本项目针对华东地区某镀锌企业，天然气消耗量较大的几条镀锌生产线开展燃烧系统综合节能改造。根据现有统计数据，9 条生产线年天然气消耗量合计约11,485,838 Nm3/a是本次改造的主要对象。

现状及节能机会

现有镀锌生产线已设置一定形式的余热回收，但引风机后烟气温度仍约200℃，具备进一步回收显热的条件。结合炉体持续需要助燃空气，本项目拟将剩余烟气余热用于助燃风预热，使回收热量直接返回燃烧过程。

深化设计阶段将逐炉核实现有燃气—空气调节方式及烟气O?监测与控制逻辑。对于采用传统机械比例或固定阀位控制的炉组，在低负荷及变负荷工况下，燃气与空气的匹配关系可能发生偏移，导致过量空气增加；同时，本项目实施助燃风预热后，空气温度升高、密度降低，原有阀位与实际空气供给量的对应关系也将发生变化。因此，有必要结合助燃风预热同步优化燃烧空燃比控制方式。

因此，本项目形成两条协同路径：①烟气余热回收及助燃风预热，降低排烟热损失；②燃烧智能化控制，优化不同负荷、不同热风状态下的燃气—空气配比。

二、综合节能技术路线

2.1 总体技术路线

总体采用“烟气余热回收+ 助燃风预热+ 燃烧控制智能化”的技术路线。

能源流程：约200℃烟气→ 烟气—空气换热器→ 降温排放；环境空气→ 助燃风机→烟气—空气换热器→ 热助燃空气→ 燃烧器。

控制流程：炉温/负荷需求→ 燃烧智能化控制→ 燃气侧执行机构+ 空气侧执行机构→ 烧嘴；热风温度、压力变化通过温压补偿进行修正。

2.2 两项措施的协同关系

烟气余热回收及助燃风预热系统与燃烧智能化控制系统不是简单叠加。助燃空气由常温提

高至约80～100℃后，空气密度明显降低，原有基于冷风建立的阀位——空气量关系会发生变

化。因此，燃烧智能化控制系统用于保证热风工况下的燃烧配比稳定，并进一步改善部分负荷

空燃比。

三、技术方案

3.1 烟气余热回收及助燃风预热

本方案依据天然气消耗量和过量空气系数推算空气量、烟气量。暂取天然气理论空气量9.52 Nm3/Nm3，过量空气系数λ=1.21，则实际助燃空气量约11.52 Nm3/Nm3天然气，湿烟气量约12.52 Nm3/Nm3天然气。

V 空气= 9.52 × 1.21 ≈ 11.52 Nm3/Nm3天然气

V 烟气≈ 12.52 Nm3/Nm3天然气

初步按烟气200℃降至120℃、烟气体积比热1.35 kJ/(Nm3·℃)、余热有效利用率85%进行测算，按烟气侧可回收热量与助燃空气热量平衡估算，常温助燃空气理论可预热至约100℃，考虑负荷波动、换热损失及调节裕量，方案阶段按80～100℃作为目标运行区间。最终排烟温度应结合烟气成分、酸露点、粉尘、材质及积灰情况确定。

主要配置包括烟气—空气换热器、烟风管道、旁通及调节阀门、耐高温热风蝶阀、温度/压力检测、保温支撑等。换热器设置检修、清灰及旁通条件，避免影响原炉膛压力和生产运行。

3.2 燃烧智能化控制系统

燃烧智能化控制系统以西门子电子空燃比控制为核心，燃气侧和空气侧分别配置独立执行机构，通过现场调试建立不同负荷下的电子配比曲线。每个烧嘴配置一套独立控制回路。

助燃空气预热后密度降低，以25℃升至100℃为例，在压力近似不变时，空气密度约降至原来的80%。因此，每台炉配置一套温压补偿系统，根据热风温度和压力变化对空气侧控制进行修正。传感器位置、型号及补偿逻辑在深化设计阶段确定。

3.3 联合运行、调试及安全控制

正常运行时，燃烧智能化控制系统根据炉温和生产负荷控制燃气、空气执行机构；余热换热器同步预热助燃风，温压补偿根据热风状态变化进行修正。系统调试应选取低、中、高等典型负荷点，用烟气分析仪检测O?、CO 及排烟温度，逐点优化燃气—空气配比并固化控制曲线。

原有火焰检测、点火程序、燃气压力、助燃风压力、燃气快速切断等安全联锁完整保留。

余热系统故障或检修时应具备旁通运行条件，确保节能改造不影响原生产系统安全和连续运行。

四、节能量计算及经济效益

4.1 计算基础

计算基准：9 条线年天然气消耗11,485,838 Nm3；气价3.90 元/Nm3；理论空气量9.52

Nm3/Nm3天然气；λ=1.21；实际助燃空气量约11.52 Nm3/Nm3天然气；烟气量约12.52 Nm3/Nm3

天然气；烟气200℃→120℃；烟气体积比热1.35 kJ/(Nm3·℃)；余热有效利用率85%；天然

气低位热值35.8 MJ/Nm3。

4.2 烟气余热回收节能量

每消耗1 Nm3天然气，对应烟气可进一步有效回收热量约1.149 MJ，折算节气率约3.21%。

q = 12.519 × 1.35 × (200-120) × 85% ≈ 1.149 MJ/Nm3天然气

η余热≈ 1.149 / 35.8 ≈ 3.21%

据此，年节约天然气约36.87 万Nm3，按3.90 元/Nm3计，年节约费用约143.8 万元。

4.3 燃烧智能化控制节能量

方案阶段燃烧智能化控制系统节能率暂按5%估算。为避免与余热回收节能量简单叠加，按余热回收后的剩余天然气消耗量计算：燃烧智能化控制系统预计进一步节气约55.59 万Nm3/a，对应年收益约216.8 万元。燃烧智能化控制节能率5%为方案阶段暂估值，不作为最终保证值。若现场确认现有系统已具有成熟O?闭环控制，则应重新评估5%的节能空间。

综合预计年节约天然气约92.5 万Nm3，综合节气率约8.0%，年节能收益约361 万元。

五、投资估算

本项目拟对9 条重点生产线分别实施烟气余热回收及助燃风预热、燃烧智能化控制等综合节能改造，投资主要包括烟气—空气换热设备、烟风管道及阀门、燃烧智能化控制系统、温压补偿、电气仪表、安装调试等内容。结合当前方案配置及初步工程量，项目总投资暂估约936万元，最终以深化设计及实际设备配置为准。

按当前方案阶段综合年节能收益约360.6 万元测算，项目静态投资回收期约2.6 年；其中燃烧智能化控制5%节能率为暂估值，最终经济效益以实际运行及节能效果验证结果为准。

镀锌企业是天然气消耗大户，江苏兴泰能源科技有限公司，针对镀锌企业设计有专门的燃气节能和余热回收综合节能改造解决方案，为企业在工业节能改造方面提供助力。