉的节能运行控制进行相关分析，希望可以对节能减排提供一定的指导和帮助作用。
参考文献
[1] 吕春华，闫德逊.大容量燃气锅炉气管路泄漏试验的设计[J].电站系统工程，2014.
[2] 徐志斌，王培云，李思杨.燃气热水锅炉负荷调节控制系统的设计[J].工业炉，2014.
[3] 叶亚兰，司风琪，徐治皋，江文豪.煤气锅炉主要运行参数的煤耗偏差分析[J].热力发电，2014.
[4] 崔颖辉，朱建军，薛东晓，王建峰.浅谈75吨高温高压燃天然气锅炉的设计[J].科技创新与应用，2014.
[5] 赵玺灵，付林，李锋，陈春寅.燃气锅炉排烟温度降低对烟气扩散的影响分析[J].煤气与热力，2014.