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燃气锅炉冷凝水的危害

燃气锅炉冷凝水的危害

  • 分类:公司新闻
  • 作者:勤诚创业
  • 来源:勤诚创业
  • 发布时间:2022-03-27 08:11
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【概要描述】   随着世界能源需求的持续增长和对温室气体减排的日益重视,研究和开发新型清洁能源系统成为世界各国的共识。我国的能源资源储藏及能源布局决定了以煤和天然气为主的能源格局在相当长的时期内不会改变。       天然气作为一种洁净燃料,含硫量和含氮量比煤低得多,燃料中也没有灰分,燃烧后产生的烟气几乎无烟尘。因此,在国家和各级政府实施的“蓝天工程”中,要求把燃煤锅炉逐步改为燃天然气锅炉。然而,燃气锅炉在运行的过程中也存在一些问题,其中比较突出的一个问题就是冷凝水腐蚀。 凝 理 烟气中水蒸气的冷凝机理及特性       天然气的主要成分是甲烷,甲烷在燃烧过程中会 ,烟气中的水分还包括天然气和空气中带入的水分,因此,燃气锅炉烟气中水蒸气的容积百分比可高达 15% ~ 19% 。       当烟气温度低于烟气露点温度时水蒸气便会凝。烟气露点主要包括酸露点和水露点,如果不考虑烟气中的酸性气体,水露点主要取决于水蒸气在烟气中的分压力,通常情况下该温度低于 60 ℃。然而,天然气中主要成分为 CH ,且几乎不含 S,且燃烧后的烟气中含有 CO 、NOx,这使得烟气露点温度远高于水露点。二氧化碳和氮氧化物与水反应,会生成亚硝酸盐、硝酸盐、碳酸盐和酸。           因此,当锅炉烟气温度低于露点温度或受热面壁温低于烟气露点温度时,烟气中水蒸气就会产生冷凝,或在受热面壁面凝结。上海理工大学曹丽丽团队通过实验研究发现,冷凝水量与排烟温度、进水温度、过量空气系数成反比,而且与换热面的结构密切相关,如节能器采用翅片管式结构,冷凝水量将大幅减少。       卧式内燃锅炉多为热功率较小的锅炉,该炉型燃烧主要在炉胆内,对流换热部分有烟管、节能器等,冷凝水容易在温度相对较低的第三回程烟管、后管板、尾部烟道、节能器、冷凝器等部位产生,容易因疏水不及时在前、后烟箱部位淤积,而双锅筒室燃炉,多为热功率较大的中大型锅炉,燃烧在水冷壁围绕的炉膛内进行,冷凝水主要在对流管束区域和尾部节能器部位产生 冷凝水特性       由于烟气中的 CO 、NO 、SO  等气体溶解在冷凝水中,使冷凝水具有较高的酸性。不同部位冷凝水酸性浓度不同,从烟气在受热面冷凝开始部位到尾部冷凝器,冷凝水酸性浓度逐步降低,这使得炉膛内聚集的冷凝水 pH 值低于冷凝器部位的冷凝水pH 值,同时,因为受热面的腐蚀作用,提高了炉膛内冷凝水的铁离子含量及电导率。       通过对 WNS 型燃气锅炉相同工况下 316 不锈钢、306 不锈钢、普通低碳钢三种材质节能器烟气冷凝水进行化学分析,发现随着材质抗腐蚀性能降低, 冷凝水的 pH 值降低,电导率、全铁、溶解性总固体等指标升高,锅炉不同部位的冷凝水特性不同,同一部位因材质的不同,冷凝水特性也会存在差异( 如表 1 所示) ,并且根据表中数据可知,如不经过处理,冷凝水各项指标都不适合直接作为锅炉补给水。       通过对一台 29 MW 燃气锅炉的计算发现,当烟气余热利用装置后的排烟温度在 50 ℃ 时,额定运行工况凝结水量达到 1. 然而冷凝水不经过处理,其各项指标都不符合锅炉用水的要求。       出于成本的考虑,绝大部分冷凝水都没有回收利用而被直接排放,不仅造成热量的损失,而且浪费了大量水资源。 对锅炉受热面的危害       冷凝水的主要危害是对受热面的腐蚀。受热面冷凝水的产生主要取决于壁面温度及烟气气流截面温度分布,例如 WNS 型烟管炉壁面温度低于露点、烟气的芯流温度高于露点时仅有部分水蒸气冷凝。一般受热面的冷凝水腐蚀以化学腐蚀为主,如有腐蚀产物造成冷凝水聚集会产生电化学腐蚀。       图 2 是卧式内燃锅炉烟管的冷凝水腐蚀,随着时间的推移,会使烟管壁厚减薄,强度降低。酸性冷凝水对受热面腐蚀时,析氢反应和吸氧反应同时发生, 产生的Fe( OH)  2  在富氧环境下被氧化为 Fe ( OH )   和Fe ,Fe( OH)   进一步脱水生成  2 O 3 ,因此腐蚀产物主要为铁的氧化物。 这类物质及冷凝水在烟管内部聚集,会增加烟气的阻力甚至堵塞烟管,不仅增加燃烧器风机的电耗,甚至影响燃烧工况,严重影响受热面的换热效率,增加燃料消耗。 对燃烧器保温材料的影响       在锅炉定期检验过程中,发现某单位供暖锅炉房锅炉额定出力远大于用热量,与用暖建筑存在一定高度差且使用一次网直接供热,导致锅炉长期低负荷运行,频繁启停,冷凝水量大且未能及时排出而返回至炉膛内聚集,对燃烧器金属材料及耐火材料造成损坏( 如图 3 所示) ,严重时还会渗入燃烧器,导致运行过程中锅炉燃烧器熄火,严重影响锅炉的安全运行。当锅炉再次启动时,炉膛内的冷凝水吸收热量后蒸发,影响锅炉的经济运行。 3  冷凝水对卧式内燃锅炉燃烧器金属材料及耐火材料的损坏 对保温密封材料的影响      由于前后烟箱部位的冷凝水不能及时排除,冷凝水慢慢渗入到锅炉烟箱的保温材料中( 如图 4 所示) ,并透过保温材料从烟箱外包渗出。保温材料长期在冷凝水的侵蚀下,保温效果降低,严重时甚至会脱落,增加锅炉的散热损失,降低锅炉热效率。同时,密封材料变形老化后密封效果变差,致使烟气泄露,造成一定的能量损失。此外,泄露烟气中的有害成分还会威胁锅炉运行人员的生命安全。 4  卧式内燃锅炉尾部烟箱渗出冷凝水 冷凝水危害的防止措施 疏水管加粗且疏水可见       我们在锅炉检验过程中发现,通常水管锅炉因炉膛尺寸较大,冷凝水疏水管管径大、分布均匀,不容易聚集冷凝水,冷凝水可及时排出。