蒸汽鍋爐運行問題分析及改進措施研究

張力 石衛(wèi)忠

摘 要：燃氣式蒸汽鍋爐，熱效率低、熱能低，能耗大，存在諸多問題。本文簡述燃氣式蒸汽鍋爐系統(tǒng)工藝流程，和目前廣泛被應用的導熱油爐進行能耗對比，最后提出蒸汽鍋爐在工藝、設備等方面的改進措施，提高蒸汽鍋爐熱效率。

關(guān)鍵詞：蒸汽鍋爐導熱油爐 能耗 改進措施

一、鍋爐工藝流程及設備構(gòu)成

1.1 熱力系統(tǒng)

蒸汽鍋爐系統(tǒng)：經(jīng)軟化除氧的無氧軟化水經(jīng)鍋爐給水泵送入鍋爐，在爐內(nèi)生成0.50MPa飽和蒸汽，經(jīng)蒸汽母管進入分氣缸，再由蒸汽管網(wǎng)輸送到各蒸汽用戶，部分蒸汽經(jīng)汽-水換熱機組換熱產(chǎn)生95-70℃熱水，供各建筑物采暖，采暖熱水循環(huán)使用。蒸汽凝結(jié)水統(tǒng)一回至凝結(jié)水罐，經(jīng)化驗合格后作為鍋爐補水。

熱煤油系統(tǒng)：經(jīng)注油泵撬（含注油泵）將儲油罐的導熱油送入導熱油爐，在爐內(nèi)加熱至200℃，經(jīng)熱媒循環(huán)泵循環(huán)加壓到0.7MPa 后，進入導熱油主管網(wǎng)。

1.2 水/導熱油處理系統(tǒng)

蒸汽鍋爐：站內(nèi)水管網(wǎng)來水經(jīng)生水泵加壓進入軟化除氧成套設備進行軟化除氧，軟化無氧水進入軟化除氧水罐。

導熱油鍋爐：本系統(tǒng)以天然氣為燃料，燃料在熱媒油爐膛內(nèi)燃燒產(chǎn)生熱量，分別以輻射和對流的形式將熱量傳遞給中間熱載體（熱媒油），攜帶熱能的熱媒載體在循環(huán)泵作用下在用戶換熱設備中與用熱工質(zhì)進行換熱，從而將熱量傳給用熱工質(zhì)，實現(xiàn)加熱的目的。換熱后的熱媒油在熱媒油循環(huán)泵作用下，重新返回到熱媒油爐進行再加熱，如此實現(xiàn)連續(xù)循環(huán)加熱。

1.3 設備組成

蒸汽鍋爐組成：燃氣蒸汽鍋爐、軟化除氧成套設備、汽-水換熱機組WNS4-1.25-Q型燃氣鍋爐附件儀表、鍋爐報警裝置。特別地：鍋爐房內(nèi)蒸汽管線、采暖供回水管線必須保溫，其余管線可不保溫，但均做防腐處理。水罐、室外地面上管線也應予以保溫;鍋爐房所有管線均應進行水壓試驗，蒸汽管試驗壓力為1.60MPa，熱水管線試驗壓力為1.29MPa，水處理系統(tǒng)試壓0.6MPa，無壓管道試壓0.3MPa。

導熱油爐：熱媒油爐燃燒系統(tǒng)主要由燃氣管線部分和燃燒器組成。燃氣管線部分配有燃料氣切斷球閥、氣體過濾器、調(diào)壓器、穩(wěn)壓閥、放散閥及壓力就地顯示儀表。

二、蒸汽鍋爐運行中存在的問題

2.1 軟水系統(tǒng)含氧量超標

在交換柱內(nèi)水的除氧過程和軟化過程是同時進行的。從配藥箱流出的除氧劑藥液與原水混合后進入軟水器下口，經(jīng)過樹脂層時，除了發(fā)生軟化作用，還發(fā)生氧化還原反應，水中的溶解氧被除去，化學反應方程式如下：

