燃料の品質と燃料純度の観点から、ガスボイラーの燃焼効率の要件は何ですか？

ガスボイラー 産業、商業、住宅の暖房場で広く使用されています。それらの燃焼効率は、エネルギーの利用、運用コスト、環境汚染レベルに直接影響します。燃焼効率の改善は、ボイラーの設計と動作だけでなく、使用される燃料の純度にも依存します。燃料純度は、ガスボイラーの効率的で安全で環境に優しい操作を確保する上で重要な役割を果たします。この記事では、硫黄含有量、不純物含有量、水分含有量、燃料のメタン含有量などの側面をカバーするガスボイラーの燃焼効率の燃料純度の要件について詳しく説明します。

燃料中の硫化物は、燃焼中に二酸化硫黄（SO₂）を生成します。二酸化硫黄は水蒸気と組み合わせて硫酸を形成し、ボイラー内の金属部品に深刻な腐食を引き起こします。さらに、二酸化硫黄は酸性雨の主な原因の1つであり、環境と人間の健康に悪影響を及ぼします。硫化物はまた、不完全な燃焼と炭素堆積につながり、燃焼効率をさらに低下させる可能性があります。

燃焼効率を改善し、ボイラーの寿命を延ばすために、ガスの硫黄含有量はできるだけ低くする必要があります。一般に、天然ガスの硫黄含有量の標準は5 ppm（100万分の1）未満です。硫黄含有量が少ないと、酸性ガスの生成を大幅に削減し、腐食のリスクを軽減し、汚染物質の排出量を削減し、厳格な環境保護要件を満たしています。

燃料の不純物（ほこり、重金属、硫化物、窒化物など）は、燃焼プロセス中に無効な残基または炭素堆積物を形成し、バーナーと熱交換器をブロックし、熱の効果的な移動を妨げます。これにより、燃焼効率が低下するだけでなく、ボイラーの過熱、損傷、または効率の低下を引き起こす可能性があります。さらに、不純物が存在すると、機器の摩耗が増加し、メンテナンスコストが増加します。

高純度の天然ガスには非常に低い不純物含有量が必要です。これは、一般に、清潔で完全な燃焼を確保するために非常に低いレベルに保つ必要があります。高品質の燃料を使用すると、機器のメンテナンス要件を削減し、高い熱効率と安定性を維持しながら、ボイラーのサービス寿命を延ばすことができます。

燃料の水分は、燃焼プロセス中に蒸発するために多くの熱を吸収し、燃料の実際の熱量値を大幅に低下させ、ボイラーの熱効率を低下させます。水分含有量が多い燃料は、エネルギー消費を増加させるだけでなく、不完全な燃焼につながり、より多くの燃焼物質を生成し、環境に影響を与える可能性があります。さらに、燃料の水分はボイラー内で凝縮し、腐食またはスケーリングを引き起こし、機器の性能と寿命にさらに影響を与えます。

燃料ガスの水分含有量はできるだけ低く、理想的には100 ppm未満でなければなりません。水分含有量を低く抑えることで、燃料の有効な熱値を高め、より効率的な燃焼プロセスを確保し、ボイラー内での腐食とスケーリングのリスクを減らします。

一般的に言えば、天然ガスのメタン含有量は85％以上に達し、高熱値と高燃焼効率を確保する必要があります。メタン含有量が少ない燃料は、同じ熱出力を達成するためにより高い燃料量が必要になる場合があり、システムの全体的な効率を低下させ、運用コストを増加させます。

燃料の純度は、燃焼の完全性に直接影響します。高純度の燃料は、燃焼プロセス中に酸素と完全に反応して、二酸化炭素や水などの完全な燃焼生成物を生産し、それにより燃料の多くの化学エネルギーを可能な限り熱エネルギーに変換します。低純度の燃料には、大量の不浸透性の不純物が含まれている可能性があり、燃焼、一酸化炭素、すす、その他の未燃物の不完全な不浸透性をもたらします。

熱効率はガスボイラーの重要な性能指標であり、燃料の化学エネルギーを熱エネルギーに変換するボイラーの能力を表しています。高純度の燃料を使用すると、非可燃性物質の堆積と熱交換面の汚染が減少すると、熱を加熱する必要がある媒体に効率的に伝達できるようになります。不純物含有量が少ない燃料は、機器の清掃とメンテナンスの頻度を減らすことができるため、ボイラーはより長い時間効率的な動作を維持できます。

ガスボイラーの排出には、主に二酸化炭素、水蒸気、少量の窒素酸化物（NOX）が含まれます。燃料純度が高いということは、燃焼プロセス中に発生する有害な排出量が少ないことを意味します。特に、低硫黄燃料は、二酸化硫黄排出硫黄を大幅に削減し、酸性雨や大気汚染のリスクを軽減できます。メタン含有量が高い燃料は、未燃物の生成を減らし、環境への悪影響をさらに減らすのに役立ちます。

高純度の燃料を使用すると、燃焼効率を改善するだけでなく、ガスボイラーのサービス寿命も延長します。低硫黄の低豊富な燃料は、ボイラーの内部成分の腐食と摩耗を減らし、炭素とコーキングを減らし、熱交換面への汚れの堆積を減らします。これらの要因は、ボイラーのメンテナンス要件を削減し、機器の寿命を延ばし、運用コストを削減するために連携します。

燃料純度の要件を満たすために、使用前に燃料を前処理することができます。たとえば、天然ガスの不純物と水分は、脱硫、脱水、ろ過などのプロセスを通じて除去できます。脱硫装置は、天然ガスの硫黄含有量を効果的に削減し、酸性ガスの形成を回避できます。乾燥装置は、燃料の水分含有量を減らし、燃料の高熱値を確保することができます。さらに、フィルターは燃料から固体粒子を除去し、燃焼中の炭素堆積物の形成を減らすことができます。

燃料純度は、ガスボイラーの燃焼効率に重要な影響を及ぼします。高純度の燃料は、ボイラーの熱効率を改善するだけでなく、機器のサービス寿命を延長し、メンテナンスコストを削減し、環境汚染を大幅に削減することもできます。ガスボイラーの最高の性能を達成するには、燃料内の硫黄含有量、不純物含有量、水分含有量、メタン含有量を厳密に制御する必要があります。燃料の前処理、高品質の燃料サプライヤーの選択、燃料システムの監視とメンテナンスの強化により、燃料の高い純度を効果的に確保することができ、それによりボイラーの効率的で安全で環境に優しい操作を達成します。3