卧式内燃锅炉虽然设置了多处冷凝水疏水管,但不仅冷凝水量大且不易排出,这是因为其燃烧空间小,结构限制原因,仅在前后烟箱下部布置有小管径疏水管,且考虑到防止烟气泄露的原因,疏水管一般直接插入排污管,致使运行过程中如果氧化产物堵塞疏水管,司炉工也无法及时发现或维修,冷凝水无法正常排出。针对以上情况,首先应采用大管径疏水管,其次在管路上加装存水弯管,防止烟气泄露,最后开放末端,方便运行人员检查及维修。       卧式内燃锅炉通常将节能器布置在锅炉正上方,如图 5 所示,这使得锅炉运行过程中节能器中产生的冷凝水因重力作用回流至锅炉后管板和后烟箱。另一方面,节能器通常采用 ND 钢等耐酸钢,具有极强耐酸腐蚀能力,而锅炉本体受热面通常采用20G、Q345R 等低碳钢材质,抗腐蚀能力相对较差,这使得回流的冷凝水更容易腐蚀锅炉本体。因此,调整节能器位置,避免锅炉本体置于烟气流程的最低点,能够防止冷凝水回流。同时,调整节能器位置时,还应对锅炉烟气阻力重新核算,防止烟气阻力过大。 5  布置在卧式内燃锅炉本体上方的节能器 适当提高锅炉负荷或回水温度       在对大量供暖热水锅炉运行工况进行能效测试后发现,大部分热水锅炉出水压力、出水温度、负荷都相对较低,例如设计出水压力为 1.0 MPa,但实际运行时仅为 0.5 MPa 左右,这使得锅炉受热面、尾部烟道温度都比额定工况低,进而产生冷凝水。      因此调整供暖策略,提高锅炉出力,保持运行工况稳定; 二网系统中降低一网流量,提高一网出水压力、出水温度、回水压力,能够有效减少冷凝水。       另外,低氮改造后的锅炉,烟气再循环将烟气中的水分重新带入锅炉,不可避免地增加冷凝水,因此低氮改造时应考虑该方面的影响,为用户提供解决方案。锅炉在选购时,应根据当地气候、采暖面积、发展规范,合理选择锅炉出力,避免大马拉小车,长期低负荷运行。       另外一方面锅炉房选址时,应充分考虑地势差,并靠近热负荷中心,同时采用二网系统,通过板式换热器隔压换热,一方面能够使锅炉提高出水压力、出水温度,另一方面避免直接供热时高温高压对末端暖气片、地暖等采暖设备的损坏。       结束语            随着燃气工业锅炉烟气余热回收、低氮改造等项目不断推进,以及节能器、冷凝器等装置的普及应用,使得燃气锅炉产生冷凝水的现象越来越普遍,冷凝水的产生量也越来越大。       由于烟气冷凝水腐蚀对锅炉的损害是一个长期的过程,应引起锅炉制造单位和使用单位足够的重视,从设计、制造及运行维护中能够借鉴本文中提出的有效措施,减少冷凝水对锅炉本体产生的腐蚀,并对冷凝水及其热量进行回收利用,从而有效提高锅炉安全经济运行水平。 关注我

燃气锅炉冷凝水的危害

【概要描述】   随着世界能源需求的持续增长和对温室气体减排的日益重视,研究和开发新型清洁能源系统成为世界各国的共识。我国的能源资源储藏及能源布局决定了以煤和天然气为主的能源格局在相当长的时期内不会改变。
      天然气作为一种洁净燃料,含硫量和含氮量比煤低得多,燃料中也没有灰分,燃烧后产生的烟气几乎无烟尘。因此,在国家和各级政府实施的“蓝天工程”中,要求把燃煤锅炉逐步改为燃天然气锅炉。然而,燃气锅炉在运行的过程中也存在一些问题,其中比较突出的一个问题就是冷凝水腐蚀。


烟气中水蒸气的冷凝机理及特性
      天然气的主要成分是甲烷,甲烷在燃烧过程中会
,烟气中的水分还包括天然气和空气中带入的水分,因此,燃气锅炉烟气中水蒸气的容积百分比可高达 15% ~ 19% 。
      当烟气温度低于烟气露点温度时水蒸气便会凝。烟气露点主要包括酸露点和水露点,如果不考虑烟气中的酸性气体,水露点主要取决于水蒸气在烟气中的分压力,通常情况下该温度低于 60 ℃。然而,天然气中主要成分为 CH
,且几乎不含 S,且燃烧后的烟气中含有 CO
、NOx,这使得烟气露点温度远高于水露点。二氧化碳和氮氧化物与水反应,会生成亚硝酸盐、硝酸盐、碳酸盐和酸。     
     因此,当锅炉烟气温度低于露点温度或受热面壁温低于烟气露点温度时,烟气中水蒸气就会产生冷凝,或在受热面壁面凝结。上海理工大学曹丽丽团队通过实验研究发现,冷凝水量与排烟温度、进水温度、过量空气系数成反比,而且与换热面的结构密切相关,如节能器采用翅片管式结构,冷凝水量将大幅减少。
      卧式内燃锅炉多为热功率较小的锅炉,该炉型燃烧主要在炉胆内,对流换热部分有烟管、节能器等,冷凝水容易在温度相对较低的第三回程烟管、后管板、尾部烟道、节能器、冷凝器等部位产生,容易因疏水不及时在前、后烟箱部位淤积,而双锅筒室燃炉,多为热功率较大的中大型锅炉,燃烧在水冷壁围绕的炉膛内进行,冷凝水主要在对流管束区域和尾部节能器部位产生
冷凝水特性
      由于烟气中的 CO
、NO
、SO
 等气体溶解在冷凝水中,使冷凝水具有较高的酸性。不同部位冷凝水酸性浓度不同,从烟气在受热面冷凝开始部位到尾部冷凝器,冷凝水酸性浓度逐步降低,这使得炉膛内聚集的冷凝水 pH 值低于冷凝器部位的冷凝水pH 值,同时,因为受热面的腐蚀作用,提高了炉膛内冷凝水的铁离子含量及电导率。
      通过对 WNS 型燃气锅炉相同工况下 316 不锈钢、306 不锈钢、普通低碳钢三种材质节能器烟气冷凝水进行化学分析,发现随着材质抗腐蚀性能降低,
冷凝水的 pH 值降低,电导率、全铁、溶解性总固体等指标升高,锅炉不同部位的冷凝水特性不同,同一部位因材质的不同,冷凝水特性也会存在差异( 如表 1 所示) ,并且根据表中数据可知,如不经过处理,冷凝水各项指标都不适合直接作为锅炉补给水。
      通过对一台 29 MW 燃气锅炉的计算发现,当烟气余热利用装置后的排烟温度在 50 ℃ 时,额定运行工况凝结水量达到 1.