2Na2SO3+O2——2Na2S04 公式（1）

由于工藝缺陷，現(xiàn)有軟水罐為常壓罐，軟水儲存過程中，不能保證密閉條件，含氧量高，超標頻繁，設備存在氧腐蝕安全風險，直接影響蒸汽鍋爐使用壽命。

2.2 爐水合格率低

2.2.1 硬度

總硬度是指水中鈣鹽和鎂鹽的總含量。單位 mmol/L。水中總硬度是鍋爐用水中一項十分重要的指標，因為硬度的大小和組成硬度鹽類的性質(zhì)，直接關(guān)系著鍋爐結(jié)生水垢的數(shù)量和性質(zhì)，關(guān)系著水處理方法的選擇和水處理成本。結(jié)合某鍋爐某月份化驗數(shù)據(jù)分析，存在超出爐水總硬標準范圍≤0.04mmol/l 的數(shù)據(jù)，說明運行過程中爐水硬度依舊存在不達標情況。

2.2.2 堿度

指水中所含能接受氫離子的物質(zhì)的含量。鍋爐水的堿度直接影響鍋爐防垢、防腐的效果，因此堿度也是鍋爐用水的一項重要指標，一般來說總堿標準范圍是6-24，而實際化驗堿度波動范圍極大，對鍋爐、管線存在腐蝕隱患。

2.2.3 PH 值

PH值是表示水的酸堿性的指標，PH越小，酸性越強，PH值等于7時為中性，無論是給水或鍋水都要求一定的PH值，因為它直接影響著鍋爐的結(jié)垢和腐蝕速度。鍋爐爐水PH值標準范圍是10-12，實際數(shù)據(jù)存在超出上限12情況出現(xiàn)，說明鍋爐爐水PH值存在不達標現(xiàn)象，嚴重影響管線和鍋爐的腐蝕速度。

因此，鍋爐運行中，由于鍋水不斷蒸發(fā)，濃縮使水中含鹽量不斷增加。化驗室需時刻監(jiān)控蒸汽鍋爐PH值、總堿度、總硬度是否達標。為了使爐水達標，鍋爐崗人員每天需要定期排污，甚至加強排污頻次。而這樣也意味著新鮮水浪費較大。

2.4 鍋爐故障率及檢修

汽水共騰問題：水位發(fā)生劇烈波動，水位表內(nèi)水位不清楚，水位報警器間斷發(fā)生高低水位報警信號。汽水共騰會引起蒸汽品質(zhì)下降、下游設備堵塞、蒸汽管網(wǎng)水擊及液位計水位不清等問題。同時，蒸汽鍋爐供熱系統(tǒng)需建鍋爐房以及水處理等輔助設施，且相同溫度下系統(tǒng)的承壓高，管網(wǎng)所用材質(zhì)要求也高，故相應投資也大。

鍋爐在年度檢修期間必須完成的工作有：1、對鍋筒受熱面內(nèi)部進行化學清洗以清除水垢;2、針對平時發(fā)現(xiàn)及需要維修的項目進行認真檢查及修理。

三、蒸汽鍋爐改進措施

3.1 降低鍋爐系統(tǒng)排污量

排污率是指鍋爐連續(xù)排污流量與實際蒸發(fā)量的比值。GB50041-2008《鍋爐房設計規(guī)范》中規(guī)定當蒸汽壓力小于或等于2.5MPa時鍋爐的排污率不宜大于10%。蒸汽壓力大于2.5MPa時鍋爐的排污率不宜超過5%。根據(jù)理論排污量，優(yōu)化鍋爐排污頻次減少排污量，加大排污次數(shù)，化驗檢測鍋爐水質(zhì)，根據(jù)化驗數(shù)據(jù)調(diào)整排污頻次。

3.2 軟水指標受控，降低腐蝕程度

目前軟水生產(chǎn)工藝是由管網(wǎng)來生水，經(jīng)軟化除氧機組后直接進罐存儲供鍋爐使用，進過優(yōu)化后，將管網(wǎng)來生水先經(jīng)自動軟化器軟化后進罐儲存，再經(jīng)除氧機組密封管網(wǎng)內(nèi)除氧后直接進入鍋爐，避免爐內(nèi)氧腐蝕的侵害。

總結(jié)

通過對某廠鍋爐運行情況分析，分析出蒸汽鍋爐在運行過程可能存在的問題，并針對這些問題提出相應的改進措施。目前軟水進罐前安裝除氧裝置使得軟水氧含量大幅下降，含量控制得當，降低鍋爐氧腐蝕程度，提高鍋爐設備的使用壽命。且該項工作節(jié)約了用水的同時也降低了電量的消耗，避免水資源浪費、達到節(jié)約成本的目的。也為今后改造供熱系統(tǒng)工藝流程和設備選型提供了經(jīng)驗。

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