WNS型燃气热水锅炉前烟箱冷凝水腐蚀分析及改进措施研究

WNS型燃气热水锅炉前烟箱冷凝水腐蚀分析及改进措施研究

刘清涛 张大练

河南省锅炉压力容器安全检测研究院漯河分院 河南省漯河市 462000

摘要：伴随着人类社会的发展，使得出现了各种全新的能源类型。对于这些能源的利用量，以及使用的方式都发生了一定的改变。当下我国的能源结构依然是以煤炭资源为主。这种资源在使用的过程中，往往出现了各种技术方面的问题，例如本文就基于WNS型燃气热水锅炉前烟箱冷凝水腐蚀分析，进行针对性的分析，并提出相应的解决意见。

关键字：NS型燃气热水锅炉；烟箱冷凝水腐蚀；燃烧产物；烟气温度

引言：伴随着我国西部气田的开发，使得天然气这种高热值的清洁能源，已经全面的得到了社会上的广泛应用。这样的技术方式，也是未来新能源的重要组成部分。但是在实际的使用过程中，还需要积极的处理好出现的各种问题，以此实现高效率的能源利用。

1 研究背景

在传统的锅炉当中，排烟始终保持着较高的温度，因此就会导致烟气当中的水蒸气，会始终处于过热的状态当中。这样的情况下，便无法降低凝结成液态水，进而放出汽化潜热。因此，我国当下的生产加工的过程中，采用的锅炉热力计算的过程中，主要对燃烧产物当中的水蒸气的汽化潜热进行忽视，而是对既有燃料的低位发热量，进行相应的计算分析。一旦烟气的温度降低一定程度之后，在烟气当中的过热水蒸气，就可以出现凝结呈液态水，释放出汽化潜能。在这样的处理中，就是一种对于冷凝烟气当中的水蒸气的处理方式，能够使汽化潜热，可以充分得到利用，这样就是冷凝式锅炉的运行原理。而在对其冷凝式锅炉进行保护的过程中，一旦让燃料的低位发热量当做计算标准，就会导致原本的排烟温度较低，同时排烟的热损失比较少，因此利用了热化潜能之后，就使得可以利用的热量，超出了燃料的低位发热量，使得锅炉当中的热效率会超出100%的标准。

2 国内外同类研究现状分析及存在的问题

现阶段燃油气锅炉烟气的深度冷却，以及冷凝技术的使用，已经在西方一些发达国家得到了深入的研究和应用。但是，我国当下对于该技术的发展中，始终处于起步阶段，因此受到技术水平的限制，就会使得始终在燃油气锅炉烟气深度的冷区技术上，无法实现良好的推广。

将天然气为主要燃料的锅炉，在排放烟气的过程中，其烟气的温度始终在150-250摄氏度之间。同时，烟气当中的水蒸气容积也相对比较高，一般情况下为15%-19%之间。一旦排烟温度低于水蒸气的露点维度，就会导致出现过热状态之后，释放出了大量的气化潜热，这样的热效能始终可以提升10%-15%的程度上。在这样的技术发展下，使得始终存在着大量的热能无法被使用。在当下的燃油气锅炉烟气，需要在烟道当中增设回收烟气水蒸气的凝结换热器。而在书籍的处理过程中，就可以起到良好的吸收作用。

3 烟气中的水蒸气

在锅炉运行的工程中，使用的是焦炉煤气，其中并不含有硫，因此燃烧之后的烟气露点温度，与烟气的水露点温度保持近似的程度。在当下的天然气燃烧的过程中，对于水蒸气溶剂当中的占比份额，分析，就可以很好的确定出烟气水露点的实际温度。进行计算分析的过程中，需要取炉膛当中的微正压，设定为大气压。测试的过程中，锅炉当中的排烟温度为52摄氏度，因此就可以说明在锅炉当中的烟气出现了一定程度的冷凝。虽然现阶段焦炉煤器，已经开展了脱硫设备的处理工作，但是实际的成分当中，始终都会残留一定程度的SO₂，因此就会导致对烟气的露点起到提升的作用。在烟气露点的温度处理上，需要控制在70摄氏度以上。

4 原因分析与处理

在进行设计的过程中，其锅炉的设计燃料为天然气。但是，在进行安装的过程中，由于将其更换为了燃煤气燃烧器，使得在锅炉结构以及燃烧器的使用中，并没有进行针对性的调整。对于焦炉媒体的热值而言，仅仅为燃天然气的一般水平。因此，锅炉为了能够实现与天然气相同的负荷程度，就需要全面的提升耗气量。其次，在使用的过程中，需要对原本的燃烧机就行处理，以保证使用效果。