然而冷凝水不经过处理,其各项指标都不符合锅炉用水的要求。
      出于成本的考虑,绝大部分冷凝水都没有回收利用而被直接排放,不仅造成热量的损失,而且浪费了大量水资源。
对锅炉受热面的危害
      冷凝水的主要危害是对受热面的腐蚀。受热面冷凝水的产生主要取决于壁面温度及烟气气流截面温度分布,例如 WNS 型烟管炉壁面温度低于露点、烟气的芯流温度高于露点时仅有部分水蒸气冷凝。一般受热面的冷凝水腐蚀以化学腐蚀为主,如有腐蚀产物造成冷凝水聚集会产生电化学腐蚀。
      图 2 是卧式内燃锅炉烟管的冷凝水腐蚀,随着时间的推移,会使烟管壁厚减薄,强度降低。酸性冷凝水对受热面腐蚀时,析氢反应和吸氧反应同时发生,
产生的Fe( OH) 
2
 在富氧环境下被氧化为 Fe ( OH ) 
 和Fe
,Fe( OH) 
 进一步脱水生成 
2
O
3
,因此腐蚀产物主要为铁的氧化物。
这类物质及冷凝水在烟管内部聚集,会增加烟气的阻力甚至堵塞烟管,不仅增加燃烧器风机的电耗,甚至影响燃烧工况,严重影响受热面的换热效率,增加燃料消耗。
对燃烧器保温材料的影响
      在锅炉定期检验过程中,发现某单位供暖锅炉房锅炉额定出力远大于用热量,与用暖建筑存在一定高度差且使用一次网直接供热,导致锅炉长期低负荷运行,频繁启停,冷凝水量大且未能及时排出而返回至炉膛内聚集,对燃烧器金属材料及耐火材料造成损坏( 如图 3 所示) ,严重时还会渗入燃烧器,导致运行过程中锅炉燃烧器熄火,严重影响锅炉的安全运行。当锅炉再次启动时,炉膛内的冷凝水吸收热量后蒸发,影响锅炉的经济运行。

冷凝水对卧式内燃锅炉燃烧器金属材料及耐火材料的损坏
对保温密封材料的影响
     由于前后烟箱部位的冷凝水不能及时排除,冷凝水慢慢渗入到锅炉烟箱的保温材料中( 如图 4 所示) ,并透过保温材料从烟箱外包渗出。保温材料长期在冷凝水的侵蚀下,保温效果降低,严重时甚至会脱落,增加锅炉的散热损失,降低锅炉热效率。同时,密封材料变形老化后密封效果变差,致使烟气泄露,造成一定的能量损失。此外,泄露烟气中的有害成分还会威胁锅炉运行人员的生命安全。

卧式内燃锅炉尾部烟箱渗出冷凝水
冷凝水危害的防止措施
疏水管加粗且疏水可见
      我们在锅炉检验过程中发现,通常水管锅炉因炉膛尺寸较大,冷凝水疏水管管径大、分布均匀,不容易聚集冷凝水,冷凝水可及时排出。卧式内燃锅炉虽然设置了多处冷凝水疏水管,但不仅冷凝水量大且不易排出,这是因为其燃烧空间小,结构限制原因,仅在前后烟箱下部布置有小管径疏水管,且考虑到防止烟气泄露的原因,疏水管一般直接插入排污管,致使运行过程中如果氧化产物堵塞疏水管,司炉工也无法及时发现或维修,冷凝水无法正常排出。针对以上情况,首先应采用大管径疏水管,其次在管路上加装存水弯管,防止烟气泄露,最后开放末端,方便运行人员检查及维修。
      卧式内燃锅炉通常将节能器布置在锅炉正上方,如图 5 所示,这使得锅炉运行过程中节能器中产生的冷凝水因重力作用回流至锅炉后管板和后烟箱。另一方面,节能器通常采用 ND 钢等耐酸钢,具有极强耐酸腐蚀能力,而锅炉本体受热面通常采用20G、Q345R 等低碳钢材质,抗腐蚀能力相对较差,这使得回流的冷凝水更容易腐蚀锅炉本体。因此,调整节能器位置,避免锅炉本体置于烟气流程的最低点,能够防止冷凝水回流。同时,调整节能器位置时,还应对锅炉烟气阻力重新核算,防止烟气阻力过大。

布置在卧式内燃锅炉本体上方的节能器
适当提高锅炉负荷或回水温度
      在对大量供暖热水锅炉运行工况进行能效测试后发现,大部分热水锅炉出水压力、出水温度、负荷都相对较低,例如设计出水压力为 1.0 MPa,但实际运行时仅为 0.5 MPa 左右,这使得锅炉受热面、尾部烟道温度都比额定工况低,进而产生冷凝水。
     因此调整供暖策略,提高锅炉出力,保持运行工况稳定; 二网系统中降低一网流量,提高一网出水压力、出水温度、回水压力,能够有效减少冷凝水。
