提高鍋爐回水溫度對(duì)減少燃?xì)忮仩t腐蝕和節(jié)能的影響及效果

吳晨

摘 ?要：提高鍋爐回水溫度對(duì)鍋爐有著積極意義。由于燃?xì)馊紵龝r(shí)會(huì)產(chǎn)生水蒸氣，煙氣當(dāng)中的水蒸氣在低溫情況下冷凝附著在鍋爐壁上，會(huì)對(duì)普通鋼制鍋爐產(chǎn)生冷凝腐蝕，從而加大了鍋爐的維修成本。而提高鍋爐回水溫度，可有效減少鍋爐中冷凝水的產(chǎn)生。在提高鍋爐回水的諸多方法中，增加混水泵，是比較好控制和效果好的一種方法。

關(guān)鍵詞：冷凝腐蝕;回水溫度;混水泵

中圖分類(lèi)號(hào)：TK229 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ?文章編號(hào)：1006-8937（2016）03-0176-02

1 ?現(xiàn)狀概述

供熱初期或末期，特別是鍋爐負(fù)荷波動(dòng)較大或較低時(shí)，供回水溫度普遍也會(huì)降低，此時(shí)發(fā)生的腐蝕較為強(qiáng)烈，這是因?yàn)?，溫度較低時(shí)，煙氣較為潮濕，空氣中的水分吸附在金屬表面上，形成薄薄的水膜，此時(shí)的水膜呈酸性或弱酸性狀態(tài)，原因如下：

一是煙氣本身就含有酸性氣體成份，這些酸性或弱酸性氣體經(jīng)過(guò)燃燒后，生成亞酸及鹽類(lèi)物質(zhì)，加大了其本身的濃度及數(shù)量;

二是酸中的氫離子得到電子后析出氫氣H↑形成了析氫腐蝕;

三是被電離的鐵離子及產(chǎn)生的亞酸類(lèi)物質(zhì)、鹽類(lèi)物質(zhì)混合在一起，如使其中的氧得到電子后又析出氫氧根離子，從而加快了化學(xué)變化的速度，也就是說(shuō)，煙火管的腐蝕就是由低溫?zé)煔饫淠鸬某睗衽c金屬發(fā)生反應(yīng)后形成的，如果鍋爐長(zhǎng)期處在低溫狀態(tài)下運(yùn)行，特別是在鍋爐尾部受熱面長(zhǎng)時(shí)間處在不干燥狀況，金屬表面結(jié)露嚴(yán)重，冷凝水又不能及時(shí)排凈，這種工作環(huán)境狀況，就是導(dǎo)致WNS型鍋爐煙火管發(fā)生腐蝕的主要原因。

2 ?提高鍋爐回水的積極意義

我國(guó)常規(guī)的有壓熱水鍋爐的設(shè)計(jì)溫度通常在95 ℃/70 ℃下運(yùn)行的，由于常壓熱水采暖系統(tǒng)限制了系統(tǒng)的進(jìn)出口熱水溫度，通常采用75 ℃/55 ℃作為熱水采暖系統(tǒng)的運(yùn)行溫度。然而在實(shí)際運(yùn)行中，由于要兼顧經(jīng)濟(jì)成本的考核，有一定數(shù)量的鍋爐采用低溫度、大流量的運(yùn)行方式，錯(cuò)誤地認(rèn)為高溫水通過(guò)管路比低溫水熱損失大，以減小燃?xì)獾南摹?/p>

低溫差運(yùn)行導(dǎo)致運(yùn)行流量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于單臺(tái)鍋爐的額定流量，不得不多啟用鍋爐，這樣其它設(shè)備啟用數(shù)量也相應(yīng)增加，每臺(tái)設(shè)備都處于低效運(yùn)行，流量增大造成循環(huán)水泵電耗增加，管路中的流動(dòng)阻力增加，運(yùn)行和管理費(fèi)用都相應(yīng)增加。

低溫差這樣的運(yùn)行方式，鍋爐的進(jìn)出水比上述溫度要低的多，在常壓熱水鍋爐的運(yùn)行中這種現(xiàn)象更普遍一些，大部分鍋爐廠和設(shè)計(jì)院要求回水溫度不低于55 ℃。

大量實(shí)例證明，在如此低的溫度下運(yùn)行產(chǎn)生冷凝水是不可避免的，因此要避免產(chǎn)生冷凝腐蝕，就要設(shè)法提高鍋爐的回水溫度。

