由于拉萨地处雪域高原，冬季昼夜温差大、海拔高、空气稀薄、气压低、含氧量少，对燃气采暖热水锅炉燃烧工况和热负荷的影响很大。那么，在高海拔地区使用燃气热水锅炉需要哪些的注意事项呢，hjc888黄金城锅炉小编推荐以下文章给予解决。

　　随着我国人民生活水平的不断提高，城市供暖变成一项基础且必不可少的、事关广大居民安全过冬的一项重要民生工程。自2012年西藏拉萨市供暖工程开工以来，天然气管道入户，燃气采暖热水炉开始走进广大普通藏民家庭。

　　本文主要是分析和解决普通燃气采暖热水锅炉在高海拔地区使用适应性问题，以此来消除当地气候和环境对燃气采暖热水炉的影响，提出更加经济合理的解决方案，为广大藏民家庭提供安全、合格的产品。

　　高海拔地区主要以西藏拉萨地区为例，西藏拉萨气候主要特点如下。

　　西藏拉萨气候主要特点

　　1高海拔地区对燃气采暖热水炉的影响

　　在解决方案说明前，我们先简单介绍燃气采暖热水炉的基本原理。目前市场上产品按输出功率分，主要有18kW、24kW、28kW、32kW、36kW;按使用功能分，有采暖卫浴双功能、单采暖、单采暖带储水罐等;其整机的结构主要分为水路系统、燃烧系统、排烟系统、控制系统等，如图1所示。因此解决高海拔对燃气采暖热水炉的影响，也主要围绕以上几大内部结构进行改善。

　　1.1海拔对燃气采暖热水炉热负荷的影响

　　海拔高度和大气压力影响燃气采暖热水炉的热负荷，以广州为例，调试的燃气采暖热水炉安装在拉萨地区使用时，热负荷将偏小。通过GB25034-2010可得出对应的海拔高度与燃气采暖热水炉热负荷的关系。

　　Q—15℃、大气压101.3kPa、干燥状态下的折算热输入的数值，单位为千瓦(kW);

　　Hi—15℃、101.3kPa基准气低热值的数值，单位为兆焦每标准立方米(MJ/Nm3);

　　V—试验燃气流量的数值，单位为立方米每小时(m3/h);

　　Pg—试验时燃气流量计内的燃气压力的数值，单位为千帕(kPa);

　　Pa—试验时的大气压力数值，单位为千帕(kPa);

　　tg—试验时燃气流量计内的燃气温度的数值，单位为摄氏度(℃);

　　d—干试验气的相对密度的数值;

　　dr—基准气的相对密度的数值;

　　Ps—在tg时的饱和水蒸气压力的数值，单位为千帕(kPa);

　　0.622—理想状态下水蒸气相对密度的数值。

　　根据以上计算公式可得出海拔高度与燃气采暖热水炉热负荷的对应关系，如表3所示。

　　例如：以迪森公司一款SD24-C4机型燃气采暖热水炉(热效率为91%)为例，为了保证在拉萨地区使用时输出的热负荷为24kW，在广州地区输出的热负荷应调试为28.5953kW。(以下举例均以该机型为例)

　　为了解决在平原地区调试好的产品可在高海拔地区(拉萨)使用，我们可通过提高喷嘴前的压力或增大喷嘴孔径，甚至增加燃烧器的火排，达到增加燃气流量来消除海拔高度对采暖热水炉热负荷的影响。

　　按设计计算可得以下燃气流量参数，分别是广州和拉萨两地对比，因此在产品出厂前调试时，产品的输入功率须按拉萨当地的输入功率折算出广州当地的功率参数进行出厂调试。

　　1.2海拔高度对燃气采暖热炉中燃烧系统的影响

　　燃气采暖热水炉大部分都采用大气式燃气燃烧系统，燃烧所需要的过剩空气系数一般为1.3～1.8。过剩空气过多，导致热效率降低，过少导致燃烧不充分。海拔高度越高，氧含量越少，高海拔的冬春季氧含量也有差异。如表4所示，过剩空气过少又会影响燃烧系统的烟气指标及燃烧工况，表现主要有以下几方面：

　　1)氧气不足情况下，烟气指标变差，如CO、NOX增高;