      另外,低氮改造后的锅炉,烟气再循环将烟气中的水分重新带入锅炉,不可避免地增加冷凝水,因此低氮改造时应考虑该方面的影响,为用户提供解决方案。锅炉在选购时,应根据当地气候、采暖面积、发展规范,合理选择锅炉出力,避免大马拉小车,长期低负荷运行。
      另外一方面锅炉房选址时,应充分考虑地势差,并靠近热负荷中心,同时采用二网系统,通过板式换热器隔压换热,一方面能够使锅炉提高出水压力、出水温度,另一方面避免直接供热时高温高压对末端暖气片、地暖等采暖设备的损坏。
      结束语     
      随着燃气工业锅炉烟气余热回收、低氮改造等项目不断推进,以及节能器、冷凝器等装置的普及应用,使得燃气锅炉产生冷凝水的现象越来越普遍,冷凝水的产生量也越来越大。
      由于烟气冷凝水腐蚀对锅炉的损害是一个长期的过程,应引起锅炉制造单位和使用单位足够的重视,从设计、制造及运行维护中能够借鉴本文中提出的有效措施,减少冷凝水对锅炉本体产生的腐蚀,并对冷凝水及其热量进行回收利用,从而有效提高锅炉安全经济运行水平。
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   随着世界能源需求的持续增长和对温室气体减排的日益重视,研究和开发新型清洁能源系统成为世界各国的共识。我国的能源资源储藏及能源布局决定了以煤和天然气为主的能源格局在相当长的时期内不会改变。
      天然气作为一种洁净燃料,含硫量和含氮量比煤低得多,燃料中也没有灰分,燃烧后产生的烟气几乎无烟尘。因此,在国家和各级政府实施的“蓝天工程”中,要求把燃煤锅炉逐步改为燃天然气锅炉。然而,燃气锅炉在运行的过程中也存在一些问题,其中比较突出的一个问题就是冷凝水腐蚀。


烟气中水蒸气的冷凝机理及特性
      天然气的主要成分是甲烷,甲烷在燃烧过程中会
,烟气中的水分还包括天然气和空气中带入的水分,因此,燃气锅炉烟气中水蒸气的容积百分比可高达 15% ~ 19% 。
      当烟气温度低于烟气露点温度时水蒸气便会凝。烟气露点主要包括酸露点和水露点,如果不考虑烟气中的酸性气体,水露点主要取决于水蒸气在烟气中的分压力,通常情况下该温度低于 60 ℃。然而,天然气中主要成分为 CH
,且几乎不含 S,且燃烧后的烟气中含有 CO
、NOx,这使得烟气露点温度远高于水露点。二氧化碳和氮氧化物与水反应,会生成亚硝酸盐、硝酸盐、碳酸盐和酸。     
     因此,当锅炉烟气温度低于露点温度或受热面壁温低于烟气露点温度时,烟气中水蒸气就会产生冷凝,或在受热面壁面凝结。上海理工大学曹丽丽团队通过实验研究发现,冷凝水量与排烟温度、进水温度、过量空气系数成反比,而且与换热面的结构密切相关,如节能器采用翅片管式结构,冷凝水量将大幅减少。
      卧式内燃锅炉多为热功率较小的锅炉,该炉型燃烧主要在炉胆内,对流换热部分有烟管、节能器等,冷凝水容易在温度相对较低的第三回程烟管、后管板、尾部烟道、节能器、冷凝器等部位产生,容易因疏水不及时在前、后烟箱部位淤积,而双锅筒室燃炉,多为热功率较大的中大型锅炉,燃烧在水冷壁围绕的炉膛内进行,冷凝水主要在对流管束区域和尾部节能器部位产生
冷凝水特性
      由于烟气中的 CO
、NO
、SO
 等气体溶解在冷凝水中,使冷凝水具有较高的酸性。不同部位冷凝水酸性浓度不同,从烟气在受热面冷凝开始部位到尾部冷凝器,冷凝水酸性浓度逐步降低,这使得炉膛内聚集的冷凝水 pH 值低于冷凝器部位的冷凝水pH 值,同时,因为受热面的腐蚀作用,提高了炉膛内冷凝水的铁离子含量及电导率。
      通过对 WNS 型燃气锅炉相同工况下 316 不锈钢、306 不锈钢、普通低碳钢三种材质节能器烟气冷凝水进行化学分析,发现随着材质抗腐蚀性能降低,
冷凝水的 pH 值降低,电导率、全铁、溶解性总固体等指标升高,锅炉不同部位的冷凝水特性不同,同一部位因材质的不同,冷凝水特性也会存在差异( 如表 1 所示) ,并且根据表中数据可知,如不经过处理,冷凝水各项指标都不适合直接作为锅炉补给水。
      通过对一台 29 MW 燃气锅炉的计算发现,当烟气余热利用装置后的排烟温度在 50 ℃ 时,额定运行工况凝结水量达到 1.
