提高锅炉回水温度对减少燃气锅炉腐蚀和节能的影响及效果

吴晨

摘  要：提高锅炉回水温度对锅炉有着积极意义。由于燃气燃烧时会产生水蒸气，烟气当中的水蒸气在低温情况下冷凝附着在锅炉壁上，会对普通钢制锅炉产生冷凝腐蚀，从而加大了锅炉的维修成本。而提高锅炉回水温度，可有效减少锅炉中冷凝水的产生。在提高锅炉回水的诸多方法中，增加混水泵，是比较好控制和效果好的一种方法。

关键词：冷凝腐蚀;回水温度;混水泵

中图分类号：TK229     文献标识码：A      文章编号：1006-8937（2016）03-0176-02

1  现状概述

供热初期或末期，特别是锅炉负荷波动较大或较低时，供回水温度普遍也会降低，此时发生的腐蚀较为强烈，这是因为，温度较低时，烟气较为潮湿，空气中的水分吸附在金属表面上，形成薄薄的水膜，此时的水膜呈酸性或弱酸性状态，原因如下：

一是烟气本身就含有酸性气体成份，这些酸性或弱酸性气体经过燃烧后，生成亚酸及盐类物质，加大了其本身的浓度及数量;

二是酸中的氢离子得到电子后析出氢气H↑形成了析氢腐蚀;

三是被电离的铁离子及产生的亚酸类物质、盐类物质混合在一起，如使其中的氧得到电子后又析出氢氧根离子，从而加快了化学变化的速度，也就是说，烟火管的腐蚀就是由低温烟气冷凝引起的潮湿与金属发生反应后形成的，如果锅炉长期处在低温状态下运行，特别是在锅炉尾部受热面长时间处在不干燥状况，金属表面结露严重，冷凝水又不能及时排净，这种工作环境状况，就是导致WNS型锅炉烟火管发生腐蚀的主要原因。

2  提高锅炉回水的积极意义

我国常规的有压热水锅炉的设计温度通常在95 ℃/70 ℃下运行的，由于常压热水采暖系统限制了系统的进出口热水温度，通常采用75 ℃/55 ℃作为热水采暖系统的运行温度。然而在实际运行中，由于要兼顾经济成本的考核，有一定数量的锅炉采用低温度、大流量的运行方式，错误地认为高温水通过管路比低温水热损失大，以减小燃气的消耗。

低温差运行导致运行流量远远大于单台锅炉的额定流量，不得不多启用锅炉，这样其它设备启用数量也相应增加，每台设备都处于低效运行，流量增大造成循环水泵电耗增加，管路中的流动阻力增加，运行和管理费用都相应增加。

低温差这样的运行方式，锅炉的进出水比上述温度要低的多，在常压热水锅炉的运行中这种现象更普遍一些，大部分锅炉厂和设计院要求回水温度不低于55 ℃。

大量实例证明，在如此低的温度下运行产生冷凝水是不可避免的，因此要避免产生冷凝腐蚀，就要设法提高锅炉的回水温度。

3  提高锅炉回水温度的两种方法及效果

3.1  第一种方法

第一种方法可以利用一次网循环水泵直接控制一次网流量，也就是锅炉系统的流量，来达到提高锅炉回水温度的目标。现阶段的一次网流量一般都采用大流量的方式，使得一次网与换热器的热交换频率加快了，锅炉就可以采用较低温度的供回水温度。这是因为一方面从节能降耗的角度考虑的;另一方面某些锅炉房在先期改造锅炉房，锅炉选型的时候考虑了今后会有供热面积的增加，所以选用了较大蒸吨的锅炉，使得现阶段现有锅炉的热效率无法达到较高的水平，也就是说某些锅炉并没有达到它本身的最佳状态。所以，这种大流量、小温差的做法，会使燃气锅炉长期处于低温运行的状态，产生冷凝水是不可避免的。因此，应该提高锅炉的供回水温度，在保证一次网水力平衡和水管锅炉水量要求的情况下，适当降低流量，采用小流量、大温差的方式。然而，这种控制一次网流量的做法，要实施起来也是需要一定的条件的，例如，供热面积不宜过大，否则影响一次网到各个换热站的水力平衡。因此，这种控制一次网的方法是不能很精确的控制锅炉的回水温度的。

3.2  第二种方法

第二种方法就是在锅炉的供回水之间加一个旁通，已达到提高回水温度的效果。通过增加回水混水泵，把锅炉的出水再打入到回水当中，这个流量大约是锅炉系统流量的1/3，这种方法也可以保证锅炉回水不低于55 ℃。去年我们在自己的锅炉房使用了这种混水泵的方案，管道离心泵流量为89 m3/h，是该锅炉系统流量的1/3。但是，由于我们对这种提高回水温度的方法并不十分了解，在实际应用中只是进行了很短时间的试验。运行参数见表1。

从运行参数可以看出，在提高锅炉目标温度的同时，启动混水泵，在运行初期，锅炉的回水温度明显提高了，但随之而来的是，燃气流量的增加，这样是不符合经济成本考核的。随着混水泵频率的加大，锅炉的出回水温度进一步提高，燃气流量并没有进一步增加，反而有了小幅降低。这是因为，混水泵把一部分出水打回了锅炉，直接提高了回水温度，而且锅炉出水量的减小，也使得供给二次网的热量也相应的减少了，因此燃烧器不需要较大的火焰，就能维持锅炉的热量，燃气量也就不是很大。如果能长时间的进行这种方法的运行，我们就可以得出更加准确的结论，以及更加科学的运行曲线。

3.3  两种方法的效果比较

目前，对锅炉混水有一种意见认为，锅炉进水不需要提温，本来锅炉出水温度就不是很高，再让混水自耗一部分，送出的热量就不够用了，再说太浪费天然气了，实际意义不大。笔者认为，这种意见实际是在认识上存在着误区，从理论上讲，能量是守恒的，热力学第一定律告诉我们，只要一个热力系统和另一个热力系统不发生冷热交换过程，功量和热量就不会无缘无故的自行消耗所减少或丢失，应该肯定的说是不会浪费天然气的，从长远观点看问题，对防治腐蚀和延长锅炉使用寿命还是大有益处的。所以，加装混水泵这种方法，是值得实践和推广的，有利于燃气锅炉的稳定、健康的运行，达到减低运行维修成本和节能减排的目的。

4  结  语

随着我国对燃料政策的调整，特别是国家对环境保护要求越来越高，燃气锅炉将会有一个较大的发展，我们对于燃气锅炉的安全运行要引起足够重视。尤其是在冷凝腐蚀方面，一定要引起注意，用更科学更有效的方法调高锅炉回水温度，以提高锅炉的热效率，节能减排，增加锅炉的运行寿命，是我们在今后的运行中重点研究的课题。

参考文献：

[1] 顾永国.WNS型燃气热水锅炉尾部冷凝水腐蚀分析及改进措施[J].工   业锅炉，2005，（3）.

[2] 沈贞珉，徐福安.燃气锅炉作业人员读本[M].北京：中国计量出版社，

2005.

[3] 张春蕾.锅炉高温大温差运行对供热节能的影响[J].暖通空调，2009，

（12）.

[4] 邵辉绪.试论采暖系统大流量、小温差运行机制的不合理性[J].应用能   源技术，2006，（2）.