　　2)氧气不足情况下，影响火焰的稳定性，即火焰高度变长，严重的会导致火焰的外焰烧到主换热器;

　　3)氧气不足情况下，导致燃烧不充分，主换热器的翅片易产生碳颗粒，影响换热器使用寿命以及堵塞烟气通道。

　　我们设计的时候采用了以下的解决方案，可以有效改善在氧气不足情况下对燃烧系统的影响：

　　减少燃烧器的火排出口面流速以及增加火排的数量，可以有效解决燃烧时脱火现象及火焰高度拉长等问题，燃气燃烧更加充分，阀后压力不至于过高。

　　A燃烧器的火排出口面从槽形孔更改为圆孔加槽形，更加适应高原地区氧气不足情况。由燃烧器的火孔总面积FP公式可知：

　　式中Fp—火孔总面积(mm2);

　　Q—燃烧器热负荷(kW);

　　Hi—燃气低热值(kJ/Nm3);

　　α'—一次空气系数;

　　V0—理论空气需要量(Nm3/Nm3);

　　vp—火孔出口气流速度(Nm/s);

　　qp—火孔热强度(kW/mm2)。

　　hic=0.86Kfpqp×103(式2-2)

　　式中hic—火焰的内锥高度(mm);

　　fp—一个火孔的面积(mm2);

　　qp—火孔热强度(kW/mm2);

　　K—与燃气性质及一次空气系数有关的系数。

　　式中hoc—火焰的外锥高度(mm);

　　n—火孔排数;

　　n1—表示燃气性质对外锥高度影响的系数;

　　s—表示火孔净距对外锥高度影响的系数。

　　由式2-1中可知，燃气在充分燃烧的情况下，燃气低热值Hi和理论空气需要量V0是受海拔影响很小，本文不做讨论。燃烧器火排出燃气面从槽形孔更改为圆孔加槽形(如图2所示)。在热负荷一定情况下，燃烧火孔总面积FP增大，qp(火孔热强度)变小，圆孔加槽形结构使得燃气与二次空气混合更加充分。同时通过公式(式2-2和式2-3)可得，火焰的高度将降低，燃气的燃烧更充分，过剩空气减少，使得热效率增大。在满足冬季含氧量少的情况，夏季使用时热效率不至于降低的特点。

　　B增加大气燃烧器的火排数量：

　　1)由第1点中可知，高海拔地区对燃气采暖热水炉负荷的影响,燃烧器每排火排设计负荷一般为2kW，共12排火排，以一台24kW燃气采暖热水炉在拉萨地区使用为例，根据表3在平原地区输出的热负荷应调试为28.5953kW，理论上需要增加到14个火排。

　　2)选用合理燃烧器喷嘴，以提高一次空气的引射能力，使燃气和空气混合燃烧更充分。

　　我们通过以下喷嘴直径公式进行分析：

　　式中d—喷嘴直径(mm);

　　Lg—燃气流量(m3/h);

　　µ—喷嘴流量系数;

　　s—燃气的相对密度;

　　P—喷嘴前燃气压力(Pa)。

　　以及质量引射系数µ算法如下：

　　式中µ—质量引射系数;

　　V0—理论空气需要量;

　　α'—一次空气系数;

　　s—燃气的相对密度。

　　大气式燃烧器的一次空气系数α'通常为0.45～0.75，因为西藏空气中的含量相对少，V0理论空气需要量需要增大，所以燃烧器中质量引射系数µ需要增大，由公式2-4和式2-5可知，在高原上使用的燃烧器喷嘴直径d可以适当减小。

　　1.3增大风机的排风量，以便提供充分的氧气燃烧

　　燃气采暖热水炉大都采用强制排烟方式，风机在燃气采暖热水炉中的作用就是将烟气强制排到室外，同时使封闭的燃烧系统产生负压，通过平衡烟道将室外的空气吸入燃烧室以满足燃烧所需，使燃气充分燃烧。从表1可知，高原上(拉萨地区)氧含量大约只有平原地区64.3%，主要有以下两点影响：

　　其一、在高原上，为了保证燃气采暖热水炉中的燃气充分燃烧，必须增加风机风量Q，可通过增大风机的功率及涡轮;

