工业锅炉综合除氧节能技术改造与管理

2018-01-02李明伟张黎林

设备管理与维修 2017年5期

关键词：制丝除氧器工业锅炉

李明伟，张黎林

（河南中烟黄金叶生产制造中心，河南郑州 450000）

工业锅炉综合除氧节能技术改造与管理

李明伟，张黎林

（河南中烟黄金叶生产制造中心，河南郑州 450000）

锅炉是卷烟企业的重要动力设备，而氧腐蚀是锅炉系统最常见、较严重的故障，通过对工业锅炉进行综合除氧节能技术改造，不仅解决了故障问题，也大幅度提高了热效能。

烟草企业；工业锅炉；技术改造

10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.05.07

0 前言

某卷烟厂动力车间4台锅炉是德国生产的HD01-20000燃油燃气蒸汽锅炉，为卷烟厂制丝生产、空调系统和生活供暖供给饱和蒸汽等热能。锅炉给水为软化水，采用热力除氧法对给水进行除氧。热力除氧水温度达到104℃时，除氧水含氧量符合锅炉用水质标准，除氧器始终处于沸腾状态，大量蒸汽随析出氧排放至室外，导致大量的能源被浪费掉，锅炉热力除氧用蒸汽约占锅炉蒸汽的15%，蒸汽浪费高达6%。

1 问题分析

1.1 氧腐蚀的危害

氧腐蚀是锅炉系统最常见也是较严重的腐蚀形态，一般是溃疡型和小孔型的局部腐蚀，一旦形成小孔型腐蚀，则孔内外形成电位差，构成微型腐蚀电池，孔内腐蚀将会越来越严重，若不加以控制，就有穿孔的危险，而且腐蚀产物（铁的氧化物）会随给水进入锅内，沉积或附着在锅炉管壁和受热面上，形成难溶且传热差的铁垢，既浪费燃料，也严重危害锅炉的安全与经济运行。根据国家《工业锅炉水质》标准（GB 1576—2008）规定，蒸发量在＞6 t/h的锅炉给水必须除氧，企业可以根据因水、因炉、因地制宜的原则，自行选择有效、经济和简便的除氧方式。

1.2 除氧方式与分析

（1）蒸汽热力除氧运行费用高。热力除氧器的运行温度控制在≥104℃时，才能保证除氧效果的合格，消耗蒸汽约为锅炉蒸汽的15﹪。为了使除氧器内的气体能够顺利地排到大气中，除氧器内须保持着比大气压稍高的压力，一般为0.01 M～0.02 MPa，水温约在104℃时才能达到最佳除氧效果。

（2）热力除氧波动，常常会导致锅炉和管道的局部发生氧腐蚀，属于电化学腐蚀的一种，锅水中的溶解氧具有去极化作用，会使腐蚀加剧。因腐蚀而产生的铁的氧化物可能附着在炉管表面形成铁垢，埋下更严重的安全隐患：若发生热传递不及时，不仅会导致过热现象，还能使炉管发生蠕变甚至发生爆管事故。

2 实施改进

结合卷烟厂锅炉供水系统及余热回收系统的特点，综合热力除氧、药物除氧、抽真空除氧、海绵铁除氧等各种除氧方式的优缺点，拟采用“余热+热力+药物”综合除氧技术，克服单一除氧方式之不足，发挥各种除氧方式之优点，结合锅炉热工系统乏汽等热能回收利用，通过系统思考和综合利用，达到除氧及节能之目的（图1）。

图1 改造后的加药除氧装置

（1）控制除氧器水不沸腾（建议控制在＜100℃）的前提下，优先回收余热加热锅炉给水(锅炉尾烟余热、凝结水余热、制丝乏汽余热、抽真空蒸汽余热、制丝车间燃烧炉烟气余热等)，在提高余热利用率的同时，利用余热加热，析出部分水中溶解氧，如果水温仍＜100℃，采用底部蒸汽加热将水温提高至接近100℃（不沸腾状态），再进一步析出水中溶解氧，100～104℃区间水中含有的溶解余氧，采用环保无毒药物除氧剂再除余氧，做到最大限度地利用余热加热锅炉给水，将蒸汽消耗量降到最低，避免除氧器沸腾状态下，大量蒸汽随析出氧排放至室外的能源浪费。为确保除氧效果，采取多种除氧方式相结合，实现既合理及充分利用余热，辅助药物除氧方式，又达到最佳除氧和节能的效果。

（2）加药除氧装置。加药除氧装置是由加药箱、3个加药泵和控制箱等组成。加药泵可以在手动和自动2种模式下运行，当在手动模式下时，选择对应的启动停止按钮就可以分别启动停止1号加药泵、2号加药泵和3号加药泵。当选择在自动模式下时，1号加药泵、2号加药泵和3号加药泵分别与 1，2，3号除氧泵连锁可同步启停运行。

（3）余热利用项目。已完成的配套综合除氧节能技术的余热利用项目（加热锅炉给水时，锅炉给水温度越高，水中含氧量越低），包括锅炉烟气余热利用、锅炉排污余热利用、蒸汽凝结水回收利用、凝结水闪蒸汽余热利用等已完成，不在赘述。

（4）未来规划。计划或可挖潜利用的余热项目有：制丝车间3台热风炉排烟温度都＞200℃，甚至＞300℃；制丝车间抽真空回潮蒸汽余热回收利用（目前余热通过冷却塔降温排至室外，不仅造成了浪费，还会造成局部热岛效应）；梗丝末端蒸汽乏汽排至排潮间，最终排至室外。如果这些乏汽项目通过加以综合利用，加热锅炉给水，将锅炉给水加热至接近90℃，甚至更高，锅炉热力除氧就可以彻底不用新鲜蒸汽加热，锅炉节能至少＞10%，甚至接近15%。