燃气供热锅炉安全低氮高效与智能控制系统研究与应用

发布时间：2020-11-20 09:40

　　随着我国大气治理和蓝天行动计划的实施,天然气已成为大中城市重要的供热能源,燃气供热锅炉是天然气耗能大户和氮氧化物排放大户,燃气锅炉安全、低氮、高效、智能供热,事关民生和国家能源安全,是能源环境与建筑节能领域热点。本文针对燃气锅炉在降氮改造工程中遇到的闪爆、震动、烟气冷凝水腐蚀、锅炉热效率降低等问题,理论研究与工程实测相结合,研究燃气锅炉安全、降氮、增效、智能供热技术,为提高燃气锅炉天然气利用水平和安全性,节约能源、减少排放、改善供热运行管理人员空气环境,提高供热智能控制水平,降低供热成本,提供技术支持。调研了北京地区137座燃气锅炉房、567台燃气锅炉、总容量2097蒸吨。结果显示:567台燃气锅炉降氮改造,采用17个品牌低氮燃烧设备、四种低氮燃烧技术:分级燃烧结合烟气再循环(FGR)技术、贫燃预混金属表面燃烧技术,水冷预混燃烧技术和烟气内循环(FIR)技术,分别占比80.6%、17.81%、1.41%、0.18%,NOx排放浓度均低于80 mg/m3,但部分锅炉燃烧不完全CO超过76 ppm,热效率和出力下降1%~3%,部分锅炉系统发生冷凝腐蚀和震动等问题。降氮锅炉烟气/空气混合参数与安全控制研究。分析燃气锅炉降氮机理与技术及改造工程中出现问题的原因,研究了北京地区采用烟气再循环降氮改造的燃气锅炉,在不同锅炉运行负荷、不同过量空气系数、不同烟气再循环比、不同烟气再循环管接口位置条件下,回流烟气与助燃空气混合温度变化规律,提出了低氮燃气锅炉安全高效智能控制逻辑,为低氮、完全燃烧和避免锅炉系统冷凝腐蚀与CO生成,提供理论依据。分析了低氮改造对燃气锅炉热效率影响机理和热损失,分析了烟气余热深度回收的节能潜力,可弥补低氮改造锅炉热效率损失,提出基于排烟冷凝余热利用兼具改善锅炉房室内空气环境的燃气锅炉安全降氮增效系统方案。针对北京某小区燃气锅炉的低氮改造工程,制定了燃气锅炉安全、低氮、高效运行的智能控制方案,经工程实施和2019-2020采暖季跟踪检测表明,锅炉负荷率10%~90%,烟气再循环比20%~25%,NOx排放为28~50mg/m3,CO排放为17~35ppm,锅炉系统热效率比改造前提高9.9%~10.6%,锅炉系统热效率达103.38%~104.30%,锅炉运行稳定,无震动、无冷凝腐蚀,锅炉房空气环境得到改善,实现了燃气锅炉系统安全低氮高效智能供热。
【学位单位】：北京建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2020
【中图分类】：TU833.1;TK323
【部分图文】：