提高鍋爐回水溫度對減少燃氣鍋爐腐蝕和節能的影響及效果

吳晨

摘 ?要：提高鍋爐回水溫度對鍋爐有著積極意義。由于燃氣燃燒時會產生水蒸氣，煙氣當中的水蒸氣在低溫情況下冷凝附著在鍋爐壁上，會對普通鋼制鍋爐產生冷凝腐蝕，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。

關鍵詞：冷凝腐蝕;回水溫度;混水泵

中圖分類號：TK229 ? ? 文獻標識碼：A ? ? ?文章編號：1006-8937（2016）03-0176-02

1 ?現狀概述

供熱初期或末期，特別是鍋爐負荷波動較大或較低時，供回水溫度普遍也會降低，此時發生的腐蝕較為強烈，這是因為，溫度較低時，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，此時的水膜呈酸性或弱酸性狀態，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過燃燒后，生成亞酸及鹽類物質，加大了其本身的濃度及數量;

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生的亞酸類物質、鹽類物質混合在一起，如使其中的氧得到電子后又析出氫氧根離子，從而加快了化學變化的速度，也就是說，煙火管的腐蝕就是由低溫煙氣冷凝引起的潮濕與金屬發生反應后形成的，如果鍋爐長期處在低溫狀態下運行，特別是在鍋爐尾部受熱面長時間處在不干燥狀況，金屬表面結露嚴重，冷凝水又不能及時排凈，這種工作環境狀況，就是導致WNS型鍋爐煙火管發生腐蝕的主要原因。

2 ?提高鍋爐回水的積極意義

我國常規的有壓熱水鍋爐的設計溫度通常在95 ℃/70 ℃下運行的，由于常壓熱水采暖系統限制了系統的進出口熱水溫度，通常采用75 ℃/55 ℃作為熱水采暖系統的運行溫度。然而在實際運行中，由于要兼顧經濟成本的考核，有一定數量的鍋爐采用低溫度、大流量的運行方式，錯誤地認為高溫水通過管路比低溫水熱損失大，以減小燃氣的消耗。

低溫差運行導致運行流量遠遠大于單臺鍋爐的額定流量，不得不多啟用鍋爐，這樣其它設備啟用數量也相應增加，每臺設備都處于低效運行，流量增大造成循環水泵電耗增加，管路中的流動阻力增加，運行和管理費用都相應增加。

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

大量實例證明，在如此低的溫度下運行產生冷凝水是不可避免的，因此要避免產生冷凝腐蝕，就要設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循環水泵直接控制一次網流量，也就是鍋爐系統的流量，來達到提高鍋爐回水溫度的目標。現階段的一次網流量一般都采用大流量的方式，使得一次網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。這是因為一方面從節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，鍋爐選型的時候考慮了今后會有供熱面積的增加，所以選用了較大蒸噸的鍋爐，使得現階段現有鍋爐的熱效率無法達到較高的水平，也就是說某些鍋爐并沒有達到它本身的最佳狀態。所以，這種大流量、小溫差的做法，會使燃氣鍋爐長期處于低溫運行的狀態，產生冷凝水是不可避免的。因此，應該提高鍋爐的供回水溫度，在保證一次網水力平衡和水管鍋爐水量要求的情況下，適當降低流量，采用小流量、大溫差的方式。然而，這種控制一次網流量的做法，要實施起來也是需要一定的條件的，例如，供熱面積不宜過大，否則影響一次網到各個換熱站的水力平衡。因此，這種控制一次網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旁通，已達到提高回水溫度的效果。通過增加回水混水泵，把鍋爐的出水再打入到回水當中，這個流量大約是鍋爐系統流量的1/3，這種方法也可以保證鍋爐回水不低于55 ℃。去年我們在自己的鍋爐房使用了這種混水泵的方案，管道離心泵流量為89 m3/h，是該鍋爐系統流量的1/3。但是，由于我們對這種提高回水溫度的方法并不十分了解，在實際應用中只是進行了很短時間的試驗。運行參數見表1。

從運行參數可以看出，在提高鍋爐目標溫度的同時，啟動混水泵，在運行初期，鍋爐的回水溫度明顯提高了，但隨之而來的是，燃氣流量的增加，這樣是不符合經濟成本考核的。隨著混水泵頻率的加大，鍋爐的出回水溫度進一步提高，燃氣流量并沒有進一步增加，反而有了小幅降低。這是因為，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，也使得供給二次網的熱量也相應的減少了，因此燃燒器不需要較大的火焰，就能維持鍋爐的熱量，燃氣量也就不是很大。如果能長時間的進行這種方法的運行，我們就可以得出更加準確的結論，以及更加科學的運行曲線。

3.3 ?兩種方法的效果比較

目前，對鍋爐混水有一種意見認為，鍋爐進水不需要提溫，本來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，再說太浪費天然氣了，實際意義不大。筆者認為，這種意見實際是在認識上存在著誤區，從理論上講，能量是守恒的，熱力學第一定律告訴我們，只要一個熱力系統和另一個熱力系統不發生冷熱交換過程，功量和熱量就不會無緣無故的自行消耗所減少或丟失，應該肯定的說是不會浪費天然氣的，從長遠觀點看問題，對防治腐蝕和延長鍋爐使用壽命還是大有益處的。所以，加裝混水泵這種方法，是值得實踐和推廣的，有利于燃氣鍋爐的穩定、健康的運行，達到減低運行維修成本和節能減排的目的。

4 ?結 ?語

隨著我國對燃料政策的調整，特別是國家對環境保護要求越來越高，燃氣鍋爐將會有一個較大的發展，我們對于燃氣鍋爐的安全運行要引起足夠重視。尤其是在冷凝腐蝕方面，一定要引起注意，用更科學更有效的方法調高鍋爐回水溫度，以提高鍋爐的熱效率，節能減排，增加鍋爐的運行壽命，是我們在今后的運行中重點研究的課題。

參考文獻：

[1] 顧永國.WNS型燃氣熱水鍋爐尾部冷凝水腐蝕分析及改進措施[J].工 ? 業鍋爐，2005，（3）.

[2] 沈貞珉，徐福安.燃氣鍋爐作業人員讀本[M].北京：中國計量出版社，

2005.

[3] 張春蕾.鍋爐高溫大溫差運行對供熱節能的影響[J].暖通空調，2009，

（12）.

[4] 邵輝緒.試論采暖系統大流量、小溫差運行機制的不合理性[J].應用能 ? 源技術，2006，（2）.