燃氣鍋爐所需的燃料（如***、城市煤氣、液化氣等），屬于***能源，價格呈上漲態(tài)勢，以燃氣鍋爐供熱而形成的供熱系統(tǒng)，節(jié)能、環(huán)保運行問題十分突出。
KT-RQ燃氣鍋爐及供熱系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)，針對燃氣鍋爐及以此為熱源形成供熱系統(tǒng)，從煙氣排放余熱利用、降低熱水循環(huán)電耗以及鍋爐的***佳運行控制等方面，提供了降低運行成本的綜合治理方案。
一、***鍋爐的節(jié)能潛力
1.1 煙氣節(jié)能潛力
為防止鍋爐尾部受熱面腐蝕和堵灰，標準狀態(tài)下，燃氣鍋爐的排煙溫度一般不低于180℃，***高可達250℃。高溫煙氣排放造成大量熱能浪費，同時也污染環(huán)境。
1Nm3***燃燒后會放出9450Kcal的熱量，其中顯熱為8500Kcal，水蒸氣含有的熱量（潛熱）為950Kcal。燃氣鍋爐可利用的熱能是8500Kcal的顯熱。供熱行業(yè)中常規(guī)計算***熱值一般以8500Kcal/Nm3為基礎(chǔ)計算。這樣，***的實際總發(fā)熱量9450Kcal與***的顯熱8500Kcal比例關(guān)系以百分數(shù)表示就是111%，其中顯熱部分占100%，潛熱部分占11%，對于傳統(tǒng)燃氣鍋爐來說，潛熱部分的熱量在運行中實際上被全部浪費。高溫煙氣排放造成的排煙熱損失，主要為煙氣顯熱和蒸汽潛熱。
（1）1NM3天燃氣燃燒，產(chǎn)生理論煙氣量約10.3 Nm3（大約12.5Kg），以過量空氣系數(shù)1.3計，產(chǎn)生煙氣14 Nm3（大約16.6KG）。
（2）由于***燃料中含有氫元素，每1 Nm3***燃燒后可產(chǎn)生1.55K***蒸汽。在排煙溫度較高時，煙氣中的水蒸汽處于過熱狀態(tài)，不能凝結(jié)成液態(tài)的水而放出汽化潛熱，而是隨煙氣排放，汽化潛熱被浪費。鍋爐熱效率一般只能達到70～85%，約20％的熱能從爐體表面散發(fā)和通過煙氣排空而浪費。
取煙氣溫度200℃降低至70℃，1 Nm3***燃燒后的排煙中，可放出物理顯熱約1600KJ，水蒸汽冷凝率取50%，可放出汽化潛熱約1850 KJ，即總計放熱達3450 KJ。這正是燃氣鍋爐節(jié)能的潛力所在。
1.2 循環(huán)水泵的節(jié)能潛力
在以燃氣鍋爐為熱源組成的供熱系統(tǒng)中，水泵的揚程、電機功率與實際運行系統(tǒng)的負荷需求之間差別較大，加之管路水阻測算上的誤差，使得水泵“大馬拉小車“現(xiàn)象比較普遍。水泵工作在非經(jīng)濟運行狀態(tài)，功耗較大。
供暖現(xiàn)場循環(huán)水量的調(diào)節(jié)通常是通過控制閥門開度來實現(xiàn)的。這種控制方式，是以犧牲電機功率為代價的節(jié)流控制方式。
在循環(huán)水泵的運行中約有30%～50% 的電機功率被浪費。
1.3 并聯(lián)運行的燃氣鍋爐
為節(jié)省燃氣費用，往往采用多臺燃氣鍋爐并聯(lián)間歇式運行方式。這種運行方式，鍋爐的出力在大火和小火兩種工況之間調(diào)節(jié)，動態(tài)調(diào)節(jié)火力的能力較差，不能滿足供熱負荷變化的需求，在節(jié)省燃氣方面的效果并不理想。
綜上所述，燃氣鍋爐及供熱系統(tǒng)，在排煙余熱損耗、電力消耗、運行方式等方面，存在著可觀的節(jié)能潛力。
