蒸汽鍋爐運(yùn)行問(wèn)題分析及改進(jìn)措施研究

張力 石衛(wèi)忠

摘 要：燃?xì)馐秸羝仩t，熱效率低、熱能低，能耗大，存在諸多問(wèn)題。本文簡(jiǎn)述燃?xì)馐秸羝仩t系統(tǒng)工藝流程，和目前廣泛被應(yīng)用的導(dǎo)熱油爐進(jìn)行能耗對(duì)比，最后提出蒸汽鍋爐在工藝、設(shè)備等方面的改進(jìn)措施，提高蒸汽鍋爐熱效率。

關(guān)鍵詞：蒸汽鍋爐導(dǎo)熱油爐 能耗 改進(jìn)措施

一、鍋爐工藝流程及設(shè)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(wú)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(jìn)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(jī)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(yàn)合格后作為鍋爐補(bǔ)水。

熱煤油系統(tǒng)：經(jīng)注油泵撬（含注油泵）將儲(chǔ)油罐的導(dǎo)熱油送入導(dǎo)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(jìn)入導(dǎo)熱油主管網(wǎng)。

1.2 水/導(dǎo)熱油處理系統(tǒng)

蒸汽鍋爐：站內(nèi)水管網(wǎng)來(lái)水經(jīng)生水泵加壓進(jìn)入軟化除氧成套設(shè)備進(jìn)行軟化除氧，軟化無(wú)氧水進(jìn)入軟化除氧水罐。

導(dǎo)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(duì)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(shè)備中與用熱工質(zhì)進(jìn)行換熱，從而將熱量傳給用熱工質(zhì)，實(shí)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(jìn)行再加熱，如此實(shí)現(xiàn)連續(xù)循環(huán)加熱。

1.3 設(shè)備組成

蒸汽鍋爐組成：燃?xì)庹羝仩t、軟化除氧成套設(shè)備、汽-水換熱機(jī)組WNS4-1.25-Q型燃?xì)忮仩t附件儀表、鍋爐報(bào)警裝置。特別地：鍋爐房?jī)?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(yīng)予以保溫;鍋爐房所有管線均應(yīng)進(jìn)行水壓試驗(yàn)，蒸汽管試驗(yàn)壓力為1.60MPa，熱水管線試驗(yàn)壓力為1.29MPa，水處理系統(tǒng)試壓0.6MPa，無(wú)壓管道試壓0.3MPa。

導(dǎo)熱油爐：熱媒油爐燃燒系統(tǒng)主要由燃?xì)夤芫€部分和燃燒器組成。燃?xì)夤芫€部分配有燃料氣切斷球閥、氣體過(guò)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(yùn)行中存在的問(wèn)題

2.1 軟水系統(tǒng)含氧量超標(biāo)

在交換柱內(nèi)水的除氧過(guò)程和軟化過(guò)程是同時(shí)進(jìn)行的。從配藥箱流出的除氧劑藥液與原水混合后進(jìn)入軟水器下口，經(jīng)過(guò)樹(shù)脂層時(shí)，除了發(fā)生軟化作用，還發(fā)生氧化還原反應(yīng)，水中的溶解氧被除去，化學(xué)反應(yīng)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(chǔ)存過(guò)程中，不能保證密閉條件，含氧量高，超標(biāo)頻繁，設(shè)備存在氧腐蝕安全風(fēng)險(xiǎn)，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(xiàng)十分重要的指標(biāo)，因?yàn)橛捕鹊拇笮『徒M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(yàn)數(shù)據(jù)分析，存在超出爐水總硬標(biāo)準(zhǔn)范圍≤0.04mmol/l 的數(shù)據(jù)，說(shuō)明運(yùn)行過(guò)程中爐水硬度依舊存在不達(dá)標(biāo)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(xiàng)重要指標(biāo)，一般來(lái)說(shuō)總堿標(biāo)準(zhǔn)范圍是6-24，而實(shí)際化驗(yàn)堿度波動(dòng)范圍極大，對(duì)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(biāo)，PH越小，酸性越強(qiáng)，PH值等于7時(shí)為中性，無(wú)論是給水或鍋水都要求一定的PH值，因?yàn)樗苯佑绊懼仩t的結(jié)垢和腐蝕速度。鍋爐爐水PH值標(biāo)準(zhǔn)范圍是10-12，實(shí)際數(shù)據(jù)存在超出上限12情況出現(xiàn)，說(shuō)明鍋爐爐水PH值存在不達(dá)標(biāo)現(xiàn)象，嚴(yán)重影響管線和鍋爐的腐蝕速度。

