試論燃?xì)鉄崴仩t低溫腐蝕的成因與防治

張銘麟 沈陽(yáng)星瀚市政工程有限公司

一、低溫腐蝕現(xiàn)狀

熱水鍋爐的設(shè)計(jì)具有復(fù)雜的標(biāo)準(zhǔn)，在我國(guó)，最低額定出進(jìn)水溫度問(wèn)95℃/70℃，而在國(guó)外這一標(biāo)準(zhǔn)會(huì)有一定不同，一般要求高于60℃。若在工作過(guò)程中嚴(yán)格按照這些參數(shù)實(shí)施，那么結(jié)露問(wèn)題通常不會(huì)發(fā)生，但是在實(shí)際工作中存在一定難度，運(yùn)行情況并不能滿足上述要求。

設(shè)計(jì)熱源的過(guò)程中，一般會(huì)有“大馬拉小馬”狀況的發(fā)生，這是因?yàn)殄仩t容量通常會(huì)存在一定裕量；在某些時(shí)候，燃?xì)忮仩t運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中高負(fù)荷狀態(tài)的效率可能會(huì)低于低負(fù)荷的效率，這是因?yàn)榇嬖谖膊渴軣崦娼Y(jié)露時(shí)汽化潛熱的釋放以及燃?xì)馊紵膬?yōu)越性，以至于單臺(tái)鍋爐達(dá)到用熱標(biāo)準(zhǔn)時(shí)還會(huì)有額外的幾臺(tái)鍋爐持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。由于上述原因，燃?xì)忮仩t在不必要工作的時(shí)候仍然會(huì)低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，會(huì)出現(xiàn)結(jié)露的狀況。[1]

在一部分供暖地區(qū)通常會(huì)存在回水溫度較低的現(xiàn)象，對(duì)于一些小區(qū)而言，如果缺乏節(jié)能建筑，那么不論是在初寒期還是在末寒期，回水溫度都可能會(huì)低于40℃，低于30℃的情況也會(huì)發(fā)生。這些低溫回水如果直接由外界流入鍋爐尾部，那么會(huì)將許多煙氣余熱吸收，煙氣溫度也就會(huì)迅速降低，很可能會(huì)降低到露點(diǎn)溫度，這樣一來(lái)，液化產(chǎn)生的水會(huì)裹挾著酸性氣體形成酸性冷凝水，對(duì)設(shè)備造成一定程度的腐蝕。不僅如此，在長(zhǎng)時(shí)間的腐蝕過(guò)后，產(chǎn)生的繡渣會(huì)留在管道中，逐漸積累進(jìn)而引起堵塞，導(dǎo)致越來(lái)越多的酸性冷凝水回流到爐膛內(nèi)，形成惡性循環(huán)，腐蝕的范圍會(huì)越來(lái)越大，如果不對(duì)腐蝕進(jìn)行處理，那么在一段時(shí)間后很可能會(huì)流入燃燒設(shè)備，造成損害，最終鍋爐也會(huì)出現(xiàn)啟動(dòng)問(wèn)題。

二、低溫腐蝕的防治方法

鍋爐煙氣溫度如果高于露點(diǎn)溫度，那么就不會(huì)有冷凝水的出現(xiàn)，所以，為了能夠控制煙氣的溫度在露點(diǎn)以上，那么就必須要保證鍋爐進(jìn)水溫度高于露點(diǎn)溫度，這也是最簡(jiǎn)單最有效的方法。

為了能夠有效避免低溫腐蝕，可以實(shí)施供水分流系統(tǒng)，在供水回流的情況下，鍋爐進(jìn)水溫度就會(huì)得到一定的提升，一般需要達(dá)到58℃以上。

如圖1所示，展示了兩種控制方式，分別為單泵系統(tǒng)和帶混水泵的雙泵系統(tǒng)。

圖1 單泵系統(tǒng)與雙泵系統(tǒng)

為了能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備自動(dòng)化，一般可以將一體式溫度變送器安裝到回水母管上，這樣PLC控制柜就可以接收到反饋信號(hào)，大約在4～20mA。在接收到反饋信號(hào)后，比例積分溫度控制器就會(huì)發(fā)送指令給混水泵，混水泵在接收到信號(hào)后就會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟，進(jìn)行變頻調(diào)節(jié)，這樣一來(lái)，進(jìn)水溫度就會(huì)得到有效調(diào)節(jié)，可以達(dá)到58℃以上。與此同時(shí)，還要對(duì)鍋爐流量數(shù)值進(jìn)行采集，若高于其額定數(shù)值，那么PLC柜就會(huì)接收到信號(hào)，進(jìn)而發(fā)送指令，循環(huán)泵在接收到指令后就會(huì)適當(dāng)降低循環(huán)速度，這樣進(jìn)水流量也就會(huì)降低。[2]

