燃气红外辐射采暖技术设备选型

天然气分输站场加热设备选型分析摘要：合理地选择加热设备类型对于保证天然气分输站场的安全生产运行具有重要意义，本文对天然气分输站场加热设备特点进行分析，结合近年来实际运行状况归纳出水套炉、真空炉、热媒炉、电加热器等常规加热设备以及新型的催化式红外加热炉的加热特点和适用范围，并通过工程实例进行技术经济分析，推荐出适合工程应用的加热设备选型，保障天然气分输站场的安全平稳运行。

关键词：天然气分输站场；加热设备；热负荷；选型；红外加热一、引言在天然气分输站场中，通常需调压后向下游用户进行分输，受焦耳-汤姆逊效应影响，压降较大时会导致天然气温降也较大，埋地管道容易出现冻胀和应力集中等问题，因此，在分输站场中一般在计量后需对天然气进行预加热，达到工艺所需温度后，经调压出站实现分输，根据不同站场的输气工况，合理选择加热设备类型对于保证天然气站场的安全生产运行具有重要意义[1][2]。

在国内天然气分输站场中，应用较多的有水套炉、真空炉、热媒炉、电加热器等常规加热设备[3]。

近年来，随着国外新工艺、新技术的引入，一种新型的加热设备逐渐进入长输管道行业——催化式红外加热炉，与常规加热设备采用热媒介换热不同，催化式红外加热设备通过在低温条件下天然气与氧气发生氧化还原反应，产生红外线辐射对管道直接进行加热。

本文通过对西气东输某输气站场中加热设备进行选型研究，分析包括催化式红外加热炉在内的各类型加热设备在天然气分输站场中的应用特点和范围。

二、加热负荷计算在加热设备选型分析之前，需结合站场运行工况计算所需加热负荷[4]。

在保证站场调压后温度不低于0℃的情况下，选取冬季高峰小时用气工况进行计算，热负荷计算公式如下：P= V•ρ•（H1-H2）/3600×24/η（1）其中：P——加热设备功率，kW；V——气体体积流量，Nm3/d；ρ——气体密度，kg/ m3；η——加热效率，取85%；H1——加热器出口温度对应气体焓值，kJ/kg；H2——加热器进口温度对应气体焓值，kJ/kg。

浅谈燃气红外线辐射采暖几类产品应用一、燃气红外线辐射采暖设备的分类1、按系统压力划分：正压设备、负压设备；2、按设备外形划分：管式设备、板式设备；3、按尾气排放方式划分：单体式设备、组合式设备；4、按运行设备表面温度划分：柔强辐射采暖设备、高强辐射采暖设备。

二、关于柔强辐射采暖设备的进一步划分中温小管辐射采暖设备辐射管的表面温度在300～500摄氏度，单套设备加热量一般在10～50kW，是国内最广泛应用的辐射采暖设备，占国内98%以上的市场。

其优势主要体现为：设备质轻、效果显著、安装简单、分区控制灵活。

此类设备基本为管式设备，正压、负压产品均有。

正压产品一般用于尾气直接排放于室内，负压产品一般用于尾气排至室外。

低温大管辐射采暖设备辐射管的表面温度在100～300摄氏度之间，由于辐射管表面温度偏低，辐射热在传输过程中相对于小管产品随吊装高度的增加损失的热量较多，因此此类设备不宜高空安装，比较适合于12m以下的采暖空间。