然而冷凝水不经过处理,其各项指标都不符合锅炉用水的要求。
      出于成本的考虑,绝大部分冷凝水都没有回收利用而被直接排放,不仅造成热量的损失,而且浪费了大量水资源。
对锅炉受热面的危害
      冷凝水的主要危害是对受热面的腐蚀。受热面冷凝水的产生主要取决于壁面温度及烟气气流截面温度分布,例如 WNS 型烟管炉壁面温度低于露点、烟气的芯流温度高于露点时仅有部分水蒸气冷凝。一般受热面的冷凝水腐蚀以化学腐蚀为主,如有腐蚀产物造成冷凝水聚集会产生电化学腐蚀。
      图 2 是卧式内燃锅炉烟管的冷凝水腐蚀,随着时间的推移,会使烟管壁厚减薄,强度降低。酸性冷凝水对受热面腐蚀时,析氢反应和吸氧反应同时发生,
产生的Fe( OH) 
2
 在富氧环境下被氧化为 Fe ( OH ) 
 和Fe
,Fe( OH) 
 进一步脱水生成 
2
O
3
,因此腐蚀产物主要为铁的氧化物。
这类物质及冷凝水在烟管内部聚集,会增加烟气的阻力甚至堵塞烟管,不仅增加燃烧器风机的电耗,甚至影响燃烧工况,严重影响受热面的换热效率,增加燃料消耗。
对燃烧器保温材料的影响
      在锅炉定期检验过程中,发现某单位供暖锅炉房锅炉额定出力远大于用热量,与用暖建筑存在一定高度差且使用一次网直接供热,导致锅炉长期低负荷运行,频繁启停,冷凝水量大且未能及时排出而返回至炉膛内聚集,对燃烧器金属材料及耐火材料造成损坏( 如图 3 所示) ,严重时还会渗入燃烧器,导致运行过程中锅炉燃烧器熄火,严重影响锅炉的安全运行。当锅炉再次启动时,炉膛内的冷凝水吸收热量后蒸发,影响锅炉的经济运行。

冷凝水对卧式内燃锅炉燃烧器金属材料及耐火材料的损坏
对保温密封材料的影响
     由于前后烟箱部位的冷凝水不能及时排除,冷凝水慢慢渗入到锅炉烟箱的保温材料中( 如图 4 所示) ,并透过保温材料从烟箱外包渗出。保温材料长期在冷凝水的侵蚀下,保温效果降低,严重时甚至会脱落,增加锅炉的散热损失,降低锅炉热效率。同时,密封材料变形老化后密封效果变差,致使烟气泄露,造成一定的能量损失。此外,泄露烟气中的有害成分还会威胁锅炉运行人员的生命安全。

卧式内燃锅炉尾部烟箱渗出冷凝水
冷凝水危害的防止措施
疏水管加粗且疏水可见
      我们在锅炉检验过程中发现,通常水管锅炉因炉膛尺寸较大,冷凝水疏水管管径大、分布均匀,不容易聚集冷凝水,冷凝水可及时排出。卧式内燃锅炉虽然设置了多处冷凝水疏水管,但不仅冷凝水量大且不易排出,这是因为其燃烧空间小,结构限制原因,仅在前后烟箱下部布置有小管径疏水管,且考虑到防止烟气泄露的原因,疏水管一般直接插入排污管,致使运行过程中如果氧化产物堵塞疏水管,司炉工也无法及时发现或维修,冷凝水无法正常排出。针对以上情况,首先应采用大管径疏水管,其次在管路上加装存水弯管,防止烟气泄露,最后开放末端,方便运行人员检查及维修。
      卧式内燃锅炉通常将节能器布置在锅炉正上方,如图 5 所示,这使得锅炉运行过程中节能器中产生的冷凝水因重力作用回流至锅炉后管板和后烟箱。另一方面,节能器通常采用 ND 钢等耐酸钢,具有极强耐酸腐蚀能力,而锅炉本体受热面通常采用20G、Q345R 等低碳钢材质,抗腐蚀能力相对较差,这使得回流的冷凝水更容易腐蚀锅炉本体。因此,调整节能器位置,避免锅炉本体置于烟气流程的最低点,能够防止冷凝水回流。同时,调整节能器位置时,还应对锅炉烟气阻力重新核算,防止烟气阻力过大。

布置在卧式内燃锅炉本体上方的节能器
适当提高锅炉负荷或回水温度
      在对大量供暖热水锅炉运行工况进行能效测试后发现,大部分热水锅炉出水压力、出水温度、负荷都相对较低,例如设计出水压力为 1.0 MPa,但实际运行时仅为 0.5 MPa 左右,这使得锅炉受热面、尾部烟道温度都比额定工况低,进而产生冷凝水。
     因此调整供暖策略,提高锅炉出力,保持运行工况稳定; 二网系统中降低一网流量,提高一网出水压力、出水温度、回水压力,能够有效减少冷凝水。
      另外,低氮改造后的锅炉,烟气再循环将烟气中的水分重新带入锅炉,不可避免地增加冷凝水,因此低氮改造时应考虑该方面的影响,为用户提供解决方案。锅炉在选购时,应根据当地气候、采暖面积、发展规范,合理选择锅炉出力,避免大马拉小车,长期低负荷运行。
      另外一方面锅炉房选址时,应充分考虑地势差,并靠近热负荷中心,同时采用二网系统,通过板式换热器隔压换热,一方面能够使锅炉提高出水压力、出水温度,另一方面避免直接供热时高温高压对末端暖气片、地暖等采暖设备的损坏。
      结束语     
      随着燃气工业锅炉烟气余热回收、低氮改造等项目不断推进,以及节能器、冷凝器等装置的普及应用,使得燃气锅炉产生冷凝水的现象越来越普遍,冷凝水的产生量也越来越大。
      由于烟气冷凝水腐蚀对锅炉的损害是一个长期的过程,应引起锅炉制造单位和使用单位足够的重视,从设计、制造及运行维护中能够借鉴本文中提出的有效措施,减少冷凝水对锅炉本体产生的腐蚀,并对冷凝水及其热量进行回收利用,从而有效提高锅炉安全经济运行水平。
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  • 2022-04-16
    凝结水高温除铁装置