3 ?提高鍋爐回水溫度的兩種方法及效果

3.1 ?第一種方法

第一種方法可以利用一次網(wǎng)循環(huán)水泵直接控制一次網(wǎng)流量，也就是鍋爐系統(tǒng)的流量，來(lái)達(dá)到提高鍋爐回水溫度的目標(biāo)?，F(xiàn)階段的一次網(wǎng)流量一般都采用大流量的方式，使得一次網(wǎng)與換熱器的熱交換頻率加快了，鍋爐就可以采用較低溫度的供回水溫度。這是因?yàn)橐环矫鎻墓?jié)能降耗的角度考慮的;另一方面某些鍋爐房在先期改造鍋爐房，鍋爐選型的時(shí)候考慮了今后會(huì)有供熱面積的增加，所以選用了較大蒸噸的鍋爐，使得現(xiàn)階段現(xiàn)有鍋爐的熱效率無(wú)法達(dá)到較高的水平，也就是說(shuō)某些鍋爐并沒(méi)有達(dá)到它本身的最佳狀態(tài)。所以，這種大流量、小溫差的做法，會(huì)使燃?xì)忮仩t長(zhǎng)期處于低溫運(yùn)行的狀態(tài)，產(chǎn)生冷凝水是不可避免的。因此，應(yīng)該提高鍋爐的供回水溫度，在保證一次網(wǎng)水力平衡和水管鍋爐水量要求的情況下，適當(dāng)降低流量，采用小流量、大溫差的方式。然而，這種控制一次網(wǎng)流量的做法，要實(shí)施起來(lái)也是需要一定的條件的，例如，供熱面積不宜過(guò)大，否則影響一次網(wǎng)到各個(gè)換熱站的水力平衡。因此，這種控制一次網(wǎng)的方法是不能很精確的控制鍋爐的回水溫度的。

3.2 ?第二種方法

第二種方法就是在鍋爐的供回水之間加一個(gè)旁通，已達(dá)到提高回水溫度的效果。通過(guò)增加回水混水泵，把鍋爐的出水再打入到回水當(dāng)中，這個(gè)流量大約是鍋爐系統(tǒng)流量的1/3，這種方法也可以保證鍋爐回水不低于55 ℃。去年我們?cè)谧约旱腻仩t房使用了這種混水泵的方案，管道離心泵流量為89 m3/h，是該鍋爐系統(tǒng)流量的1/3。但是，由于我們對(duì)這種提高回水溫度的方法并不十分了解，在實(shí)際應(yīng)用中只是進(jìn)行了很短時(shí)間的試驗(yàn)。運(yùn)行參數(shù)見(jiàn)表1。

從運(yùn)行參數(shù)可以看出，在提高鍋爐目標(biāo)溫度的同時(shí)，啟動(dòng)混水泵，在運(yùn)行初期，鍋爐的回水溫度明顯提高了，但隨之而來(lái)的是，燃?xì)饬髁康脑黾?，這樣是不符合經(jīng)濟(jì)成本考核的。隨著混水泵頻率的加大，鍋爐的出回水溫度進(jìn)一步提高，燃?xì)饬髁坎](méi)有進(jìn)一步增加，反而有了小幅降低。這是因?yàn)?，混水泵把一部分出水打回了鍋爐，直接提高了回水溫度，而且鍋爐出水量的減小，也使得供給二次網(wǎng)的熱量也相應(yīng)的減少了，因此燃燒器不需要較大的火焰，就能維持鍋爐的熱量，燃?xì)饬恳簿筒皇呛艽蟆Ｈ绻荛L(zhǎng)時(shí)間的進(jìn)行這種方法的運(yùn)行，我們就可以得出更加準(zhǔn)確的結(jié)論，以及更加科學(xué)的運(yùn)行曲線。

3.3 ?兩種方法的效果比較

目前，對(duì)鍋爐混水有一種意見(jiàn)認(rèn)為，鍋爐進(jìn)水不需要提溫，本來(lái)鍋爐出水溫度就不是很高，再讓混水自耗一部分，送出的熱量就不夠用了，再說(shuō)太浪費(fèi)天然氣了，實(shí)際意義不大。筆者認(rèn)為，這種意見(jiàn)實(shí)際是在認(rèn)識(shí)上存在著誤區(qū)，從理論上講，能量是守恒的，熱力學(xué)第一定律告訴我們，只要一個(gè)熱力系統(tǒng)和另一個(gè)熱力系統(tǒng)不發(fā)生冷熱交換過(guò)程，功量和熱量就不會(huì)無(wú)緣無(wú)故的自行消耗所減少或丟失，應(yīng)該肯定的說(shuō)是不會(huì)浪費(fèi)天然氣的，從長(zhǎng)遠(yuǎn)觀點(diǎn)看問(wèn)題，對(duì)防治腐蝕和延長(zhǎng)鍋爐使用壽命還是大有益處的。所以，加裝混水泵這種方法，是值得實(shí)踐和推廣的，有利于燃?xì)忮仩t的穩(wěn)定、健康的運(yùn)行，達(dá)到減低運(yùn)行維修成本和節(jié)能減排的目的。

4 ?結(jié) ?語(yǔ)

隨著我國(guó)對(duì)燃料政策的調(diào)整，特別是國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)要求越來(lái)越高，燃?xì)忮仩t將會(huì)有一個(gè)較大的發(fā)展，我們對(duì)于燃?xì)忮仩t的安全運(yùn)行要引起足夠重視。尤其是在冷凝腐蝕方面，一定要引起注意，用更科學(xué)更有效的方法調(diào)高鍋爐回水溫度，以提高鍋爐的熱效率，節(jié)能減排，增加鍋爐的運(yùn)行壽命，是我們?cè)诮窈蟮倪\(yùn)行中重點(diǎn)研究的課題。

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