采用水平吊装采暖效果更为有利。

三、关于高强辐射采暖设备高强辐射采暖设备运行后陶瓷板表面温度在850℃左右，燃烧产生的热量通过陶瓷板和反射罩直接被辐射到需要加热的人和物体。

燃烧产生的尾气可以通过屋顶风机排出，在通风量较好的高大空间内也可以直接排放在室内。

此类产品的优势在于：外形简单，占用空间少，升温速度快，采暖效果直接，比较适合应用于局部采暖。

四、关于谈及大管设备和小管设备哪个更好的误区：1、两种设备的相同点：辐射原理、控制运行方式、设备负荷计算及基本布置形式相同。

2、两种设备的不同点：1）辐射管表面温度不同（应用高度不同）。

大管设备适合应用于12m以下的采暖空间。

小管设备由于辐射管表面温度较高，可以安装于更高的位置而热量损失很少。

2）燃气管线与设备的连接位置不同。

大管设备的燃烧器一般安装于厂房侧墙外或屋顶上，采暖空间没有燃气管道敷设，燃气系统可均在采暖空间外。

小管设备每套设备本体（包含燃烧器）均在室内安装，所以燃气系统全部在室内敷设3）控制分区大小不同。

燃气红外线辐射供暖系统的说明法国燃气供暖工业公司长春办事处吉林省恒瑞通用设备有限公司目录一、引言 (3)二、燃气红外线辐射供暖系统的基本原理 (3)三、燃气红外线辐射供暖系统的应用范围及目标客户 (4)四、燃气红外线辐射供暖系统的优点 (4)五、用气量与采暖面积的关系 (10)六、采暖系统投资成本（含设备费、安装费）估算与比较（与集中供暖比较） (10)七、采暖系统运行成本估算与比较（与集中供热比较） (11)一、引言长期以来，厂房、仓库、温室大棚、体育场馆等高大空间建筑物的采暖设计一直是困扰暖通工程师们的一个难题。

传统的散热器采暖系统、热风系统或中央空调系统，不仅投资大，而且不节能、不环保、舒适度差。

随着世界能源危机的加剧，这种对流式采暖方式已经不能适应现代文明工业的要求。

能否找到一种节能、环保、投资小、效果好的供暖方式呢？法国燃气供暖工业公司的“GAZ INDUSTRIE燃气红外线辐射供暖系统”为我们提供了理想的解决方案。

这种方案基于“太阳加热地球表面”的原理，同时融入了安全、节能、环保和以人为本的现代文明理念。

它就像太阳一样，照到哪里就把温暖带到哪里，尤其适合高大空间建筑物的供暖，给广大暖通工程师和工、农、商业领域的高大厂房用户采暖带来了福音。

二、“GAZ INDUSTRIE燃气红外线辐射供暖系统”的基本原理热量传递的方式有传导、对流、辐射三种。

太阳距离地球1.5亿公里，却能将它热能传送到地球表面，其采用的正是红外线辐射的传递方式。

“GAZ INDUSTRIE燃气红外线辐射供暖系统”是基于“太阳加热地球表面”的原理，利用天然气、液化石油气等洁净能源在设备内燃烧而辐射出红外线进行供暖的。

太阳加热地球表面与散热器、热风或空调加热的原理不同，它不需要加热地球大气层中的空气，而是靠太阳光中的红外线将热量辐射到地球表面，对辐射到的区域进行直接加热。

红外线是整个电磁波波谱中的一部分，不同波长的电磁波接触到物体之后，将产生不同的效应。

燃气红外线辐射采暖技术及其应用(1)高大厂房建筑因体量大造成温度梯度大、温度分布不均匀，这一问题长期困扰着设计人员。

燃气红外线辐射采暖技术是从国外引进的一种新兴技术，对解决这个问题很有帮助。

本文阐述了燃气红外线辐射采暖的原理，分析了辐射采暖方式的特点，并用实例介绍了这种采暖方式的设计方法。

关键词：定检机库天然气红外线辐射采暖节能1 引言我国的天然气资源非常丰富，随着国家能源战略的转移和勘探开采技术的不断发展，近年来在我国西部探明并成功开发了一批优质天然气田，现已形成塔里木、柴达木、陕甘宁和川渝4个国家级的天然气田，已经具备了天然气产业发展的基础和条件。

据悉，天然气作为一种清洁高效的能源和优质化工原料，在全世界能源结构中所占的比例已达24％，而在我国，目前天然气在能源结构中所占的比例只有2.2％。

据中国石油天然气集团公司副总经理郑虎在2000中国国际石油天然气会议新闻发布会上透露，我国已将天然气开发和利用作为21世纪初能源结构优化和石油工业产业升级的重点，争取用十年左右的时间，使天然气在中国能源消费结构中的比重由目前的2.2％提高到8％左右, 随着新疆塔里木全国最大的天然气田的诞生及西气东输工程的实施，连同开发海上石油天然气和利用国外天然气在内，到2010年将有望实现这个目标[1]。

