燃氣鍋爐冷凝器凝進水控制系統改造

河南中煙工業有限責任公司南陽卷煙廠 楊如惠 王維尚 劉雨

前言

燃氣鍋爐普遍使用天燃氣，其中氫含量最高，氫質量占比20%～25%，排煙溫度相對較高，排煙中含有大量的水蒸汽。燃氣鍋爐煙氣冷凝余熱回收裝置，就是利用溫度較低的水或空氣冷卻煙氣，實現煙氣溫度降低，水蒸汽冷凝，換熱器內的水或空氣吸熱而被加熱，實現熱能回收，可有效節約生產成本，降低鍋爐的排煙溫度，以提高鍋爐的給水水溫，從而達到降低天然氣消耗，提高鍋爐的熱效率，實現鍋爐節能降耗的目的。

1 故障原因分析

燃氣鍋爐尾部安裝的箱式冷凝器是一種換熱設備，主要由箱體、內部煙管管束構成，處理合格的鍋爐軟化水通過循環泵進入冷凝器內部的煙管管束內進行不間斷循環流動，管束內的軟化水充分吸收流經管壁外的高溫煙氣，進行熱交換器，以提高鍋爐的給水溫度，但鍋爐在正常運行中發現冷凝器在運行中，凝結水量較大，部分凝結水無法排出，長期下去，將對冷凝器箱體及鍋爐尾部煙道造成腐蝕，降低鍋爐設備使用壽命。

目前存在的問題是：鍋爐的排煙溫度經過省煤器及冷凝器換熱后，由于排煙溫度太低，以至于冷凝器內部換熱管束表面溫度低于煙氣中水蒸汽的露點溫度，（水蒸汽露點溫度為50℃，如果低于50℃，水蒸汽將冷卻凝結成水滴）使流經冷凝器煙氣中的水蒸汽凝結成大量凝結水，凝結水與煙氣中的二氧化碳混合后，變成了酸性水，酸性水對冷凝器的換熱管束及箱體造成嚴重腐蝕，當冷凝水積攢較多時，還會造成省煤器及鍋爐煙箱腐蝕，縮短鍋爐的使用壽命，甚至會出現較大的安全生產事故，所以應對鍋爐冷凝器進水控制系統進行改進，避免冷凝水的產生，以提高鍋爐及附屬設備的使用壽命。

2 改進措施和具體對策

為了避免冷凝水對鍋爐產生腐蝕，一是需要提高冷凝器內部管束的表面溫度，使管束的表面溫度應略高于水蒸汽的露點溫度50℃。通過人工試驗和一周的觀察記錄，當冷凝器內部的管束表面溫度為55℃時，相對應流鍋爐尾部高溫煙氣經過冷凝器熱交換后，流經冷凝器后的排煙溫度為85℃左右，在這種情況下冷凝器內部不會產生冷凝水，由此可以得出，只要控制冷凝器的排煙溫度不低于85℃，就可以避免冷凝水的出現。

在每臺鍋爐冷凝器的進水口部位各安裝一臺電動控制閥（通過閥體上部的電動執行器進行控制閥門的開、關量的大小）；在各冷凝器的箱體上各設計安裝一個溫度傳感器以測量通過冷凝器時鍋爐煙氣的排煙溫度。另外在三臺冷凝器總回水管道與總進水管道之間設計安裝一根旁通管道，并在旁通管道上安裝一個電動控制閥、溫度傳感器和壓力傳感器。通過鍋爐中控系統PLC控制器進行控制。

具體控制模式是：

（1）在PLC控制器中進行編程，設定各臺鍋爐冷凝器排煙溫度在85～95℃，通過每臺鍋爐的排煙溫度來控制相應進入各冷凝器的水量大小，當排煙溫度低于85℃或大于95℃時，通過各溫度傳感器的輸出電壓信號利用PLC系統進行控制，使各鍋爐的排煙溫度始終控制在85～95℃，以達到各鍋爐冷凝器管束的表面溫度高于水的露點溫度。

（2）為了保證鍋爐的給水正常，軟水箱水位始終保持在正常狀態，通過安裝在總回水管道和總進水管道上電動閥、壓力傳感器來調節回水量的大小。向冷凝器供水的水壓正常壓力為0.1～0.15MPa，設定旁通管道回水壓力范圍值應小于或等于0.15MPa，當循環泵的出口水壓高于0.15MPa時，說明回水管道阻力大，回水流量小，由安裝在旁通管道上的壓力傳感器輸出信號通過PLC系統控制旁通控制閥的開、關大小，以滿足鍋爐的給水量。

3 結語

項目改造后效果：一方面徹底杜絕了冷凝器內部冷凝水的產生，避免鍋爐出現腐蝕和安全事故的發生；另一方面也相應提高了鍋爐的給水溫度，給水溫度的提升縮短了鍋爐加熱水產生蒸汽的時間，直接減少了天然氣的使用量，具有很大的節能效益。