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掀起你的盖头来:全面了解燃气自适应技术 (第三篇:如何看待燃气自适应技术)

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这是全面了解燃气自适应技术系列的最后一篇,我们聊聊如何看待燃气自适应技术。文章有点长,接近3700字。 前两篇的传送门:https://zhu

这是全面了解燃气自适应技术系列的最后一篇,我们聊聊如何看待燃气自适应技术。文章有点长,接近3700字。

前两篇的传送门:

https://zhuanlan.zhihu.com/p/405111547https://zhuanlan.zhihu.com/p/408335447

全面了解燃气自适应技术,我们首先要看看燃气自适应技术的优势在哪里?同时正如我在一篇知乎文章中写到的,看待一项技术,必须考虑时间的维度:把这项技术放在一个市场和历史发展的角度去看。文章链接如下:

https://zhuanlan.zhihu.com/p/349218351

那么我们下面就把燃气自适应技术在技术上的优势逐一列出,并在三个发展场景下逐一分析:在欧洲的现状、在目前阶段的中国市场以及未来的变化的中国市场

第一大优势:燃气自适应

首先,要再一次强调的是,燃气自适应最大的优势是对于不同种类的燃气自适应特性,不需要针对不同品种的燃气生产不同的锅炉,或在调试时加装流量孔板及进行过量空气系数调整。

  • 欧洲市场:在德、荷、法、比等国家,燃气转换迫在眉睫,这些国家必须在低热值燃气资源(L Gas)枯竭之前,尽快转换到全部采用高热值燃气(H Gas),并且部分国家已经开始讨论在天然气中添加氢气。 德国市场将在2030年完全完成燃气转换,并已经开始为符合条件的客户和设备提供每台100欧元的转换补贴。 荷兰市场自2017年起,已经要求市场上销售的燃气产品必须满足新气种的要求。 这是燃气自适应技术的本源,也是它得以在欧洲市场受到重视的根本原因。
  • 目前阶段中国市场:气种和管网相对单一,以12T,也就是欧标G20天然气为主。我个人理解原因是我们国家燃气行业起步较晚,但起点较高,没有老的历史包袱。上一次大规模气种转换还是部分城市和区域的城市煤气转化为天然气。 液化石油气在壁挂炉采暖中的应用非常少,基本可以忽略不计。 也不存在类似欧标G25这样的低热值天然气(L Gas)的大规模应用。 并且国家也在努力要求统一燃气成分,提高燃气的互换性,并且今年来也出台一系列的国家标准用于规范燃气的成分、热值以及互换性。 一个侧面的印证是我们国家的燃气在消费侧仍然是以体积作为计量单位的,而非热值。 因此燃气自适应技术的这个在欧洲市场上的最大优势,在目前阶段的国内市场得不到发挥。
  • l未来的中国市场:随着中国天然气对外依存度的上升,进口LNG的来源越来越丰富,不同来源的燃气,热值差异也可能会越来越大,并且有消息称国家也在推动以热值作为燃气计量单位,那么不排除在中国市场上出现多种燃气种类或者同一燃气种类下热值差异变大的可能性,那么这时候燃气自适应技术的核心优势将得到发挥。

除了燃气自适应技术的前述核心优势外,由于技术的改变,还会带来一些衍生的、附加的好处。

第二大优势:调节比

更大的调节比,这是被广泛提及的燃气自适应技术的第二大优点。 调节比变大,会在采暖和热水两项上都带来一定的优势,但需要更细致地分析一下。

从燃气阀厂家数据来看,最新的燃气自适应技术的燃气阀可以实现1:50的调节比,也就是说燃气的最小流量和最大流量之间的比值可以做到1:50. 但实际集成为主机时,决定锅炉的负荷调节比的因素不仅仅是燃气阀本身的调节比,而同时受到变频风机的风量调节能力和范围、燃烧头形成稳定燃烧的最小燃气-空气混合物流量、客户的实际需求等因素的制约。

在实践中,主流锅炉厂商,采用燃气自适应技术的冷凝炉主机,负荷调节比在1:7 到 1:10 之间。

而与之形成对比的是:

  • 采用传统气动燃气阀的冷凝炉,负荷调节比在 1:4 到 1:6 之间,部分大功率型号可以做到1:8 甚至 1:10。
  • 国内市场上主流的非冷凝炉的负荷调节比多为1:3, 少部分采用了分段燃烧的非冷凝炉,在热水工况下可以到达1:6至1:8

同样在三种发展场景下:

