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能之比，它與燃燒方式和燃料品質有關。

　　鍋爐穩態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構、爐體保溫和鍋爐運行狀況等。

　　鍋爐季節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。鍋爐臺數和配置是影響季節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能隨供暖負荷變化提供相應的熱量以保證熱用戶室內溫度的穩定。大多數情況下，鍋爐供熱系統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態熱效率，只有高的穩態熱效率才能保證有高的鍋爐季節運行熱效率。

　　但是穩態熱效率高的鍋爐并不一定會有高的季節運行熱效率，主要是由于鍋爐選配或供熱系統設計合理與否的影響。如同汽車以額定速度勻速行駛時，其百km耗油為8L，這相當于鍋爐的穩態熱效率；當汽車頻繁啟停時，百km耗油達15L，這相當于鍋爐的季節運行熱效率。我們經常會看到，許多穩態熱效率達90%以上的燃氣鍋爐，其季節運行熱效率往往只有60%左右。穩態熱效率是季節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.按常規鍋爐選型原則，一般選用兩臺1 050kW鍋爐。根據供熱系統運行對比圖，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，總計供熱系統輸出熱量2040kW，分6段調節。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，在該工程中沒有設置備用鍋爐。通過供熱系統運行對比圖（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段調節。由于鍋爐配置不合理，季節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季節運行熱效率的有效方法。從理論上講，模塊組合鍋爐臺數越多，其季節運行熱效率就越高。

　　但是在工程實踐中，模塊組合鍋爐應控制在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和配置來提高供暖系統季節運行熱效率外，還應從以下幾個方面加強對供暖系統的管理：①減少供熱系統的滲漏；②補水應軟化；③使用室內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；⑤采用分戶熱計量和熱調節。

　　總之，鍋爐供熱是個復雜的系統工程，影響鍋爐季節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計階段就應該把選用合理的鍋爐組合形式、提高供熱系統季節運行熱效率放在首要位置，而不應僅局限在鍋爐的價格和品牌等因素上。因為，燃氣鍋爐供熱系統運行費用的支出遠大于鍋爐設備的支出。