因此，鍋爐運(yùn)行中，由于鍋水不斷蒸發(fā)，濃縮使水中含鹽量不斷增加?；?yàn)室需時(shí)刻監(jiān)控蒸汽鍋爐PH值、總堿度、總硬度是否達(dá)標(biāo)。為了使?fàn)t水達(dá)標(biāo)，鍋爐崗人員每天需要定期排污，甚至加強(qiáng)排污頻次。而這樣也意味著新鮮水浪費(fèi)較大。

2.4 鍋爐故障率及檢修

汽水共騰問(wèn)題：水位發(fā)生劇烈波動(dòng)，水位表內(nèi)水位不清楚，水位報(bào)警器間斷發(fā)生高低水位報(bào)警信號(hào)。汽水共騰會(huì)引起蒸汽品質(zhì)下降、下游設(shè)備堵塞、蒸汽管網(wǎng)水擊及液位計(jì)水位不清等問(wèn)題。同時(shí)，蒸汽鍋爐供熱系統(tǒng)需建鍋爐房以及水處理等輔助設(shè)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(yīng)投資也大。

鍋爐在年度檢修期間必須完成的工作有：1、對(duì)鍋筒受熱面內(nèi)部進(jìn)行化學(xué)清洗以清除水垢;2、針對(duì)平時(shí)發(fā)現(xiàn)及需要維修的項(xiàng)目進(jìn)行認(rèn)真檢查及修理。

三、蒸汽鍋爐改進(jìn)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(shí)際蒸發(fā)量的比值。GB50041-2008《鍋爐房設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定當(dāng)蒸汽壓力小于或等于2.5MPa時(shí)鍋爐的排污率不宜大于10%。蒸汽壓力大于2.5MPa時(shí)鍋爐的排污率不宜超過(guò)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(yàn)檢測(cè)鍋爐水質(zhì)，根據(jù)化驗(yàn)數(shù)據(jù)調(diào)整排污頻次。

3.2 軟水指標(biāo)受控，降低腐蝕程度

目前軟水生產(chǎn)工藝是由管網(wǎng)來(lái)生水，經(jīng)軟化除氧機(jī)組后直接進(jìn)罐存儲(chǔ)供鍋爐使用，進(jìn)過(guò)優(yōu)化后，將管網(wǎng)來(lái)生水先經(jīng)自動(dòng)軟化器軟化后進(jìn)罐儲(chǔ)存，再經(jīng)除氧機(jī)組密封管網(wǎng)內(nèi)除氧后直接進(jìn)入鍋爐，避免爐內(nèi)氧腐蝕的侵害。

總結(jié)

通過(guò)對(duì)某廠鍋爐運(yùn)行情況分析，分析出蒸汽鍋爐在運(yùn)行過(guò)程可能存在的問(wèn)題，并針對(duì)這些問(wèn)題提出相應(yīng)的改進(jìn)措施。目前軟水進(jìn)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(dāng)，降低鍋爐氧腐蝕程度，提高鍋爐設(shè)備的使用壽命。且該項(xiàng)工作節(jié)約了用水的同時(shí)也降低了電量的消耗，避免水資源浪費(fèi)、達(dá)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(shè)備選型提供了經(jīng)驗(yàn)。

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