现阶段锅炉当中的出水为2t，同时回水温度为29.5摄氏度，这样就会远低于额定的参数^[1]。在进行热力方面的计算分析之后，就可以确定出进口烟气温度为83摄氏度，而在出口温度则设置为63摄氏度。上述情况下，第三回程管束当中的壁温，通常会小于露点的温度，因此就可以开展冷凝。

最后，在锅炉燃烧的过程中，经常会产生大量的氮氧化物，同时NO与NO₂都会稍溶于水，使得反应生成腐蚀性的溶液^[2]。

因此，对于这样的情况出现，都会导致冷凝水的pH值小于7，呈现出一定的酸性，进而对钢材造成一定的腐蚀效果。在这样的水环境下，使得大量的铁离子氧化物进行溶解，使得颜色出现发红或者酱油色的情况。这样情况的出现，也是导致水体发黄的重要因素之一。

5 处理建议

在当下锅炉的运行过程中，往往要采用提升锅炉负荷的工作方式，保障在极短的时间内，进行针对性的处理。其次，在运行的过程中，还需要使用更大的燃烧机，以此全面的提升锅炉的整体进气量。这样在燃烧的过程中，就可以利用对燃料耗气量的调节，以此让锅炉始终保持在80%的满负荷的基础上进行操作。

在受热面壁温度低于露点温度的时候，烟气当中的水蒸气会出现冷凝，同时在腐蚀受热面也会出现一定的问题。因此，为了解决这样的问题，就需要在前后箱位置，设置出冷凝水排放装置，这样才可以及时的将冷凝水全部排出。在进行处理的过程中，需要充分的考虑到排水装置的设计方式，以此保障利用水封的方式，避免烟气出现泄露的问题^[3]。

当下进行燃空比的调节方式，可以很好的提升过量空气系数，这样就可以在反应的过程中，有效的控制水蒸气的整体分压，进而控制露点温度值，避免冷凝水的出现。但是需要注意的是，在采用这样的方式进行处理的过程中，需要保障对过量空气系统进行针对性的控制，以免空气系数的增大，使得排烟过程中的热损失出现提升。

最后，需要对整个锅炉进行一次全面的改进，使得其中一部分锅炉的出水，在进入到换热器当中之后，可以与用户的供暖回收实现在换热器当中的换热处理。而对于剩余部分的处理，则需要基于变频的防腐方式，降低一次网循环泵的流量，在这样的处理方式下，就可以很好的提升回水温度，以此避免冷凝水的出现。

6 技术经济指标

在当下燃油燃气锅炉的烟气深度冷却技术的使用中，其需要利用搭建出来的烟气冷凝试验台，并将实验研究的方法为基础，对其烟气温度与介质温度之间的冷凝特性规律，进行针对性的分析，在实验的过程中，其基础条件就是基于实际的烟气量，以及对冷却介质，进行针对性的分析。在这样的处理模式下，便可以很好的保障研究的成果，可以完全的符合蒸汽锅炉当中的实际运行情况。另外，在研究的过程中，还需要重视起蒸汽锅炉当中的管进行共性技术，以此保障在本文优化方式的使用中，可以很好的发挥技术的经济性，全面的避免由于冷凝水的出现，对管道造成较为严重的腐蚀影响。最后，在锅炉排烟系统当中，余热回收的效率，通常与燃料的种类有着直接的关联，因此燃煤锅炉除了要具备着较高的耐腐蚀性，还要进一步的保障换热面不会出现磨损的问题，以此在低温腐蚀的过程中，可以很好的控制烟气量，进而保障烟气处理过程中的合理性与价值性。

总结：综上所述，在本文所提出的针对WNS型燃气热水锅炉前烟箱冷凝水腐蚀问题的改进措施，在实际的操作过程中，可以很好的发挥出技术的优势性，避免出现过多的冷凝式，以此提升整个系统的稳定性与性能，避免一些潜在故障问题。

参考文献：

[1]王永利,赵尔冰.WNS燃气热水锅炉建模分析与水质控制探究[J].特种设备安全技术,2020(05):5-6+16.

[2]申峥峥.WNS型燃气热水锅炉尾部冷凝水腐蚀分析及改进措施[J].现代工业经济和信息化,2020,10(03):44-45.

[3]许琴华, BTZLN120-I-Q型燃气真空热水锅炉. 浙江省,浙江滨特热能科技股份有限公司,2018-11-22.