二、KT-RQ燃氣鍋爐及供熱系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)
提高燃氣鍋爐熱效率的主要途徑是：提高燃燒系統(tǒng)的燃燒效率，優(yōu)化鍋爐運行模式；提高排煙熱能利用率。
KT-RQ燃氣鍋爐及供熱系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)，通過煙氣余熱回收、循環(huán)水泵節(jié)能、鍋爐運行方式控制等多項節(jié)能技術(shù)的綜合運用，實現(xiàn)***利用燃氣、減少環(huán)境污染的目的。各項技術(shù)相對***，即可單獨應用其中一項，也可掛接在鍋爐運行監(jiān)控系統(tǒng)中自動運行。
2.1 排煙余熱回收
燃燒條件一定時，提高排煙熱能利用率，是***利用***、減少環(huán)境污染的有效途徑。在***燃燒設(shè)備的尾部增設(shè)冷凝式換熱器，將排煙溫度降到煙氣露度以下，不僅可以回收利用排煙顯熱，還可以利用***燃燒時產(chǎn)生的大量水蒸氣凝結(jié)時放出的潛熱。同時凝結(jié)液對煙氣中的CO2、NOX和SOX等***氣體有一定的吸納作用，因此，可提高能源利用率，并減少排煙對環(huán)境的污染。
煙氣冷凝余熱回收器，利用溫度較低的水或空氣與煙氣進行換熱?？拷鼡Q熱面區(qū)域，煙氣中水蒸汽冷凝，同時實現(xiàn)煙氣顯熱釋放和水蒸汽凝結(jié)潛熱釋放，而換熱器內(nèi)的水或空氣吸熱而被加熱，回送鍋爐或換熱器后，即可實現(xiàn)熱能回收利用，提高鍋爐熱效率，減少燃氣耗量。***鍋爐排煙熱能回收方式，針對常壓鍋爐和壓力鍋爐，分為兩種類型。
2.1.1 常壓鍋爐煙氣排放的回收方式
圖中，供暖熱水的回水，全部進入煙氣熱能回收器內(nèi)與煙氣進行換熱，將溫度提高后，再進鍋爐加熱，以降低燃氣耗量。
2.1.2 壓力鍋爐煙氣排放的回收方式
圖中，供暖熱水的回水，全部進入煙氣熱能回收器內(nèi)與煙氣進行換熱，將溫度提高后，再進換熱器與熱媒換熱，從而降低燃氣耗量。
冷凝式余熱回收器可將煙氣熱量回收，回收的熱量根據(jù)需要可用作鍋爐補水或生活用水，或加熱空氣可用作鍋爐助燃風或干燥物料。節(jié)省燃料費用，減少廢氣排放，節(jié)能環(huán)保一舉兩得。
2.1.3 冷凝式余熱回收器特點
① 可靠性高 采用***換熱元件、耐腐蝕鋼制造，備使用壽命長 鍋爐低溫部位的煙囪中，普遍會遇到燃料中含硫量偏高，在***溫度下形成***而造成設(shè)備腐蝕的問題，稱之為“******腐蝕”的現(xiàn)象。用普通鋼制作的鍋爐低溫部件，由于其耐******腐蝕性能很差，腐蝕嚴重，使用壽命很短。特種材料耐腐蝕鋼耐腐蝕性強，設(shè)備使用壽命大大延長。
② 節(jié)省燃料 可有效利用煙氣中的潛熱，使鍋爐排煙溫度由180ºC降至80ºC左右，燃料熱能利用率可提高8～15%，有效提高了鍋爐熱效率，節(jié)約能源，降低運行費用。以一臺2.80MW燃氣鍋爐為例，每小時可節(jié)約***25～-45Nm³,一個供暖期就可節(jié)約燃氣費用5.9～10.7萬元（計算依據(jù)：一個供暖季120天、每天運行10小時、***價格為1.98元/ Nm³）。
③ 環(huán)保 有效降低煙氣中氮氧化合物排放濃度，使所排放煙氣更能達到環(huán)保要求。
④ 安裝便利 結(jié)構(gòu)緊湊，安裝方便，設(shè)備整體出廠，施工周期短。