勿庸置疑，在国家大力发展天然气工业的形势下，天然气作为清洁能源在工业生产和国民生活的能源消费中所占比例将越来越大。

在这种情况下，如何响应国家政策，更好地推广天然气在暖通空调业的应用的问题，是摆在业内人士尤其是暖通空调设备制造厂家、销售商家和设计人员面前的一个课题。

本文结合工程实例对燃气红外线辐射采暖技术及其应用作一个简介绍。

2 燃气红外线辐射采暖技术特点分析燃气红外线辐射采暖技术是一种低强度远红外辐射采暖技术，以其均匀舒适的供暖性能、高效节能的运转方式、保护环境和安装方便的优良特性在大空间建筑采暖方面备受青睐。

2.1 基本原理燃气红外线辐射采暖系统由一个或多个独立的真空系统组成。

燃气红外线辐射供暖系统高大空间燃气红外线辐射供暖系统法国燃气供暖工业公司中国代表处Representation of Gaz Industrie in China长期以来，厂房、体育馆、仓库等具有高大空间的建筑物的供暖设计一直是困绕暖通工程师的一个难题。

常规的对流散热器供暖方式中，由锅炉房来的热媒(热水或蒸汽)经过输送管路(热网)将热媒送至用户(散热器)。

供暖系统如图,所示。

在这种供暖系统中，在用户端散热器先加热空气，由于冷热空气的密度差，空间内热空气向上流动, 冷空气向下流动，导致房间内温度产生严重的垂直失调，产生大量的无效耗热量。

采用这种方式供暖，为了达到一定的供热效果，必须加热建筑物里的所有空气，而热空气又总是在房间的上半部分，实际需要供暖的人和物体都在温度较低的房间底部，因此，热的有效利用率较低，特别是对一些大空间、半开放式空间供热，采用这种供暖对流方式热损失更大，供暖效果更差。

往往房间顶部温度高，底部温度低。

房间高度越高，这种作用越明显，有的房顶温度高达40?，而人的活动空间温度却只有3-5?。

这样的温度分布，不但人体感觉不舒服，而且造成大量能源浪费。

而且，由于空气对流作用，容易产生扬灰现象，影响人体健康。

燃气辐射供暖是利用天然气、液化石油气等可燃气体，在特殊的燃烧装置—辐射管内燃烧而辐射出各种波长的红外线进行供暖的。

我们知道，物体的辐射强度与热力学温度的四次方成正比。

温度越高，辐射强度越高。

辐射供暖克服了常规供暖在高大空间建筑物供暖中产1生的垂直失调。

根据辐射强度的不同分为高强度、中强度和低强度。

高强度设备通常用在空间高度特别大的建筑物(20米以上)，辐射体表面温度一般在900?以上。

中强度设备辐射体表面温度一般在550?左右，适用于中等高度的建筑物(3米以上，20米以下)，它的应用范围最广。

低强度设备辐射体表面温度一般在500?以下。

高强度辐射设备一般为陶瓷辐射板式，中强度设备一般都是辐射管式的。

燃气红外线辐射供暖5.6.1采用燃气红外线辐射供暖时，必须采取相应的防火和通风换气等安全措施，并符合国家现行有关燃气、防火规范的要求。

5.6.2燃气红外线辐射供暖的燃料，可采用天然气、人工煤气、液化石油气等。

燃气质量、燃气输配系统应符合现行国家标准《城镇燃气设计规范》GB 50028的有关规定。

5.6.3燃气红外线辐射器的安装高度不宜低于3m。

5.6.4燃气红外线辐射器用于局部工作地点供暖时，其数量不应少于两个，且应安装在人体不同方向的侧上方。

5.6.5布置全面辐射供暖系统时，沿四周外墙、外门处的辐射器散热量不宜少于总热负荷的60%。

5.6.6由室内供应空气的空间应能保证燃烧器所需要的空气量。

当燃烧器所需要的空气量超过该空间0.5次／h的换气次数时，应由室外供应空气。

5.6.7燃气红外线辐射供暖系统采用室外供应空气时，进风口应符合下列规定：1 设在室外空气洁净区，距地面高度不低于2m；2 距排风口水平距离大于6m；当处于排风口下方时，垂直距离不小于3m；当处于排风口上方时，垂直距离不小于6m；3 安装过滤网。