　　其二、风压差开关动作参数的影响。

　　风压差开关的主要功能：用于检测烟管的通畅情况、在烟气超标前关闭设备(即CO浓度大于0.1%)以及风机的运行情况。其原理利用流体力学中的理论设计了文丘里管来采集负压，分别采集排烟管内或空气室负压的压力参数。由于采集的气压受到气压环境的影响，如大气压、环境温度。风压开关属燃烧系统的保护部件，为确保燃烧的安全起到关键的作用，因此其动作必须准确。

　　1.4高海拔对采暖水路循环系统的影响

　　在燃气采暖热水炉中，采暖水路循环系统的作用是将采暖水加热，并使其在采暖系统中循环。其核心部件就是循环水泵，其作用是提供热水在采暖系统中的循环动力。在西藏拉萨地区对水泵电机温升，水泵电机电晕的换向均有不利影响，因此设计水路系统中水泵功率要满足所需克服的水阻扬程。

　　1)海拔高，水泵电机温升越大，输出功率小;

　　2)高压电机在高原使用时要采取防电晕措施。

　　根据《工业泵选用手册》海拔高原对水泵选择使用时功率降低的关系计算如下：

　　△NC=[(h-1000)△i-(40-tat)]NC/100

　　式中△NC—电机轴功率下降值;

　　h—为当地海拔;

　　△i=0.01×电机温升极限/100;

　　F—级电机定子、转子温升极限145℃;

　　tat—使用地点的最高温度;

　　NC—水泵计算的轴功率。

　　1.5环境温度对燃气采暖热水炉的选型

　　燃气采暖热水炉进行独立采暖，其供热的热负荷必须与室外的传热热负荷达到平衡，这样才能够按用户要求达到舒适温度。建筑物的供暖热负荷，主要取决于通过垂直围护结构(墙、门、窗等)向外传递热量，它与建筑物的平面尺寸和层高有关，因而不是直接取决于建筑面积。用供暖体积热指标表征建筑物供暖热负荷的大小。计算详见《采暖空调制冷手册》(机械工业出版社，1997.10)。我们可以用以下公式就能计算出需要供暖热负荷的大小。

　　Q(取暖)=q(单位面积热负荷指标)×S(供暖面积)

　　其中Q—表示供暖热负荷的大小;

　　q—代表单位面积热负荷指标;

　　S—代表供暖面积。

　　单位面积热负荷指标我们可以估算出所需的热负荷：对北京地区居民取暖q一般取60Kcal/m2•h，而拉萨居民取暖q可取65～70Kcal/m2•h。

　　最后根据Q数值选用匹配输出热负荷的燃气采暖热水炉功率。

　　2总结

　　对高海拔地区开发合适的燃气采暖热水锅炉，需要从整个燃烧系统、排烟系统和采暖水路循环系统上调整，否则会出现回火、烟气超标、热负荷不达标等问题，给消费者带来影响，甚至出现安全隐患等。通过以上针对高海拔燃气采暖热水炉的调整，可以消除高海拔带来不良的影响。西藏拉萨的供暖工程给拉萨居民带来了温暖，同时也给燃气采暖热水炉带来了新的课题。

　　　 　　 　　

　　经北京市供热行办组织专家理论测算，2014年北京市燃气锅炉烟气余热深度回收利用试点项目完成后，预计每个采暖期可节省燃气约4200万立方米，折合节约燃气费用达5700万元，可减少二氧化碳排放10.5万吨，减少二氧化硫排放3000吨，减少氮氧化物排放1400吨。

　　经中国供热信息网统计，目前北京市具备烟气余热深度回收改造的大型燃气供热单位共37家，涉及52座锅炉房，共计11435蒸吨。如能实施烟气余热深度回收利用的改造，预计每个采暖期可节约燃气量约1.3亿立方米，折合节约燃气费用1.6亿元，并可大量减少二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物的排放，节能降耗效果十分明显。

　　据hjc888黄金城锅炉小编了解到，北京市自2012年全面实施煤改气工程以来，经过近两个采暖期的对全市燃气供热锅炉房运行情况进行监测分析，北京市燃气供热锅炉平均热效率在92%以上。