此外，還可以采用雙泵系統(tǒng)，由網(wǎng)絡(luò)循環(huán)泵和混水泵組合而成，調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)循環(huán)泵的最低頻率，就可以對(duì)外網(wǎng)循環(huán)水量進(jìn)行有效控制，這種方式通常由較高的安全性，但是對(duì)混水泵的耐高溫性能有較高的要求。

如果使用單泵系統(tǒng)，那么在很多時(shí)候并不用更新一次泵，通常只要加入合適的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥以及旁通管線即可，具備較高的經(jīng)濟(jì)性。但是在旁通水量較高的情況下，網(wǎng)絡(luò)循環(huán)水量會(huì)出現(xiàn)較為明顯的降低，調(diào)節(jié)水力平衡的過(guò)程也會(huì)更加困難，這通常在較小的間供一次網(wǎng)系統(tǒng)中使用。

三、供水分流系統(tǒng)的應(yīng)用

在設(shè)計(jì)鍋爐的過(guò)程中，通常需要計(jì)算額定壓力溫度下的水循環(huán)，得到的數(shù)據(jù)即為鍋爐的額定流量。為了確保鍋爐運(yùn)轉(zhuǎn)的安全性，必須要保證水循環(huán)回路流量低于額定流量。在鍋爐內(nèi)部有許多不同的回路，每個(gè)回路的循環(huán)水速都要保持在額定流量以下，這樣才可以確保其安全性，避免人們的生命財(cái)產(chǎn)損失。譬如，某一型號(hào)的鍋爐額定流量為126m3/h。在使用供水分流系統(tǒng)的情況下，一部分循環(huán)水在離開(kāi)鍋爐后仍然會(huì)通過(guò)旁通管再返回鍋爐。不論是初寒期還是末寒期，鍋爐所接收的回水溫度通常會(huì)較低，這時(shí)就會(huì)增加旁通水量；而在嚴(yán)寒期時(shí)，回水溫度通常會(huì)較高，這時(shí)就會(huì)適當(dāng)降低龐統(tǒng)水量，在這個(gè)過(guò)程中，換熱階段并沒(méi)有旁通水的參與，但是可以有效提升鍋爐出水溫度。若旁通水量較高，那么外網(wǎng)的水量就會(huì)有相應(yīng)的減少，此時(shí)系統(tǒng)總阻力也會(huì)減小，循環(huán)泵若采用工頻運(yùn)行，其流量會(huì)有較大幅度的增加，此時(shí)可通過(guò)變頻技術(shù)調(diào)低循環(huán)泵的運(yùn)行頻率，以保持鍋爐仍以額定流量運(yùn)行，從而達(dá)到節(jié)電的目的。[3]

此外，如果某些小區(qū)的建筑面積不大，那么真空熱水鍋爐也是其冬天供熱的可靠選擇，當(dāng)氣壓較低時(shí)，水就會(huì)低溫沸騰，進(jìn)而就會(huì)出現(xiàn)蒸汽，熱量就會(huì)在汽水凝結(jié)過(guò)程中輸出，實(shí)現(xiàn)煙氣中水蒸氣的汽化潛熱。

總而言之，為了能夠有效避免鍋爐尾部結(jié)露狀況的出現(xiàn)，供水分流系統(tǒng)的使用具有重要的意義。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在人們冬天的生產(chǎn)生活中，燃?xì)鉄崴仩t是不可或缺的部分，但是在實(shí)際使用中仍然存在一些問(wèn)題，其中就包括低溫腐蝕情況的發(fā)生。在這種情況下，可以采用單泵系統(tǒng)和雙泵系統(tǒng)，這樣就可以有效提升循環(huán)水進(jìn)入鍋爐尾部的溫度，煙氣的溫度也就不會(huì)降至露點(diǎn)以下，避免了酸性冷凝水的出現(xiàn)，有效避免了低溫腐蝕狀況的發(fā)生，加強(qiáng)了鍋爐運(yùn)轉(zhuǎn)質(zhì)量。