5.6.8无特殊要求时，燃气红外线辐射供暖系统的尾气应排至室外。

排风口应符合下列规定：1 设在人员不经常通行的地方，距地面高度不低于2m；2 水平安装的排气管，其排风口伸出墙面不少于0.5m；3 垂直安装的排气管，其排风口高出半径为6m以内的建筑物最高点不少于1m；4 排气管穿越外墙或屋面处，加装金属套管。

5.6.9燃气红外线辐射供暖系统应在便于操作的位置设置能直接切断供暖系统及燃气供应系统的控制开关。

利用通风机供应空气时，通风机与供暖系统应设置连锁开关。

条文说明5.6燃气红外线辐射供暖5.6.1燃气红外线辐射供暖使用安全原则。

强制性条文。

燃气红外线辐射供暖通常有炽热的表面，因此设置燃气红外线辐射供暖时，必须采取相应的防火和通风换气等安全措施。

燃烧器工作时，需对其供应一定比例的空气量，并放散二氧化碳和水蒸气等燃烧产物，当燃烧不完全时，还会生成一氧化碳。

燃气红外线辐射采暖简介一、红外线辐射采暖的原理热量的传递有三种方式，即：传导、对流和热辐射。

其中辐射方式是热量传递过程中能量损失最小、传递速度最快的一种。

太阳的热能就是以光的形式、辐射的方式传输给地球的。

当红外线穿过空气层时，并不为空气所吸收，它能穿透空气层而被物体直接吸收并转变为热量。

燃气红外线辐射采暖模拟太阳辐射地球的原理，利用可燃的气体、液体或固体，通过特殊的燃烧装置――燃烧器进行点燃，将辐射管加热到一定温度而辐射出各种波长的红外线进行供暖。

在整个红外线波段中，波长3～5μm的红外线，温度在306～693℃的辐射热穿过空气时的透射率是最好的，不易被二氧化碳和水蒸气吸收，燃气红外线辐射采暖设备辐射管发射出的红外线波长在波长集中在3.75～5（300～500℃）μm之间，在热辐射波长的最佳热特性范围之内。

不仅如此，红外线还能穿透物体或人体表面层一定深度，从内部对物体或人体进行加热。

二、传统空气对流采暖和燃气红外线辐射采暖加热方式的比较：对于传统空气对流采暖，它是先加热采暖设备周围的空气，再通过空气流动过程中的传导和对流加热采暖目标物，当地面2米以下范围内的工作区温度达到16度时，房间屋顶上方温度已达30-40度，这种对流采暖主要的弊端在于能源的浪费情况严重，大部分有效的热量在过程中都散失到了非采暖区域。

如果是厂房空调或是暖风机采暖的情况，对于洁净度不高的空间还会出现热风浮尘的现场。

燃气红外线辐射采暖，是穿透空气层而不被空气所吸收，直接加热被辐射到的人和物体，当地面以下2米范围内的工作区温度达到16度时，房间屋顶上方的温度不到20度，整个采暖空间在垂直高度方向上的温度梯度很小，同时不占用室内有效空间，也节省了宝贵的水资源。

针对高大空间，辐射采暖更经济、更高效。

三、辐射采暖五大基本系统构成及解释说明1、辐射采暖系统主要包括：燃烧器（辐射采暖设备的核心元件，用于控制设备点火和熄火的装置）、辐射管（热浸铝低碳钢管，被加热到一定高温后向采暖空间辐射热量的组件）、反射板（阻隔和反射辐射管产生热量的向上损失且反射至采暖空间）、设备吊架（用于支撑、固定设备反射板且作为设备吊装点的组件）、气流调节器（用于调节、稳定采暖设备运行时压力参数的装置）。

关于“燃气辐射采暖方案和报价”对比状况说明
根据我公司提供的厂房平面图和立面图、相关问题说明、温度（14度）的要求，现共有4家辐射采暖单位进行了施工方案的编制和报价。

注：XX公司与XX科技公司的报价只有燃气设备及安装费用的报价，图纸只有设备布置平面图。

XX科技公司的报价包括了室内外全部的燃气设备、燃气管道、工艺燃气管道的安装及材料费，图纸只有设备的平面布置图。

XX公司的报价包括了室内全部的燃气设备、燃气管道、工艺燃气管道的安装及材料费，图纸比较详细。

详细情况见附表：
XX项目燃气辐射采暖方案报价比选基本状况。