　　但由于燃气锅炉本身排烟温度较高(110-160℃之间)，而燃气锅炉烟气余热回收技术在国内尚处在起步阶段，市场上缺乏与大中型燃气锅炉相配套的设备，燃气锅炉受低温腐蚀和换热效率的影响，排烟温度一般只能控制到80℃以上，排烟热损失依然是影响热效率提高的主要原因。

　　针对该问题，我们从2013年起就组织相关专家进行研究，并邀请北京相关专家对多家大型集中供热单位进行调研，将锅炉烟气余热回收技术应用作为重要课题进行关注。

　　目前，在北京等地采用天然气锅炉防腐高效烟气冷凝热能回收装置和余热深度回收利用技术，以及系列化高效防腐型烟气冷凝余热回收利用装置集成与制造技术和系列产品的研究已经取得了一定进展，并进行了试点应用。该技术通过在锅炉尾部加装空气余热和烟气冷凝装置，实现锅炉新风加热和烟气冷凝回收，将锅炉排烟温度由110-160℃降至烟气露点(50℃)以下，可提高燃气利用率约8%-10%以上。

　　　 　　 　　

　　据hjc888黄金城燃气锅炉小编了解到，位于三乡第二工业区的一家纺织品企业，是全球最大纺织运动系列产品制造商之一。该公司投入上百万引进天然气相关设备，将燃油锅炉改为燃天然气锅炉，颗粒物年排放量由1 .7466吨减为0 .3714吨，二氧化硫年排放量由1.7466吨降到几乎为零。

　　位于三乡平铺工业区的一家制衣企业，已完成了锅炉改造。该企业员工介绍，之前全厂的生产及员工生活所需热能均靠燃烧木糠和柴取得，但燃烧的过程中会增加空气粉尘，而释放的黑烟废气也难以达到国家环保标准。2013年，该厂投入近40万元对锅炉进行改造，并引用新燃烧材料“环保颗粒”，颗粒物的年排放量由2 .820 6吨减少为0 .5616吨。

　　越来多的灰霾天，正考验着“节能减排”的执行力度。记者昨获，三乡从锅炉污染减排入手，希望能“进一步改善空气质量”。目前，该镇已有23个高污染锅炉被整改，剩下的38个将在今年完成整改或被淘汰。为改善空气环境质量，2013年5月，三乡镇编制了《中山市三乡镇锅炉污染减排“十二五”实施方案》，着力整治镇内高污染锅炉，引导企业采用清洁能源。该镇环保部门调查统计，全镇共有61个锅炉污染减排项目需要整改，截至目前，23个项目已整改完毕。目前，该镇锅炉污染减排工作仍在进行中，预计至今年10月底，剩余的38个高污染锅炉将会完成整改或被淘汰。

　　　 　　 　　

　　冷凝锅炉的显形优势： 　　 　　1、 使用了热管式预热器、鳍片式冷凝换热器，有效地降低了排烟温度； 　　 　　2、 使用了分体式燃烧机，对燃料燃烧所需要的空气进行预热，使燃料充分燃烧及提高炉膛温度。 　　 　　3、 冷凝节能装置为了防止排烟凝结水的酸性腐蚀，使用进口不锈钢材质制作的螺纹管，它与直管相比，导热性能比直管高2倍以上。 　　 　　4、 烟气的有害气体得到有效控制，并随冷凝液流入中和池。 　　 　　5、  冷凝燃气锅炉由于把烟气降到水蒸气露点温度以下，烟气中大部分的SO2，CO2等酸性物质都能很好的凝结下来。减少了污染，改善了大气环境。相对于传统锅炉，冷凝锅炉不仅提高了热效率，节省了能耗，而且减少了对环境的污染。 　　 　　但是冷凝锅炉必须面临解决的问题： 　　 　　1、 冷凝锅炉并不适应某些高温系统，适用于低温辐射地面采暖。 　　 　　2、 冷凝锅炉需要特殊设计的控制系统和调试测温设备。 　　 　　3、 冷凝水一般具有轻微酸性，需要耐腐蚀的铁素不锈钢、奥氏体不锈钢、铝合金等； 　　 　　4、 年运行当量时间对投资及其回收年限的评估问题； 　　 　　5、 冷凝水的回收处理与排放问题。 　　 　　6、 功率不能太小，会出现回火现象，引起爆炸，管壁易腐蚀。（功率建议选择在35千瓦及以上） 　　 　　新型冷凝锅炉金属纤维燃烧器（铁铬铝烧结毡）的优点： 　　 　　1、 烟气的露点和过量空气系数有关，即过量空气关系数越低，露点越高，将烟气冷却至露 点所需要的换热面积越小，由此可以减小设备体积和成本（但是目前国内市场主要的冷凝炉都是一代侧烧式冷凝锅炉，仅有少部分德国厂家使用新型金属纤维燃烧器，其中以美国hjc888黄金城（新型冷凝锅炉的发明者）为代表。） 　　 　　2、 全预混燃烧的金属纤维燃烧器的过量空气系数可以小到1.02，相比于传统的火排燃烧 器，可以大幅度提高烟气露点温度，非常适合于冷凝锅炉。 　　 　　3、 另外金属纤维燃烧器产生的NOx浓度非常低，可以减小冷凝液的酸性腐蚀，这一点也 非常适合于冷凝锅炉。 　　 　　4、 功率可调，不出现回火现象。 　　 　　5、 冷热冲击力强，不吸水，热惰性小， 　　 　　6、 完全辐射燃烧，使用寿命长。 　　　 　　 　　

