工業(yè)鍋爐綜合除氧節(jié)能技術(shù)改造與管理

李明偉，張黎林

（河南中煙黃金葉生產(chǎn)制造中心，河南鄭州 450000）

工業(yè)鍋爐綜合除氧節(jié)能技術(shù)改造與管理

李明偉，張黎林

（河南中煙黃金葉生產(chǎn)制造中心，河南鄭州 450000）

鍋爐是卷煙企業(yè)的重要?jiǎng)恿υO(shè)備，而氧腐蝕是鍋爐系統(tǒng)最常見、較嚴(yán)重的故障，通過對工業(yè)鍋爐進(jìn)行綜合除氧節(jié)能技術(shù)改造，不僅解決了故障問題，也大幅度提高了熱效能。

煙草企業(yè)；工業(yè)鍋爐；技術(shù)改造

10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.05.07

0 前言

某卷煙廠動(dòng)力車間4臺鍋爐是德國生產(chǎn)的HD01-20000燃油燃?xì)庹羝仩t，為卷煙廠制絲生產(chǎn)、空調(diào)系統(tǒng)和生活供暖供給飽和蒸汽等熱能。鍋爐給水為軟化水，采用熱力除氧法對給水進(jìn)行除氧。熱力除氧水溫度達(dá)到104℃時(shí)，除氧水含氧量符合鍋爐用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，除氧器始終處于沸騰狀態(tài)，大量蒸汽隨析出氧排放至室外，導(dǎo)致大量的能源被浪費(fèi)掉，鍋爐熱力除氧用蒸汽約占鍋爐蒸汽的15%，蒸汽浪費(fèi)高達(dá)6%。

1 問題分析

1.1 氧腐蝕的危害

氧腐蝕是鍋爐系統(tǒng)最常見也是較嚴(yán)重的腐蝕形態(tài)，一般是潰瘍型和小孔型的局部腐蝕，一旦形成小孔型腐蝕，則孔內(nèi)外形成電位差，構(gòu)成微型腐蝕電池，孔內(nèi)腐蝕將會(huì)越來越嚴(yán)重，若不加以控制，就有穿孔的危險(xiǎn)，而且腐蝕產(chǎn)物（鐵的氧化物）會(huì)隨給水進(jìn)入鍋內(nèi)，沉積或附著在鍋爐管壁和受熱面上，形成難溶且傳熱差的鐵垢，既浪費(fèi)燃料，也嚴(yán)重危害鍋爐的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。根據(jù)國家《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》標(biāo)準(zhǔn)（GB 1576—2008）規(guī)定，蒸發(fā)量在＞6 t/h的鍋爐給水必須除氧，企業(yè)可以根據(jù)因水、因爐、因地制宜的原則，自行選擇有效、經(jīng)濟(jì)和簡便的除氧方式。

1.2 除氧方式與分析

（1）蒸汽熱力除氧運(yùn)行費(fèi)用高。熱力除氧器的運(yùn)行溫度控制在≥104℃時(shí)，才能保證除氧效果的合格，消耗蒸汽約為鍋爐蒸汽的15﹪。為了使除氧器內(nèi)的氣體能夠順利地排到大氣中，除氧器內(nèi)須保持著比大氣壓稍高的壓力，一般為0.01 M～0.02 MPa，水溫約在104℃時(shí)才能達(dá)到最佳除氧效果。

（2）熱力除氧波動(dòng)，常常會(huì)導(dǎo)致鍋爐和管道的局部發(fā)生氧腐蝕，屬于電化學(xué)腐蝕的一種，鍋水中的溶解氧具有去極化作用，會(huì)使腐蝕加劇。因腐蝕而產(chǎn)生的鐵的氧化物可能附著在爐管表面形成鐵垢，埋下更嚴(yán)重的安全隱患：若發(fā)生熱傳遞不及時(shí)，不僅會(huì)導(dǎo)致過熱現(xiàn)象，還能使?fàn)t管發(fā)生蠕變甚至發(fā)生爆管事故。

2 實(shí)施改進(jìn)

