供热系统大流量是燃气锅炉浪费燃气的根源

 用《采暖锅炉换热站智能化管理》软件

北方采暖管理的现状是：

“2+26”城镇总采暖面积约50亿㎡，按清洁占比17%计算，清洁采暖面积有8.5亿㎡，非清洁采暖面积有41.5亿㎡。

41.5亿㎡采暖是由N个采暖模块组成。

所有这些采暖模块，均由生产热能的热源、循环水泵输送分配热能室内外管路及采暖用户三部分组成。采暖管理是对这三要素的全面管理。生产热能锅炉管理是核心。

《清洁采暖》要求下，北方有条件城镇于2017年采暖开始前，已经有相当数量采暖完成煤与燃气锅炉切换。至今已经完成一个采暖期采暖。这些系统燃气锅炉运行状态怎么样呢？

采暖系统中热水锅炉应用

单锅炉采暖系统：锅炉和采暖系统均以相同循环流量和供回水温度温差工作。

炉前设旁通管锅炉：

这种设置采暖总回水部分进入锅炉加热，另一部分经旁通管不加热，之后二者混合成为采暖供水。旁通管和锅炉流量分配比例不同锅炉与系统以不同供回水温差工作。例如：在设计气温热水锅炉按115/70℃温度工作，而系统按95/70℃温度工作。

在这两种情况下，经锅炉循环流量固定不变。

循环水量对锅炉效率的影响

回水进入锅炉加热过程中，得热水比重变轻上升，冷水比重大下降，炉内形成自然循环主导下的有组织流动。供热信息网了解到进入锅炉流量决定高温烟气区炉内自然循环强烈程度，影响锅炉效率。进锅炉流量是锅炉设计额定流量时，热水锅炉效率达到最高。

在影响锅炉效率各因素均相同情况下，进入锅炉流量是决定锅炉

效率的关键因素。

每种型号热水锅炉均有其额定高效工况点。国内产14mw（20T/H）燃气热水锅炉额定工作参数：

锅炉额定供回水温度是：130/70℃  

额定循环流量：G_e=20×600000/(60×1000)=200  m³/h

燃气锅炉“大流量”运行是常态

按115/70℃设计一次网和热水锅炉系统，锅炉供回水温度及温差ΔT<45℃，说明进入锅炉流量大于锅炉额定流量，锅炉是在“大流量”状态下工作。这种现象很普遍。

例如：阿克苏五团一次采暖系统

五团一次网供热面积252380㎡，原系统按供回水115/70℃温差

45℃设计的。2017年采暖开始前已经完成燃煤与燃气锅炉切换。为燃气锅炉配套循环水泵是：

水泵型号：IRG250-315

水泵额定流量：550 m³/h 水泵额定扬程：32 mH₂O

水泵电机功率：75  KW      

 该一次网20T/H燃气热水锅炉技术参数是：

燃气锅炉额定流量200 m³/h  供回水温度130/70℃

锅炉效率η=>94 %

新换20T/H燃气锅炉与原有20T/H燃煤锅炉并联布置互为备用。这种布置原燃煤锅炉相当于燃气锅炉炉前旁通管。开通旁通管分流，燃气热水锅炉与一次网以双温度制运行。关闭旁通管燃气锅炉与系统以单一温度制运行。

燃气锅炉与系统单一温度制运行工况是：

图001--大流量运行实况

采暖期水泵耗电和燃气锅炉耗气量：

循环水泵耗电量：N=0.768×252380=193828  kw

循环水泵耗电费：N￥=193828×0.55=106605  元锅炉燃气耗量：总耗气:4142857标方/580万元（统计）计值）

           燃气每方=1.4元   燃气锅炉效率：η=73.178%

燃气热水锅炉“大流量”低效工作

五团一次网与燃气锅炉同流量同温度工作，进入燃气锅炉循环流量576m³/h是燃气锅炉额定流量的2.88倍，供回水温度105/65℃温差40℃明显小于燃气锅炉额定供回水温差。肯定，燃气锅炉是在低效率状态下工作。为什么会产生这种运行状态呢？

一次网实际与设计循环流量及阻力：

一次网是由锅炉、循环水泵一次外网和换热站三部分组成。一次网循环流量大小是由系统管径大小和配套循环水泵型号决定。五团一次网实际循环流量为576m³/h时，系统实际阻力为22mH₂O。

任何一个采暖系统中，系统循环阻力与系统内循环流量平方成正比。简易说：系统内循环流量越大对应的阻力就越大；系统内循环流量越小对应的阻力就越小；

本一次网按45℃温差设计时，整个的系统设计循环流量为192.28m³/h，一次网按这个流量运行时设计阻力为：

H_J=22/576²×192.28²=2.45  mH₂O 

本一次网按60℃温差设计，整个系统设计循环流量为144.21m³/h，一次网按这个流量运行时设计阻力为：

H_J=22/576²×144.21²=1.38  mH₂O 

    燃气锅炉“大流量”低效工作根源

要一次系统和热水锅炉按60℃温差运行时，系统设计循环流量144.21m³/h阻力1.38mH₂O。说明系统管径很大阻力很小。但为燃气锅炉配套循环水泵时，对该系统管径很大阻力很小客观现实根本无知，更无视燃气锅炉额定流量要求，仍按习惯盲目选用了流量550m³/h扬程32mH₂O超大水泵。正是这种脱离实际水泵配套，造成严重电能浪费同时，导致燃气锅炉低效运行产生燃气更大浪费。

“袖珍”循环水泵设计选型：

A、一次网与热水锅炉按同温差ΔT=60℃工作：

一次系统设计循环流量144.21m³/h阻力1.38mH₂O，应选择

循环水泵型号：水泵编号：62#

水泵型号：IRG125-100

水泵额定流量：160 m³/h 水泵额定扬程：12.5mH₂O

水泵电机功率：11  KW      

 该循环水泵在设计气温运行时：

图002--60℃温差运行设计工况

采暖期循环水泵耗电和燃气耗量：

循环水泵耗电量：N=0.112×252380=28266.56  kw

循环水泵耗电费：N￥=28266.56×0.55=15546.6   元

锅炉燃气耗量：3217974标方/450.516万元

燃气锅炉的效率:η=94%

系统运行工况调节：

1、新循环水泵按额定工况调节最简单可靠。

2、设计温度水泵按额定工况运行，供回水温度按133/70℃温差63℃进行调节，燃气热水锅炉供热量满足系统需要且高效工作。

3、在非设计温度循环水泵运行时，变频进行总体流量调节，