　　冷凝锅炉由于它的烟气回收技术，热效率可以达107%~109%，而普通锅炉则只有90%~92%的热效率，因此，在运行费用上冷凝锅炉要低许多。另外，由于冷凝锅炉将烟气中的温度下降而产生冷凝水，从而使烟气中的NOX排放物大大下降，达5星级标准。不过，目前冷凝锅炉的价格较贵，所以初次投资本钱较大。目前市场上冷凝锅炉的热交换器装置有不锈钢和硅铝镁合金的两种，其中康丹森冷凝锅炉是硅铝镁合金的，传热更快，更耐腐蚀！ 　　 　　冷凝锅炉热效率影响因素： 　　 　　冷凝锅炉与普通燃气锅炉不同的是，冷凝锅炉的热负荷越小，热效率越高，而整个供暖季的热负荷大约在30-50%，因此冷凝锅炉能够保持较高的热效率。冷凝锅炉的回水温度越低，热效率越高，但是当回水温度低于50℃时，普通的燃气锅炉会产生大量的冷凝水，因此冷凝锅炉对锅炉材质要求很高。 　　 　　冷凝锅炉采用全预混燃烧方式： 　　 　　全预混燃烧方式能够将空气和燃气的比例控制在范围，保证混合气体的过剩空气系数在1.2-1.3之间，既能够保证燃料充分燃烧，又能够减少氮氧化物的生成，降低锅炉热损失。 　　 　　冷凝锅炉辐射换热与对流换热相结合： 　　 　　冷凝锅炉采用鼓风式全预混燃烧器，燃烧头表面为金属纤维编织物，只在燃烧头的筒壁上形成一层淡蓝色火焰，并且由于筒壁的温度很高，便形成了一个高温辐射源，与不锈钢大气式燃烧器相比，金属纤维燃烧器既有辐射换热，又有对流换热，换热效果更好。 　　　 　　 　　

　　热水锅炉按照燃料不同可以分为电热水锅炉、燃油热水锅炉、燃气热水锅炉、燃煤热水锅炉等；按照是否承压可以分为常压热水锅炉和承压热水锅炉两种，我们通常所说的“热水锅炉”指的是常压热水锅炉，由于其运行安全，人们洗浴或采暖大都采用了这种常压热水锅炉。 　　 　　热水锅炉主要有采暖和洗浴两种用途。热水锅炉通过热水循环泵循环保温水箱的热水，周而复始把水箱的热水加热，可以实现洗浴目的；热水锅炉通过热水循环泵循环暖气管道的热水，通过散热器可以达到人们采暖的要求;热水锅炉和热水循环泵配合换热器可以实现洗浴和采暖的双重功能。 　　 　　热水锅炉是生产热水、用以供热的锅炉。热水锅炉与蒸汽锅炉都以水为工质，两者的最大区别是，后者生产蒸汽，前者生产热水。热水锅炉有低温热水锅炉和高温热水锅炉之分。各国对高温水和低温水有不同的温度分界，我国以120摄氏度为分界温度，亦即出水温度高于120摄氏度的为高温热水锅炉，否则为低温热水锅炉。根据热水在锅内的流动方式，热水锅炉的分类有强制循环式和自然循环式热水锅炉两类。 　　 　　强制循环热水锅炉一般不装锅筒，而由一些受热的并联排管和集箱组成，热水的循环动力由供热网路的循环水泵提供。这类热水锅炉结构紧凑，钢耗量小，水动力稳定性好。但为了防止水力偏差过大和循环停滞等问题，往往采用较高的管内流速，加之行程又长、阻力系数大，锅炉进水的电耗量就高；同时，因强制循环热水锅炉水容量小，对运行中发生突然停电而中断进水时因炉子的热惰性而使管内热水汽化、造成水击等事故的抵抗能力差。 　　 　　由于这些原因，自然循环的热水锅炉也得到了应用。自然循环热水锅炉具有锅筒，同时由于热水的密度差小，循环压头低，循环流速低，因而必须采用更大的下降管截面和更高的循环高度。这样，其金属消耗量就增大。
  　　　 　　 　　

