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(yùn)行時(shí)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(yùn)行狀況等。

　　鍋爐季節(jié)運(yùn)行熱效率是指熱用戶供暖季正常需求熱量（建筑熱負(fù)荷）與鍋爐輸出熱量之比。鍋爐臺(tái)數(shù)和配置是影響季節(jié)運(yùn)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(kāi)頭或末尾以及每日的白天，熱用戶對(duì)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(duì)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(dòng)范圍在建筑熱負(fù)荷的20%~100%之間。這就要求鍋爐供熱系統(tǒng)能隨供暖負(fù)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(guò)度供熱為代價(jià)來(lái)滿足用戶對(duì)室溫的要求；但過(guò)度供熱量越大鍋爐的季節(jié)運(yùn)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(yùn)行熱效率。

　　但是穩(wěn)態(tài)熱效率高的鍋爐并不一定會(huì)有高的季節(jié)運(yùn)行熱效率，主要是由于鍋爐選配或供熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理與否的影響。如同汽車以額定速度勻速行駛時(shí)，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(shí)，百km耗油達(dá)15L，這相當(dāng)于鍋爐的季節(jié)運(yùn)行熱效率。我們經(jīng)常會(huì)看到，許多穩(wěn)態(tài)熱效率達(dá)90%以上的燃?xì)忮仩t，其季節(jié)運(yùn)行熱效率往往只有60%左右。穩(wěn)態(tài)熱效率是季節(jié)運(yùn)行熱效率所能達(dá)到的最高值。

　　以北京某燃?xì)夤�熱工程為例進(jìn)一步說(shuō)明上述問(wèn)題。該工程建筑熱負(fù)荷2 040kW.按常規(guī)鍋爐選型原則，一般選用兩臺(tái)1 050kW鍋爐。根據(jù)供熱系統(tǒng)運(yùn)行對(duì)比圖，其過(guò)度供熱量要超過(guò)建筑熱負(fù)荷的40%左右。該工程實(shí)際選用的鍋爐為6臺(tái)340kW的美國(guó)某品牌燃?xì)忤T鐵鍋爐，總計(jì)供熱系統(tǒng)輸出熱量2040kW，分6段調(diào)節(jié)。6臺(tái)鍋爐由一個(gè)能源管理控制器控制，鍋爐可以自動(dòng)順序啟動(dòng)和均衡使用時(shí)間，在該工程中沒(méi)有設(shè)置備用鍋爐。通過(guò)供熱系統(tǒng)運(yùn)行對(duì)比圖（見(jiàn)）可見(jiàn)，6臺(tái)340kW鍋爐階梯運(yùn)行曲線可以比較接近建筑物季節(jié)變化熱負(fù)荷曲線，其過(guò)度供熱量只比建筑熱負(fù)荷多10%左右。通過(guò)兩個(gè)供暖期運(yùn)行，供暖季單位建筑面積耗氣量是9.8m3/m2，折合年費(fèi)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(tái)1 400kW的燃?xì)忮仩t供暖，分2段調(diào)節(jié)。由于鍋爐配置不合理，季節(jié)運(yùn)行熱效率遠(yuǎn)低于前一工程，其供暖期平均耗氣14.7m3/m2，折合年費(fèi)用近26.5元/（m24），這與對(duì)比圖分析結(jié)果基本一致。

　　燃?xì)饽�塊組合鍋爐供暖方式是提高鍋爐供熱系統(tǒng)季節(jié)運(yùn)行熱效率的有效方法。從理論上講，模塊組合鍋爐臺(tái)數(shù)越多，其季節(jié)運(yùn)行熱效率就越高。

　　但是在工程實(shí)踐中，模塊組合鍋爐應(yīng)控制在4~8臺(tái)為宜這樣投資與效益比較為理想。除了合理選此擇鍋爐臺(tái)數(shù)和配置來(lái)提高供暖系統(tǒng)季節(jié)運(yùn)行熱效率外，還應(yīng)從以下幾個(gè)方面加強(qiáng)對(duì)供暖系統(tǒng)的管理：①減少供熱系統(tǒng)的滲漏；②補(bǔ)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(jì)量和熱調(diào)節(jié)。

　　總之，鍋爐供熱是個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，影響鍋爐季節(jié)運(yùn)行熱效率的因素有很多，但是對(duì)選用燃?xì)忮仩t的熱用戶來(lái)講，最重要的是在供暖方案設(shè)計(jì)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(yùn)行熱效率放在首要位置，而不應(yīng)僅局限在鍋爐的價(jià)格和品牌等因素上。因?yàn)�，燃�(xì)忮仩t供熱系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用的支出遠(yuǎn)大于鍋爐設(shè)備的支出。