⑤ 產(chǎn)品多樣化 可根據(jù)用戶實際情況進行設(shè)計、定做非標產(chǎn)品，同時我公司還竭誠為用戶供暖系統(tǒng)進行優(yōu)化改造。
2.2 循環(huán)水泵節(jié)能技術(shù)
2.2.1 閥門控制流量的功率損失
閥門控制法的實質(zhì)是：水泵本身的供水能力不變，而是通過改變水路中的阻力大小來改變供水的能力（反映為供水流量），以適應用戶對流量的需求。這時，管路特性將隨閥門開度的改變而改變，但揚程特性則不變。
如圖2-3所示，設(shè)用戶所需流量從QA 減小為QB，當通過關(guān)小閥門來實現(xiàn)時，管阻特性將改變?yōu)榍€③ ，而揚程特性則仍為曲線① ，故供水系統(tǒng)的工作點由A 點移至B 點，這時流量減小了，但揚程卻從HTA增大為HTB；由圖可知，供水功率PG與面積OEBF成正比。
2.2.2 變頻控制循環(huán)水泵
通過改變水泵的全揚程來適應用戶對流量的需求。當水泵的轉(zhuǎn)速改變時，揚程特性將隨之改變，而管阻特性則不變。
以圖2-3中用戶所需流量從QA 減小為QB為例，當轉(zhuǎn)速下降時，揚程特性下降為圖1的曲線④ ，管阻特性則仍為曲線② ，故工作點移至C 點?？梢娫谒繙p小為QB的同時，揚程減小為HTC 。供水功率PG與面積OECH 成正比。
對循環(huán)泵采用變頻控制，可調(diào)整系統(tǒng)***佳流量。實現(xiàn)熱力系統(tǒng)的變負荷運行。
2.2.3 循環(huán)泵增壓裝置
該裝置的技術(shù)特點是，利用水泵富裕揚程，使部分循環(huán)水進入增壓裝置，在水泵出口等壓混合。由于部分循環(huán)水無需循環(huán)泵增壓，降低了循環(huán)泵電力能耗。示意圖如圖2-4所示。
2.3 燃氣鍋爐監(jiān)控系統(tǒng)
該系統(tǒng)是一套數(shù)字化的燃氣鍋爐節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)，通過對供熱負荷、環(huán)境溫度以及系統(tǒng)運行參數(shù)的監(jiān)測，動態(tài)調(diào)節(jié)鍋爐的運行模式和火力配置，同時對煙氣余熱回收、循環(huán)水泵變頻運行等部分進行自動監(jiān)控。
系統(tǒng)具有豐富的組態(tài)功能，實時顯示鍋爐運行狀態(tài)、氣候補償數(shù)據(jù)、變頻水泵狀態(tài)、燃氣消耗等相關(guān)運行參數(shù)，動態(tài)仿真地描述供暖系統(tǒng)各輔機的實時運行狀態(tài)（運行、停止或故障)，全中文界面，操作簡單、參數(shù)實用，動畫逼真。
2.3.1 基本功能
⑴ 通過閉環(huán)控制，實時跟蹤供熱負荷和環(huán)境溫度變化，控制鍋爐變負荷運行以及變流量循環(huán)。通過監(jiān)控系統(tǒng)的運算得出***佳運行方式，控制并聯(lián)運行鍋爐投入臺數(shù)、火力大小的自動配合，實現(xiàn)鍋爐變負荷運行。
⑵ 監(jiān)測熱源（燃氣）用量、二次網(wǎng)循環(huán)熱量以及二次網(wǎng)補水量。此參數(shù)用于分析供熱系統(tǒng)的運行工況及熱力系統(tǒng)的流量分配情況，同時可實現(xiàn)EAOC（能效分析與運行優(yōu)化控制）。
⑶ 智能溫控技術(shù) 可隨戶外溫度的變化，自動調(diào)節(jié)循環(huán)水溫度，通過控制系統(tǒng)的“質(zhì)調(diào)控”使系統(tǒng)處于***佳狀態(tài)，***大限度地節(jié)約能源。