　　供暖系统的调节包括初调节和运行调节两个部分，hjc888黄金城燃气锅炉今天着重介绍初调节操作标准，具体如下。

    

　　所谓的初调节是指燃气锅炉供暖系统刚刚投入运行初期，对于供暖系统室外网络管路进行的调节，目的在于使系统内各热用户按所需热负荷大小得到合理的实际流量，以消除室外网路中存在的各热用户之间的水平水力失调。可以说，初调节是对于燃气锅炉室外网络系统各热用户之间的流量合理分配的进一步补充与完善，是对于系统内局部地区管网的平衡调整，是对于燃气锅炉供暖系统“硬件”的调节范畴。

　　在区域性集中供暖系统中，按照“枝状网”设计的室外网路中客观存在着以热源为中心的“近热、远冷”的热力失调现象。这是由两方面的客观因素决定的。首先，由于供暖距较远，输送管道的散热量增加而供热水温度下降，虽然这种温降在管道具有良好的保温状态下几乎微乎其微，但这种热量损失是客观存在的。其次，随着流动距离的增加，流动阻力造成的压降使供水压力降低，使得近端热用户的实际流量大于远端热用户，造成了严重的远近各热用户的流量不平衡的水平水力失调。实践也充分证明了这种热量损失与水平水力失调造成的“近热、远冷”的热力失调的存在。

　　如果在燃气锅炉室外网络系统设计中注意到了这种热力失调的客观存在，尤其是水平水力失调，那么在网路系统设计中应该注意合理地选择管路的比摩阻值：近处热用户支干线及进户支线的比摩阻值：近处热用户支干线及进户支线的比摩值要大，而远处的比摩阻值要小，由近至远呈现逐渐下降的趋势，使得实践中的水力失调程度减轻。然而实践中的热力失调程度受到设计、施工及改扩建等多等因素的影响，常常是十分严重地存在着。某些实践中的流量测试例子表明，燃气锅炉近端热用户的实际流量大于额定的设计流量2-3倍，甚至达到4倍，而远端热用户的实际流量不足于额定的设计流量。

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电锅炉使用费用及成本基本是燃气锅炉的2-3倍，由于各地的天然气和电价存在差异，以下数据仅供大家在选购锅炉时做参考。
　　以1吨锅炉为例，热能是60万大卡每小时，电功率相当于698KW。使用一小时，如果耗电是698度，按照0.5元每度电计算，费用大概是350元左右，商业用电更贵。如果使用燃气锅炉：1m³天然气热值8000大卡，大概需要80方天然气，天然气价格一般在1.8-3元/m³，64-240元不等。
　　考虑到长期运行花费，大部分用户都是直接选择燃气锅炉，而还未铺设燃气管道或者有用电补贴的地区，也可以考虑使用电锅炉。至于锅炉房前期投资成本对比以专业厂家报价为准，需要咨询专业的电锅炉厂家以及燃气锅炉生产厂家hjc888黄金城锅炉，结合锅炉本体费用、系统费用、使用寿命等多方面综合考虑。hjc888黄金城锅炉作为工业锅炉制造领域的实力企业，将为有需求的客户提供从锅炉系统方案设计、锅炉制造、运输安装到调试的一站式专业服务，服务网络覆盖全球。