結(jié)合卷煙廠鍋爐供水系統(tǒng)及余熱回收系統(tǒng)的特點(diǎn)，綜合熱力除氧、藥物除氧、抽真空除氧、海綿鐵除氧等各種除氧方式的優(yōu)缺點(diǎn)，擬采用“余熱+熱力+藥物”綜合除氧技術(shù)，克服單一除氧方式之不足，發(fā)揮各種除氧方式之優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合鍋爐熱工系統(tǒng)乏汽等熱能回收利用，通過系統(tǒng)思考和綜合利用，達(dá)到除氧及節(jié)能之目的（圖1）。

圖1 改造后的加藥除氧裝置

（1）控制除氧器水不沸騰（建議控制在＜100℃）的前提下，優(yōu)先回收余熱加熱鍋爐給水(鍋爐尾煙余熱、凝結(jié)水余熱、制絲乏汽余熱、抽真空蒸汽余熱、制絲車間燃燒爐煙氣余熱等)，在提高余熱利用率的同時(shí)，利用余熱加熱，析出部分水中溶解氧，如果水溫仍＜100℃，采用底部蒸汽加熱將水溫提高至接近100℃（不沸騰狀態(tài)），再進(jìn)一步析出水中溶解氧，100～104℃區(qū)間水中含有的溶解余氧，采用環(huán)保無毒藥物除氧劑再除余氧，做到最大限度地利用余熱加熱鍋爐給水，將蒸汽消耗量降到最低，避免除氧器沸騰狀態(tài)下，大量蒸汽隨析出氧排放至室外的能源浪費(fèi)。為確保除氧效果，采取多種除氧方式相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)既合理及充分利用余熱，輔助藥物除氧方式，又達(dá)到最佳除氧和節(jié)能的效果。

（2）加藥除氧裝置。加藥除氧裝置是由加藥箱、3個(gè)加藥泵和控制箱等組成。加藥泵可以在手動(dòng)和自動(dòng)2種模式下運(yùn)行，當(dāng)在手動(dòng)模式下時(shí)，選擇對應(yīng)的啟動(dòng)停止按鈕就可以分別啟動(dòng)停止1號加藥泵、2號加藥泵和3號加藥泵。當(dāng)選擇在自動(dòng)模式下時(shí)，1號加藥泵、2號加藥泵和3號加藥泵分別與 1，2，3號除氧泵連鎖可同步啟停運(yùn)行。

（3）余熱利用項(xiàng)目。已完成的配套綜合除氧節(jié)能技術(shù)的余熱利用項(xiàng)目（加熱鍋爐給水時(shí)，鍋爐給水溫度越高，水中含氧量越低），包括鍋爐煙氣余熱利用、鍋爐排污余熱利用、蒸汽凝結(jié)水回收利用、凝結(jié)水閃蒸汽余熱利用等已完成，不在贅述。

（4）未來規(guī)劃。計(jì)劃或可挖潛利用的余熱項(xiàng)目有：制絲車間3臺熱風(fēng)爐排煙溫度都＞200℃，甚至＞300℃；制絲車間抽真空回潮蒸汽余熱回收利用（目前余熱通過冷卻塔降溫排至室外，不僅造成了浪費(fèi)，還會(huì)造成局部熱島效應(yīng)）；梗絲末端蒸汽乏汽排至排潮間，最終排至室外。如果這些乏汽項(xiàng)目通過加以綜合利用，加熱鍋爐給水，將鍋爐給水加熱至接近90℃，甚至更高，鍋爐熱力除氧就可以徹底不用新鮮蒸汽加熱，鍋爐節(jié)能至少＞10%，甚至接近15%。

3 取得效果

改造后，根據(jù)能源統(tǒng)計(jì)，平均每天降低蒸汽使用量＞6 t，噸蒸汽成本320元，全年按300 d運(yùn)行，則全年可節(jié)省運(yùn)行成本58萬元。

在現(xiàn)有“余熱+熱力+藥物”綜合除氧節(jié)能技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，近期節(jié)能目標(biāo)達(dá)到鍋爐節(jié)能6%以上，隨著各種配套余熱回收項(xiàng)目的實(shí)施和完善（如制絲乏汽余熱、抽真空蒸汽余熱、制絲燃燒爐煙氣余熱等逐步實(shí)施應(yīng)用），遠(yuǎn)期目標(biāo)將＞10%。

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〔編輯 王永洲〕