  • 欧洲市场:欧洲市场对于大负荷调节比的需求,主要来自于不断变小的采暖负荷与不断增大的热水负荷之间的矛盾。 由于建筑保温结构的改善,欧洲市场的采暖负荷一路变小,但是由于舒适度的要求,热水负荷在过去的几十年中是一路上升的。 因此当采用两用炉时,那么就需要非常低的最小采暖功率和较高的最大热水功率并存,因此大负荷调节比对于欧洲的两用炉市场是有意义的。
  • 现阶段中国市场:与欧洲市场稍有不同的是,中国市场现在对大负荷调节比最为迫切的需求来自于:南方夏季自来水温冷水温度较高(最高可达25度左右),造成在热水工况下,在夏季需要热水工况最小功率要足够小。 同时我们的采暖工况和热水工况的最大功率,又在实践中往往由于超配锅炉而大于实际需求,恶化了夏季热水工况的舒适度。 这就造成了南方客户在使用普通非冷凝炉时,夏季热水体验不好的情况。

如果单纯以燃气自适应技术本身而言,在纯技术视角下在这一点上是有一定价值的,但如果放在市场的整体环境下,情况就稍有不同了。

我的个人观点是:如果一方面在大谈特谈燃气自适应的冷凝炉负荷调节比大,会带来更舒适的热水,可另一方面又放任自己的非冷凝炉在1:3的负荷调节比下给客户带来糟糕的夏季热水体验天天发生,而不做任何改善和改进,那么在技术和商业逻辑上是不能自洽的。毕竟我们的市场主体是仍然是非冷凝炉,而大部分强力宣传燃气自适应技术的锅炉厂商,绝大部分销量是来自非冷凝炉。说这话可能有点得罪同行,但是我个人一向比较强调在商业上、技术上,每个人或公司基于自己的立场,可以有不同的观点,但是逻辑自洽是最基本的要求,说句大白话,就是不能自己打自己脸。

  • 未来的中国市场:未来中国市场的发展趋势应该会向今天的欧洲市场靠近,随着围护结构保温的改善、南方居民采暖的普及率升高与使用习惯改变等因素,采暖负荷会越来越低,而热水负荷会逐渐增高,加之我们的市场是以两用炉为主的市场,因此在未来,燃气自适应技术就有了充分的发挥空间和用武之地,充分体现其负荷调节比比较大的优势,并为终端用户带来更多的实际价值。

衍生附加优势:

燃气自适应技术除了燃气自适应和更大的负荷调节比,这两项核心优势外,还有一些次要的优势,例如:

  • l 初始调试时可省略燃烧烟气调试,例行保养中,烟气调试的周期可以加长
  • l 适应不同海拔高度
  • l 燃气调节响应速度提高
  • l 在低负荷时,氮氧化物和一氧化碳排放降低(但有趣的是,有资料显示,在高负荷下采用燃气自适应技术的锅炉氮氧化物和一氧化碳的排放比没有采用燃气自适应的冷凝炉升高了,到底全年综合下来,排放是否降低,没有相关的资料和研究)
采用不同燃气下,燃气自适应技术与传统气动技术NOx和CO排放对比,左图为带有燃气自适应,右图为传统气动控制
  • l 另外有文献数据说明,相对于传统气动燃气阀的冷凝炉,燃气自适应技术在能效方面的改进非常微小,尤其是采用传统天然气时,几乎可以忽略不计。
采用不同燃气下,燃气自适应技术与传统气动技术效率和过量空气系数的对比,左图为带有燃气自适应,右图为传统气动控制

这些附加的好处,大家也可以沿着我前面的思路进行分析,由于这些价值给终端用户带来的直接价值不大,同时因为篇幅原因,这次我就没有深入详细分析。

个人观点及结论

最后总结一下我的个人观点和结论,纯属个人观点,欢迎理性分析和探讨:

1. 现阶段在中国市场和技术环境下,应该首先专注于冷凝炉或者对热水舒适度有改善的非冷凝炉(例如分段燃烧)的推广和普及。采用气动燃气阀的传统冷凝炉完全可以应对现有市场和终端用户需求,而且由于其价格和成分,更易普及,从而给消费者、商家乃至行业带来更大的价值。

2. 在现有国内市场和技术条件下,带有燃气自适应技术的冷凝炉对传统冷凝炉的优势不明显。现阶段,仅在部分高端产品上应用该技术,并且价格非常高的情况下,对国内市场,无论消费者、商家还是我们的整体环境,都不会有明显的作用,只能称之为一种营销上的亮点而已。

3. 在未来,随着燃气自适应技术在欧洲普及率进一步提高,从而带来成本上的降低,使其成为一种可负担的、人人可及的技术时,同时随着国内市场和技术环境变化后,燃气自适应技术的优势在国内市场才能得到充分发挥。

我是这么想的,也是这么做的和计划的,现阶段专注于传统冷凝炉的推广和普及,现阶段先做好基础的工作。

写这篇文章花了不少的精力和时间,而且因为是专业领域的问题,阅读量估计也不会太高,因此如果读到的朋友觉得有用,还请帮忙点赞、转发。 辛苦码字,如转载,请注明爱赛为中国或鸟叔原创出处。

参考文献

Combustion control in domestic gas appliances, Danish Gas Technology Centre • Dr. Neergaards Vej 5B • DK-2970 Hørsholm • Tlf. +45 2016 9600 • www.dgc.dk • dgc@dgc.dk

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