    凝结水高温除铁装置概述: 凝结水高温除铁装置采用304不锈钢制造,内外表面抛光,配套的过滤元件(水膜滤芯)是一种新型多孔过滤材料,具有结构均匀、孔径均匀、孔隙率高、过滤阻力小、耐高温、耐腐蚀使用寿命长等优点。该过滤装置具有体积小、重量轻、使用方便、过滤面积大、使用寿命长、过滤速度快、热稳定性和化学稳定性好,适合各种介质的气液体过滤。产品广泛应用于食品、烟草、饮料、制药、化工等行业,具有更长的使用寿命。 1.产品特点 1.1 耐腐蚀性能好 1.2 过滤效率高达95—99.9 1.3 可耐温为120℃ 1.4 使用寿命长,易于反洗,可反复再,生 2. 应用领域 2.1 石油化工等领域的固液分离和处理等  2.2药液、化工原料等脱碳过滤 2.3 高温、高压介质的过滤与分离  2.4 强酸、强碱、强氧化剂的过滤 3. 主要技术参数 3.1 壳体材质:304 3.2设计压力/工作压力:0.6/0.4Mpa  3.3试验压力:0.6Mpa 3.4 设计温度/工作温度:120℃/95℃ 3.5过滤元件材质:专用滤芯 3.6工作电源:380V50Hz,三相四线制 三、结构特征及工作原理 1. 结构特征:设备采用撬装设计,所有部件安装在撬架上,并通过管阀连接,设备运抵现场,只需接通电源和进、出、排污管路即可调试运行;安装、使用、维护方便,操作灵活,占用空间小,对地面压力均衡,并具有减振消噪功能。 2. 材料甄选:过滤器壳体选用SS304不锈钢衬塑处理,、管道、阀门均选用304L材质,耐化学腐蚀性能强,使用寿命长,为降低成本,撬架为碳钢结构; 3 易于操作,控制可靠:选用西门子s7-200系统控制,控制面板设有“自动/手动”转换旋钮,人机界面和谐友善;根据水质监测数据或压力传感器信号,有序控制阀门的开闭,自动改变水流通道完成规律去的反洗、自检过程,通过对过滤器的反冲洗,能及时出掉过滤器中拦,截的污物,避免在使用过程中由于污物沉积和固结在过滤器中,造成系统出水量小或出水水质不佳。 4运行:具有水质在线检测和故障检测报,警功能,能够保证在应急状态下凝结水管网系统正常运行,具有自动泄水功能。 5 工作原理:凝结水由进水管进入预处理罐,罐内设有催化氧化和磁聚合单元,在催化剂作用下二价铁离子得以完全氧化的,并在磁场作用下粒径变大至微米级以上;经过预处理的凝结水经由进水总管分别进入多个过滤罐,“长大”后的氧化铁颗粒及其他杂质被滤元拦,截,滤元在使用一段时间以后,将产生一定程度的堵塞,表现为流量减少,过滤前端压力高,如:从0.22mPa以下升高到0.3mPa以上,这时控制系统将对每个过滤罐单独轮流反洗,反洗过程连续供水不停机。 四、设备运行说明 1设备安装:设备采用撬装设计,所有部件安装在撬架上,由管阀连接对安装地基没有特殊要求,普通铺装地面即可安装。 2检查电控系统:检查电源电压是否正常,接地是否可靠,所有接头是否牢固,连接点线无破损,线槽桥架是否完好,然后合闸通电,检查仪表仪器指示是否正常。 3 检查管阀系统:在控制面板点击“手动反洗”,关闭出水阀、排污阀,打开进水阀,检查管路连接是否存在跑冒滴漏现象; 4 清洗安装垃圾:打开进水阀、排污阀,关闭出水阀冲刷设备和管道内部存留杂物; 5 初运行:在控制面板点击“运行”,所有阀门自动回位,打开设备进出水口手动阀门,设备进入自动运行状态; 6 正常运行:根据水质情况修正排污时长和排污周期,使设备始终处于运行状态; 7 反洗:根据设定的时间或压差启动反洗程序,两者互补,连续两次反洗后仍不能降低压差,则声光提醒清洗滤元; 8 滤元清洗方法: 对于新使用的滤芯,一般采用清水反冲或气体反吹的方法来进行清洗,即用稍大于工作压力(如;0.3mPa)的清水反方向注水清洗。反冲时间约为1-3分钟即可;
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  • 2022-04-16
    胶球清洗装置
     胶球清洗装置设备概述 循环水系统中因水质问题造成的表面形成污垢,使换热器的传热效率降低,增加系统耗能。传统方法为定期化学或物理清洗,其缺点是清洗不及时,在污垢形成一定程度时才进行清洗,而在其清洗周期内造成许多能源的浪费。针对以上问题,我公司参考了国内外先进设备的基础上,自主研发了新一代胶球清洗装置。可在系统正常运营的情况下,自动清洗换热器表面污垢,清洗周期可根据系统情况任意调整,使系统节能5-15。  胶球清洗装置设备特点 1、自动化程度高,操作较简单,可实现智能远传控制 2、有水力射流发球,对胶球损伤较小,胶球寿命长。 3、全新的胶球回收装置,回收率达98以上。  胶球清洗装置技术参数 工作电压:380V50Hz 功 率:1.5KW—2.2KW 工作环境要求:-5℃--50℃ 相对湿度:<95 供 电:三相五线制  胶球清洗装置设备构成 JQQX冷凝器胶球自动清洗系统主要由高集成度的发球机和收球机组成,其中收球机分三种型号。 JYT发球机(FQJ) 1、电源:3*380V/220V;频率:50Hz;功率:1.5-2.2KW;耗电量小于1KW·H/天。 2、连接口径有DN50\DN65\DN80;承压16Bar;发球时水量瞬间不小于7L/S。 3、内置专用胶球泵、电动阀门转换水道,送球、回球线路分离,结构紧凑合理。 4、箱体装有大口径玻璃视窗,观察送、回球直观明了。  胶球清洗装置设备构成 JQQX收球机: 1、碳钢外壳,内置不锈钢滤网,内壁光滑不刮球,使用寿命长,用于收集胶球;承压16Bar; 2、遵循流体力学原理设计,有。效过流面积大于连接管道横截面积的4倍。水流速度不小于4m/s时,其局部水头损失小于0.5m。 3、可根据现场情况,灵活设计安装Y型、T型、直通漏斗式普通型多种结构,安装灵活方便,水阻少,不留回球死角。 安装示意及注意事项 JQQX用于冷水机组冷凝器清洗,安装在冷水机组的水进出水管上(如图所示)。为保证JQQX正常运行,保持良好的运行工况,安装时应注意以下事项: 1、发球机的外接管路应尽量做短,尽量减少直角弯头,尽量减少运行阻力。 2、收球器安装在水出水管道上,并设于水出水软管接头与水出水管阀门之间,且两端需加装短接,以便收球器的检修与拆装。 3、水流开关应注意水流方向,且水平或垂直安装在水进出水管上,离弯头的位置≥30CM,确保提供给JYT的信号正确稳定。 4、确定各部件的安装位置,预留足够的检修空间。周围预留600mm的检修空间。 5、启动前,清,理冷凝器换热管内壁的污垢,清理整个管道系统(包括过滤器),排除安装过程残留在管道系统中的焊渣、铁丝、塑料等,施工严格按《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50243-2002的相关规定进行。 技术要求: 1、根据现场情况,确定发球机、收球器的安装位置,并预留足够的检修空间,且不得影响其他设备运行、检修。 2、安装应有人士进行; 3、设备、管件安装连接要顺畅、牢固、整齐,尽量减少直角弯头; 4、视图尺寸仅供参考。  备注 1、以上选型仅供参考,根据客户要求及现场勘查可配套符合客户要求的型号; 2、电机功率有1.5KW和2.2KW两种,选择以实际要求为准; 3、根据特殊要求可选“Y”型或“T”型收球器。 4、胶球投放量为冷凝器管道数量的10%。
