試論燃?xì)鉄崴仩t低溫腐蝕的成因與防治

張銘麟 沈陽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)計具有復(fù)雜的標(biāo)準(zhǔn)，在我國，最低額定出進水溫度問95℃/70℃，而在國外這一標(biāo)準(zhǔn)會有一定不同，一般要求高于60℃。若在工作過程中嚴(yán)格按照這些參數(shù)實施，那么結(jié)露問題通常不會發(fā)生，但是在實際工作中存在一定難度，運行情況并不能滿足上述要求。

設(shè)計熱源的過程中，一般會有“大馬拉小馬”狀況的發(fā)生，這是因為鍋爐容量通常會存在一定裕量；在某些時候，燃?xì)忮仩t運轉(zhuǎn)過程中高負(fù)荷狀態(tài)的效率可能會低于低負(fù)荷的效率，這是因為存在尾部受熱面結(jié)露時汽化潛熱的釋放以及燃?xì)馊紵膬?yōu)越性，以至于單臺鍋爐達(dá)到用熱標(biāo)準(zhǔn)時還會有額外的幾臺鍋爐持續(xù)運轉(zhuǎn)。由于上述原因，燃?xì)忮仩t在不必要工作的時候仍然會低負(fù)荷運轉(zhuǎn)，會出現(xiàn)結(jié)露的狀況。[1]

在一部分供暖地區(qū)通常會存在回水溫度較低的現(xiàn)象，對于一些小區(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，回水溫度都可能會低于40℃，低于30℃的情況也會發(fā)生。這些低溫回水如果直接由外界流入鍋爐尾部，那么會將許多煙氣余熱吸收，煙氣溫度也就會迅速降低，很可能會降低到露點溫度，這樣一來，液化產(chǎn)生的水會裹挾著酸性氣體形成酸性冷凝水，對設(shè)備造成一定程度的腐蝕。不僅如此，在長時間的腐蝕過后，產(chǎn)生的繡渣會留在管道中，逐漸積累進而引起堵塞，導(dǎo)致越來越多的酸性冷凝水回流到爐膛內(nèi)，形成惡性循環(huán)，腐蝕的范圍會越來越大，如果不對腐蝕進行處理，那么在一段時間后很可能會流入燃燒設(shè)備，造成損害，最終鍋爐也會出現(xiàn)啟動問題。

二、低溫腐蝕的防治方法

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

為了能夠有效避免低溫腐蝕，可以實施供水分流系統(tǒng)，在供水回流的情況下，鍋爐進水溫度就會得到一定的提升，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，大約在4～20mA。在接收到反饋信號后，比例積分溫度控制器就會發(fā)送指令給混水泵，混水泵在接收到信號后就會自動開啟，進行變頻調(diào)節(jié)，這樣一來，進水溫度就會得到有效調(diào)節(jié)，可以達(dá)到58℃以上。與此同時，還要對鍋爐流量數(shù)值進行采集，若高于其額定數(shù)值，那么PLC柜就會接收到信號，進而發(fā)送指令，循環(huán)泵在接收到指令后就會適當(dāng)降低循環(huán)速度，這樣進水流量也就會降低。[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，就可以對外網(wǎng)循環(huán)水量進行有效控制，這種方式通常由較高的安全性，但是對混水泵的耐高溫性能有較高的要求。

如果使用單泵系統(tǒng)，那么在很多時候并不用更新一次泵，通常只要加入合適的電動調(diào)節(jié)閥以及旁通管線即可，具備較高的經(jīng)濟性。但是在旁通水量較高的情況下，網(wǎng)絡(luò)循環(huán)水量會出現(xiàn)較為明顯的降低，調(diào)節(jié)水力平衡的過程也會更加困難，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)計鍋爐的過程中，通常需要計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，避免人們的生命財產(chǎn)損失。譬如，某一型號的鍋爐額定流量為126m3/h。在使用供水分流系統(tǒng)的情況下，一部分循環(huán)水在離開鍋爐后仍然會通過旁通管再返回鍋爐。不論是初寒期還是末寒期，鍋爐所接收的回水溫度通常會較低，這時就會增加旁通水量；而在嚴(yán)寒期時，回水溫度通常會較高，這時就會適當(dāng)降低龐統(tǒng)水量，在這個過程中，換熱階段并沒有旁通水的參與，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)的水量就會有相應(yīng)的減少，此時系統(tǒng)總阻力也會減小，循環(huán)泵若采用工頻運行，其流量會有較大幅度的增加，此時可通過變頻技術(shù)調(diào)低循環(huán)泵的運行頻率，以保持鍋爐仍以額定流量運行，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，水就會低溫沸騰，進而就會出現(xiàn)蒸汽，熱量就會在汽水凝結(jié)過程中輸出，實現(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

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，但是在實際使用中仍然存在一些問題，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)水進入鍋爐尾部的溫度，煙氣的溫度也就不會降至露點以下，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，加強了鍋爐運轉(zhuǎn)質(zhì)量。