工業鍋爐綜合除氧節能技術改造與管理

李明偉，張黎林

（河南中煙黃金葉生產制造中心，河南鄭州 450000）

工業鍋爐綜合除氧節能技術改造與管理

李明偉，張黎林

（河南中煙黃金葉生產制造中心，河南鄭州 450000）

鍋爐是卷煙企業的重要動力設備，而氧腐蝕是鍋爐系統最常見、較嚴重的故障，通過對工業鍋爐進行綜合除氧節能技術改造，不僅解決了故障問題，也大幅度提高了熱效能。

煙草企業；工業鍋爐；技術改造

10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.05.07

0 前言

某卷煙廠動力車間4臺鍋爐是德國生產的HD01-20000燃油燃氣蒸汽鍋爐，為卷煙廠制絲生產、空調系統和生活供暖供給飽和蒸汽等熱能。鍋爐給水為軟化水，采用熱力除氧法對給水進行除氧。熱力除氧水溫度達到104℃時，除氧水含氧量符合鍋爐用水質標準，除氧器始終處于沸騰狀態，大量蒸汽隨析出氧排放至室外，導致大量的能源被浪費掉，鍋爐熱力除氧用蒸汽約占鍋爐蒸汽的15%，蒸汽浪費高達6%。

1 問題分析

1.1 氧腐蝕的危害

氧腐蝕是鍋爐系統最常見也是較嚴重的腐蝕形態，一般是潰瘍型和小孔型的局部腐蝕，一旦形成小孔型腐蝕，則孔內外形成電位差，構成微型腐蝕電池，孔內腐蝕將會越來越嚴重，若不加以控制，就有穿孔的危險，而且腐蝕產物（鐵的氧化物）會隨給水進入鍋內，沉積或附著在鍋爐管壁和受熱面上，形成難溶且傳熱差的鐵垢，既浪費燃料，也嚴重危害鍋爐的安全與經濟運行。根據國家《工業鍋爐水質》標準（GB 1576—2008）規定，蒸發量在＞6 t/h的鍋爐給水必須除氧，企業可以根據因水、因爐、因地制宜的原則，自行選擇有效、經濟和簡便的除氧方式。

1.2 除氧方式與分析

（1）蒸汽熱力除氧運行費用高。熱力除氧器的運行溫度控制在≥104℃時，才能保證除氧效果的合格，消耗蒸汽約為鍋爐蒸汽的15﹪。為了使除氧器內的氣體能夠順利地排到大氣中，除氧器內須保持著比大氣壓稍高的壓力，一般為0.01 M～0.02 MPa，水溫約在104℃時才能達到最佳除氧效果。

（2）熱力除氧波動，常常會導致鍋爐和管道的局部發生氧腐蝕，屬于電化學腐蝕的一種，鍋水中的溶解氧具有去極化作用，會使腐蝕加劇。因腐蝕而產生的鐵的氧化物可能附著在爐管表面形成鐵垢，埋下更嚴重的安全隱患：若發生熱傳遞不及時，不僅會導致過熱現象，還能使爐管發生蠕變甚至發生爆管事故。

2 實施改進

結合卷煙廠鍋爐供水系統及余熱回收系統的特點，綜合熱力除氧、藥物除氧、抽真空除氧、海綿鐵除氧等各種除氧方式的優缺點，擬采用“余熱+熱力+藥物”綜合除氧技術，克服單一除氧方式之不足，發揮各種除氧方式之優點，結合鍋爐熱工系統乏汽等熱能回收利用，通過系統思考和綜合利用，達到除氧及節能之目的（圖1）。

圖1 改造后的加藥除氧裝置

（1）控制除氧器水不沸騰（建議控制在＜100℃）的前提下，優先回收余熱加熱鍋爐給水(鍋爐尾煙余熱、凝結水余熱、制絲乏汽余熱、抽真空蒸汽余熱、制絲車間燃燒爐煙氣余熱等)，在提高余熱利用率的同時，利用余熱加熱，析出部分水中溶解氧，如果水溫仍＜100℃，采用底部蒸汽加熱將水溫提高至接近100℃（不沸騰狀態），再進一步析出水中溶解氧，100～104℃區間水中含有的溶解余氧，采用環保無毒藥物除氧劑再除余氧，做到最大限度地利用余熱加熱鍋爐給水，將蒸汽消耗量降到最低，避免除氧器沸騰狀態下，大量蒸汽隨析出氧排放至室外的能源浪費。為確保除氧效果，采取多種除氧方式相結合，實現既合理及充分利用余熱，輔助藥物除氧方式，又達到最佳除氧和節能的效果。

（2）加藥除氧裝置。加藥除氧裝置是由加藥箱、3個加藥泵和控制箱等組成。加藥泵可以在手動和自動2種模式下運行，當在手動模式下時，選擇對應的啟動停止按鈕就可以分別啟動停止1號加藥泵、2號加藥泵和3號加藥泵。當選擇在自動模式下時，1號加藥泵、2號加藥泵和3號加藥泵分別與 1，2，3號除氧泵連鎖可同步啟停運行。

（3）余熱利用項目。已完成的配套綜合除氧節能技術的余熱利用項目（加熱鍋爐給水時，鍋爐給水溫度越高，水中含氧量越低），包括鍋爐煙氣余熱利用、鍋爐排污余熱利用、蒸汽凝結水回收利用、凝結水閃蒸汽余熱利用等已完成，不在贅述。

（4）未來規劃。計劃或可挖潛利用的余熱項目有：制絲車間3臺熱風爐排煙溫度都＞200℃，甚至＞300℃；制絲車間抽真空回潮蒸汽余熱回收利用（目前余熱通過冷卻塔降溫排至室外，不僅造成了浪費，還會造成局部熱島效應）；梗絲末端蒸汽乏汽排至排潮間，最終排至室外。如果這些乏汽項目通過加以綜合利用，加熱鍋爐給水，將鍋爐給水加熱至接近90℃，甚至更高，鍋爐熱力除氧就可以徹底不用新鮮蒸汽加熱，鍋爐節能至少＞10%，甚至接近15%。

3 取得效果

改造后，根據能源統計，平均每天降低蒸汽使用量＞6 t，噸蒸汽成本320元，全年按300 d運行，則全年可節省運行成本58萬元。

在現有“余熱+熱力+藥物”綜合除氧節能技術應用的基礎上，近期節能目標達到鍋爐節能6%以上，隨著各種配套余熱回收項目的實施和完善（如制絲乏汽余熱、抽真空蒸汽余熱、制絲燃燒爐煙氣余熱等逐步實施應用），遠期目標將＞10%。

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〔編輯 王永洲〕