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  • 2022-04-16
    定压补水装置设备原理
     定压补水装置是利用气体的可压缩性能而设计的,它是在管网补水泵之间增加了一台囊式气压罐。同时在管道上增加电接点压力表,电接点压力可直接显示管网的系统压力,当系统压力低于设置小压力时,电接点压力表将传输信号给管网补水泵,管网补水泵开始工作,系统压力大于设置高压力时,电接点压力表将传输信号给管网补水泵,管网补水泵停止工作。在管网补水泵停止工作后,系统压力靠囊式定压罐来补偿,当管网系统压力下降时,囊式气压罐内的气体要自然膨胀,罐体内的水在气体压力下自动补入系统;当囊式定压罐内的水减小到一定程度,靠管网补水泵来增压,罐内的气体再次被压缩。如此往复的工作,实现对管网系统的稳压。  定压补水装置主要特点 1、一次充气可保持长久使用。 2、罐体为密闭装置,气水不接触,保证水质不受外界污染。 3、占地面积小,安装快、投资省、操作维修方便。 4、可取代生活消防及采暖、空调用的高位水箱及水塔,有利于建筑美观和结构抗震,降低建筑的造价。 5、能自动消,除管网中的水锤音及噪音。 6、在热水采暖及空调系统中起膨胀水箱作用和自动补水作用。 定压补水装置适应范围  1、工业及民用建筑的生产、生活消防给水系统。 2、热水供应系统、热水采暖系统、空调系统 3、作为高层建筑给水系统中水锤噪音消,除设备。 4、农村自来水的理想设备、建筑施工、流动作业中临时供水设备。 5、旅游设施及旅游点的喷泉、林场农村的灌溉系统。 6、集中供热热水采暖系统中作落地膨胀水箱。  定压补水装置设备构造图: 1、罐体 2、水泵 3、配电柜 4、YTK压力 5、底座 6、基础 7、吊装环 8、出水口 9、吸水口 10、充气嘴  五、工作原理 1、囊式自动给水装置 2、DL立式多级泵 3、压力 4、储水池 5、闸板阀门 6、室内消防栓箱 7、进水管道 8、供水干管 9、进出口水阀 10、液位自动控制阀 11、自动负压吸水罐 定压补水装置运行形式 NZGP系列产品可根据用户的要求及用水量的大小进行自动调节,即设备所设置的两台水泵既可单独交替运行,也可并列运行,这样即延长了设备的使用寿命,又满足了用户的要求,确保供水及系统正常运行。 定压补水装置设备安装图: 两泵一罐 #200混凝土 H2 H 预留孔100x100,深300 L3 L2 接循环水泵入口处 B A1 A2 A3 A 定压补水装置设备调试方法与注意事项  调试方法: 1、进出水管路、控制柜电源线、增压泵控制线、电接点压力表信号线等部件连接完毕,检查无误后,进行下一步; 2、检查泵的进出口阀门处于正常全开位置; 3、开启进水阀门,打开两台增压泵泵体的旋塞放净内部空气; 4、根据现场实际需要,将电接点压力表的压力上下限调整好(下限表示低压力,即启泵压力值;下限表示高压力,即停泵压力值)。 5、将控制柜控制开关转到“停止”位置,接通控制柜电源。手动预启动增压泵,检查泵的转向是否正确(通过泵位转换开关对两台泵逐一试验)。 6、将控制柜控制开关转到“自动”位置,设备自动运行。  定压补水装置注意事项: 1、严格按照调试步骤逐步进行,不允许跨步操作,以免造成不必要的机械故障; 2、电接压力表上下限压差值不允许低于0.08MPa,如上限压力调整为0.3 MPa,则下限压力值不允许调整为0.22 MPa以上,以免造成泵的频繁启动。 3、调整电接点压力表的上限值不允许超过泵的高压力上限,如泵的扬程为32米,则电接点压力表的上限值不允许超过0.32 MPa,否则会导致增压泵电流过大,烧坏电机。 4、立式增压泵只为管道增压用,供水水位高于泵的进水口,且供水不允许含有大量气体。
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  • 2022-04-16
    螺旋脱气除污器
    前言 螺旋脱气除污器(别名:螺旋空气杂质分离器)产品详情: 螺旋脱气除污器--连续不断工作,发挥双重功效的螺旋脱气除污器,通过一个装置起到的净化水系统中的气泡和杂质的功能。由于这个整合的举动,所有的气泡和微小的杂质将会被永,久的脱除,保持系统不受气泡和杂质得困扰。它与传统的过滤器和除污器工作方式不同,维护很少。这个装置是否能够在供热系统里发挥它的作用取决于不同方面。 该连续不断工作,发挥双重功效的螺旋脱气除污器,通过这个装置可以起到净化水系统中的气泡和杂质的功能。由于这个整合的举动,所有的气泡和微小的杂质将会被的脱除,保持系统不受气泡和杂质的困扰。它与传统的过滤器和除污器的工作方式不同,维护很少。这个装置能否在供热系统里发挥它的作用取决于不同的方面。脱水除污器必,须安装在主线上,而且为系统温度高点。对于供热系统,位置是供热机组的出口。对于制冷系统,温度高点在制冷机组的回水管上。 螺旋脱气除污器适用范围 螺旋除污器主要用来消,除地下水和包括地下热水及其它水源中的固体颗粒及水中气体,在给水处理领域 除砂、降浊、固液分离、脱气等效果显著。 ● 脱除循环系统中的气泡和气团; ● 大幅减少系统一次注水后的调试时间,不需要额外的排气阀; ● 可在系统运行的情况下排除污物; ● 可以脱除小至5微米(=0.005MM)的污物杂质; ● 同类产品中低的压降比; ● 不会造成不必要的系统停机; ● 广泛适用于不同压力,温度和材质; 螺旋脱气除污器 产品特点 1、除污脱气效率高,清污方便,取消以往除污器前后阀门及旁通管,阻力小且恒定 不变等优点。 2、结构简单,成本低廉,易于安装和操作,几乎不需要维护。 3、增加了过滤单元(过滤精度可由用户选定)及脱气单元,具有除砂率高,脱气效率高,节省空间,对个别微小颗粒的漏捕率低,工作状态稳定等优点 螺旋脱气除污器工作原理 1.自动排气阀保证不泄漏,不会关上。可选择螺纹连接一根排气管; 2.吊耳设计使得安装方便、容易; 3.气室独特设计使杂质不能进入自动排气阀; 4.该阀门能释放掉系统注水时产生的大量空气,并憋去浮渣; 5.多种可供选择的连接管径,焊,接或法兰连接; 6.污物颗粒的脱除不会影响液体的流速; 7.设备外壳坚固,使用寿命长; 8.螺旋管是其核心部分,螺旋管可脱除水中的微泡和微粒,对流体阻力很小; 9.大容量的沉渣室可减少频繁排污; 10.排污阀用于排放污物。 螺旋脱气除污器安装注意事项 1.设备必,须水平安装,安装时注意排气阀的方向,排气阀向上。 2.由于该设备工作过程中无运动部件,免维护,因此设计、安装时可根据现场实际情况布置。 3.设备进出口的管道上,应以靠近管口处设置管道支架;直接与容器管口相连接的大于或等于DN150的阀门下面宜设置支架。 4螺旋脱气除污器进出口均为国标法兰。设备进水口、出水口均需安装阀门。 螺旋脱气除污器使用说明 1.正常工作时,需开启进、出水阀门,关闭排污阀。 2.排污时打开排污阀,直到流出清水。 3.排污完毕后,关闭排污阀即可。 4.如排污压力不足,可关闭出水口处的阀门。 5.安装时应注意管道及水流方向。 6.平面布置需要流出管理人员操作空间。由于该设备工作过程无运动部件,即该设备免维护。但需保持入口负荷稳定,排污阀开闭用力均匀。避免人为损坏。 前言 螺旋脱气除污器(别名:螺旋空气杂质分离器)产品详情: 螺旋脱气除污器--连续不断工作,发挥双重功效的螺旋脱气除污器,通过一个装置起到的净化水系统中的气泡和杂质的功能。由于这个整合的举动,所有的气泡和微小的杂质将会脱除,保持系统不受气泡和杂质得困扰。它与传统的过滤器和除污器工作方式不同,维护很少。这个装置是否能够在供热系统里发挥它的作用取决于不同方面。 该连续不断工作,发挥双重功效的螺旋脱气除污器,通过这个装置可以起到净化水系统中的气泡和杂质的功能。由于这个整合的举动,所有的气泡和微小的杂质将会的脱除,保持系统不受气泡和杂质的困扰。它与传统的过滤器和除污器的工作方式不同,维护很少。这个装置能否在供热系统里发挥它的作用取决于不同的方面。脱水除污器安装在主线上,而且为系统温度。对于供热系统,位置是供热机组的出口。对于制冷系统,温度点在制冷机组的回水管上。 2 适用范围 螺旋除污器主要用来地下水和包括地下热水及其它水源中的固体颗粒及水中气体,在给水处理领域 除砂、降浊、固液分离、脱气等效果显著。 ● 脱除循环系统中的气泡和气团; ● 大幅减少系统注水后的调试时间,不需要额外的排气阀; ● 可在系统运行的情况下排除污物; ● 可以脱除小至5微米(=0.005MM)的污物杂质; ● 同类产品中的压降比; ● 不会造成不必要的系统停机; ● 广泛适用于不同压力,温度和材质; 3 产品特点 1、除污脱气效率高,清污方便,取消以往除污器前后阀门及旁通管,阻力小且恒定 不变等优点。 2、结构简单,成本低廉,易于安装和操作,几乎不需要维护。 3、增加了过滤单元(过滤精度可由用户选定)及脱气单元,具有除砂率高,脱气效率高,节省空间,对个别微小颗粒的漏捕率低,工作状态稳定等优点 4 技术参数 流速:≤1m/s 压力范围:0-10bar 工作温度:0-110摄氏度 流速:≤1m/s 压力范围:0-10bar 工作温度:0-110摄氏度 流速:≤1m/s 压力范围:0-10bar 工作温度:0-110摄氏度 W=焊,接口 F=法兰口 Dem.=可拆卸式 流速:≤1m/s 压力范围:0-10bar 工作温度:0-110摄氏度 W=焊,接口 F=法兰口 5 工作原理 1.自动排气阀保证不泄漏,不会关上。可选择螺纹连接一根排气管; 2.吊耳设计使得安装方便、容易; 3.气室独特设计使杂质不能进入自动排气阀; 4.该阀门能释放掉系统注水时产生的大量空气,并憋去浮渣; 5.多种可供选择的连接管径,焊,接或法兰连接; 6.污物颗粒的脱除不会影响液体的流速; 7.设备外壳坚固,使用寿命长; 8.特,有的螺旋管是其核心部分,螺旋管可脱除水中的小微泡和微粒,对流体阻力很小; 9.大容量的沉渣室可减少频繁排污; 10.排污阀用于排放污物。 6 安装示意图 A旁通阀 B进水阀 C出水阀 D设备 E放空阀 备注:此设备进出口方向可调换。 7安装注意事项 1.设备必,须水平安装,安装时注意排气阀的方向,排气阀向上。 2.由于该设备工作过程中无运动部件,免维护,因此设计、安装时可根据现场实际情况布置。 3.设备进出口的管道上,应以靠近管口处设置管道支架;直接与容器管口相连接的大于或等于DN150的阀门下面宜设置支架。 4螺旋脱气除污器进出口均为国标法兰。设备进水口、出水口均需安装阀门。 8 使用说明 1.正常工作时,需开启进、出水阀门,关闭排污阀。 2.排污时打开排污阀,直到流出清水。 3.排污完毕后,关闭排污阀即可。 4.如排污压力不足,可关闭出水口处的阀门。 5.安装时应注意管道及水流方向。 6.平面布置需要流出管理人员操作空间。由于该设备工作过程无运动部件,即该设备免维护。但需保持入口负荷稳定,排污阀开闭用力均匀。避免人为损坏。
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