⑷ 自動排污、自動泄壓 回水管道上安裝過濾裝置和手動排污閥，可通過判斷過濾裝置前后壓差，實現(xiàn)自動排污或手動排污，減小系統(tǒng)運行阻力。同時，隨著水溫的升高，回水壓力超過設(shè)定壓力，系統(tǒng)會自動打開電動閥泄壓，并維持正常壓力。
⑸ 二次網(wǎng)漏量的監(jiān)測 通過監(jiān)測補水出口流量的變化，***大流量時段，分析判斷二次網(wǎng)的漏量情況。
⑹ 報警保護 系統(tǒng)檢測到下列故障后，通過聲光報警提醒管理人員排除故障：①二次網(wǎng)漏量大；②循環(huán)泵故障停泵； ③循環(huán)泵變頻器故障；④系統(tǒng)安全故障報警（超壓或失壓）。
⑺ 補水失壓保護 換熱站在運行過程中如果系統(tǒng)嚴重失水或補水壓力過低，系統(tǒng)能夠自動停機并發(fā)出報警，當補水壓力***正常時又能夠自動投入運行。
⑻ 供水超壓保護 換熱站在運行過程中如果二次網(wǎng)出口壓力嚴重超壓，系統(tǒng)將自動停機并發(fā)出報警，當二次網(wǎng)出口壓力***正常時能自動投入運行。
系統(tǒng)軟件為中文界面顯示，操作簡單。在線顯示實時運行參數(shù)，包括：熱媒流量、熱媒溫度、熱媒壓力、供熱量、室外溫度、供/回水溫度、供/回水壓力、二次網(wǎng)漏量等，并能調(diào)閱、打印實時及歷史數(shù)據(jù)曲線。
三、經(jīng)濟效益
KT-RQ燃氣鍋爐節(jié)能系統(tǒng)的運行，通過煙氣余熱回收、循環(huán)水泵降耗、鍋爐運行監(jiān)控等三項節(jié)能技術(shù)，可實現(xiàn)降低燃氣消耗8%～10%，降低電力消耗30%～50%的目標。
現(xiàn)以常壓燃氣鍋爐供暖系統(tǒng)為例，說明采用KT-RQ燃氣鍋爐及供熱系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)后的經(jīng)濟效益。
某小區(qū)換熱站由六臺2.45MW燃氣常壓熱水鍋爐組成。圖3-1為鍋爐供熱系統(tǒng)圖。
⑴ 供暖面積：15萬平方米左右。
⑵ 熱水出/回水溫：55℃/45℃。
⑶ 工作模式：6臺2.45MW鍋爐并聯(lián)間歇式運行，其中5臺小火運行
⑷ 鍋爐煙道的排煙溫度140℃。
⑸ 供暖期（120天，平均每天開機16小時）***費用400 ～ 450萬元。
節(jié)能效益如圖3-2所示。其中單價取值：電費：0.49元/ kWh；***：1.98元/NM3
四、適用場合
KT-RQ燃氣鍋爐節(jié)能系統(tǒng)，各組成單元可***安裝，發(fā)揮各自的節(jié)能作用。適應于下列場合：
⑴ 氣—液式 從煙氣中吸收熱量，用來加熱給水，被加熱后的水可以返回鍋爐（作為省煤器），也可單獨使用（作為熱水器），從而提高能源利用率，達到節(jié)能的目的。如常壓燃氣鍋爐供暖系統(tǒng)、熱水供應系統(tǒng)；壓力燃氣鍋爐供暖系統(tǒng)、熱水供應系統(tǒng) 。
⑵ 氣—氣式 從煙氣中吸收余熱，加熱助燃空氣，以降低燃料消耗，改善燃燒工況，從而達到節(jié)能的目的；也可從煙氣中吸收余熱，用于加熱其他氣體介質(zhì)如煤氣等。對鋼廠，石化廠及工業(yè)窯爐而言，這是一種有效的的余熱利用形式。
⑶ 其他應用場合：陶瓷窯爐、水泥工業(yè)、冶金工業(yè)，紡織工業(yè)、合成氨工業(yè)余熱回收。