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燃气热水锅炉烟气结露与腐蚀

浏览次数: 发布时间:2011/11/26 9:17:54
 
1 中瑞沈阳锅炉公司提示你燃气锅炉结露现象、原因与危害
  燃气热水锅炉在启动过程中或低水温运行时,常常出现从锅炉中向外流水的现象,流水的部位一般是在内燃烟管锅炉的低温烟箱或水管锅炉低温对流受热面处,以及锅炉钢制烟道和烟囱底部,同时在烟囱出口有明显冒水汽现象。司炉人员一般认为是锅炉受压件泄漏,但用水压试验方法检查,找不到泄漏点,锅炉在试验压力下能够保持压力稳定,在锅炉停止燃烧后,流水现象也很快就停止了。这种现象实际上并不是锅炉漏水,而是烟气中的水蒸气碰到低温壁面结露,凝结水向外渗漏。
  气体燃料的可燃成份是H2和C,它们燃烧生成H2O和CO2
  烟气中含水量很大,以我国城市常用的天然气和炼焦煤气为例,在燃气含硫和含水量不超标及燃料燃烧的过量空气系数α≤1.2的条件下,可计算得出烟气结露温度和烟气中含水量,见表1。
表1 计算结果
 
 
天然气
炼焦煤气
燃气燃烧产生的水蒸气量/m3
2.16
1.18
烟气结露温度/℃
62
69
0.7 MW锅炉额定负荷下
 
 
 烟气中含水蒸气量/m3/h
170
195
 10%水蒸气凝结为水的量/kg/h
14
16
 
  如果燃气中含硫量稍有提高或燃烧过量空气系数过大,烟气结露温度还会大幅度提高。
  现在我国热水锅炉设计参数中最低水温为回水70 ℃,供水95 ℃,设计排烟温度一般不低于140 ℃;国外有些规范规定燃气热水锅炉回水温度不能低于60 ℃。如果采用这些参数,加上烟道和烟囱有完善的保温层,一般情况下不会发生“结露”问题。但是,目前我国的实际情况是:①供热系统普遍采用大流量、小温差、低温供水运行。许多单位供水温度只有50多℃,回水温度40多℃。②在热网设计时,锅炉容量一般都留有较大裕量,有些单位在实际选用锅炉时又进一步加大容量,使锅炉总在低负荷下运行,锅炉排烟温度和热流密度都很低,因而锅炉低温段受热面壁温非常接近水温。③锅炉燃烧过量空气系数一般都偏大,有些焦化厂提供的炼焦煤气含硫量可能偏高,大多数锅炉使用的钢制烟囱未加保温。这些因素既使烟气“结露”温度提高,又使“冷面”增加,从而“结露”更为严重。
  中瑞沈阳锅炉公司提醒你“结露”的危害性是使金属表面腐蚀加剧,因为“露”都是酸性的。例如,北京某单位一台4.2 MW锅炉,燃用北京焦化厂炼焦煤气。锅炉一运行,排烟端烟箱底部就向外流水,每15 min流满一桶水(约10 kg)。不到一个采暖期即发现锅炉管板、烟管、烟囱腐蚀严重。经实地测量,发现锅炉负荷仅为额定负荷的40%,供水温度为52~58 ℃,回水温度为42~48 ℃,锅炉排烟温度仅80 ℃,这时室外温度为-7 ℃。当锅炉负荷提高到额定负荷的60%时,供水温度、回水温度、排烟温度分别提高到70,54和105 ℃,这时流水已大大减少。
2 中瑞沈阳锅炉公司提示你燃气锅炉“结露”预防措施
2.1 中瑞沈阳锅炉公司燃气锅炉设计措施
① 应尽量按锅炉参数设计系统的供水和回水温度,尤其是回水温度不宜低于70 ℃。如果从外网需要考虑,供水和回水温度不能这样高,则最好采用加装中间换热器或混水器方式将外网(二次管网)与锅炉循环系统(一次管网)分开。
  在混水方式中推荐一种双泵双混水系统(图1),其优点是锅炉循环水量、供回水温度与二次网循环水量、供回水温度互不影响。这样,二次网可采用大流量、小温差、低温供热;一次网则可尽量按照锅炉设计要求的循环量和供水温度运行。
图1 双泵双混水系统
② 供热站锅炉容量与热负荷应很好匹配,不要因裕量太大致使锅炉总在低负荷下运行。考虑到季节变化引起热负荷变化的需要,供热站最好选用2~3台锅炉,适当搭配其容量,以便不同热负荷条件下,单台锅炉尽量满负荷运行。这样还可不设置备用锅炉。
图2 回水分流系统
③ 采用图2、图3两种系统可提高锅炉受热面中的平均水温。
  图2系统不改变外网流量和温度特性,只是减少了锅炉的循环量,提高锅炉出口水温,以使锅炉受热面中平均水温提高。这种措施只能用于没有强制流动受热面的内燃烟管锅炉和自然循环水管锅炉。切忌用于强制循环水管锅炉,否则可能造成锅炉水循环事故。
图3 供水分流系统
  图3系统提高了锅炉进口水温,从而也提高了锅炉出口水温,整个锅炉受热面中的温度都得到提高,可有效防止“冷面”出现;同时不减少锅炉的循环水量,不会造成锅炉水循环不良。这种系统带来的问题是减少了外网水循环量,提高了供水温度,对外网流量和温度平衡都会产生很大影响,有时实际上不可行。
④ 钢制烟道和烟囱一定要采取外保温措施。
2.2 中瑞沈阳锅炉公司提示燃气锅炉运行措施
  ① 应尽量使单台锅炉在满负荷下运行,锅炉进水温度要控制在60~70 ℃以上,采用图2系统时,应使锅炉进出口平均温度达到70~80 ℃以上。烧天然气时控制温度可低一些,烧炼焦气和其他燃气结露温度较高的气体时,控制温度应高一些。尽量不要频繁启停锅炉。
  ② 尽量将炉膛过量空气系数调节到1.15左右,最高不超过1.2。
  ③ 要求供气单位提供燃气成分和热值的可靠数据,特别是燃气含硫量和含水量,以便分析烟气结露温度情况,采取相应措施。
  ④ 如果锅炉裕量太大,可采取用耐火材料覆盖部分受热面或烟气流程短路措施,使锅炉排烟温度维持在120 ℃以上。
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