燃气锅炉冷凝器凝进水控制系统改造

2020-01-08河南中烟工业有限责任公司南阳卷烟厂杨如惠王维尚刘雨

河北农机 2020年7期

河南中烟工业有限责任公司南阳卷烟厂杨如惠王维尚刘雨

前言

燃气锅炉普遍使用天燃气，其中氢含量最高，氢质量占比20%～25%，排烟温度相对较高，排烟中含有大量的水蒸汽。燃气锅炉烟气冷凝余热回收装置，就是利用温度较低的水或空气冷却烟气，实现烟气温度降低，水蒸汽冷凝，换热器内的水或空气吸热而被加热，实现热能回收，可有效节约生产成本，降低锅炉的排烟温度，以提高锅炉的给水水温，从而达到降低天然气消耗，提高锅炉的热效率，实现锅炉节能降耗的目的。

1 故障原因分析

燃气锅炉尾部安装的箱式冷凝器是一种换热设备，主要由箱体、内部烟管管束构成，处理合格的锅炉软化水通过循环泵进入冷凝器内部的烟管管束内进行不间断循环流动，管束内的软化水充分吸收流经管壁外的高温烟气，进行热交换器，以提高锅炉的给水温度，但锅炉在正常运行中发现冷凝器在运行中，凝结水量较大，部分凝结水无法排出，长期下去，将对冷凝器箱体及锅炉尾部烟道造成腐蚀，降低锅炉设备使用寿命。

目前存在的问题是：锅炉的排烟温度经过省煤器及冷凝器换热后，由于排烟温度太低，以至于冷凝器内部换热管束表面温度低于烟气中水蒸汽的露点温度，（水蒸汽露点温度为50℃，如果低于50℃，水蒸汽将冷却凝结成水滴）使流经冷凝器烟气中的水蒸汽凝结成大量凝结水，凝结水与烟气中的二氧化碳混合后，变成了酸性水，酸性水对冷凝器的换热管束及箱体造成严重腐蚀，当冷凝水积攒较多时，还会造成省煤器及锅炉烟箱腐蚀，缩短锅炉的使用寿命，甚至会出现较大的安全生产事故，所以应对锅炉冷凝器进水控制系统进行改进，避免冷凝水的产生，以提高锅炉及附属设备的使用寿命。

2 改进措施和具体对策

为了避免冷凝水对锅炉产生腐蚀，一是需要提高冷凝器内部管束的表面温度，使管束的表面温度应略高于水蒸汽的露点温度50℃。通过人工试验和一周的观察记录，当冷凝器内部的管束表面温度为55℃时，相对应流锅炉尾部高温烟气经过冷凝器热交换后，流经冷凝器后的排烟温度为85℃左右，在这种情况下冷凝器内部不会产生冷凝水，由此可以得出，只要控制冷凝器的排烟温度不低于85℃，就可以避免冷凝水的出现。

在每台锅炉冷凝器的进水口部位各安装一台电动控制阀（通过阀体上部的电动执行器进行控制阀门的开、关量的大小）；在各冷凝器的箱体上各设计安装一个温度传感器以测量通过冷凝器时锅炉烟气的排烟温度。另外在三台冷凝器总回水管道与总进水管道之间设计安装一根旁通管道，并在旁通管道上安装一个电动控制阀、温度传感器和压力传感器。通过锅炉中控系统PLC控制器进行控制。

具体控制模式是：

（1）在PLC控制器中进行编程，设定各台锅炉冷凝器排烟温度在85～95℃，通过每台锅炉的排烟温度来控制相应进入各冷凝器的水量大小，当排烟温度低于85℃或大于95℃时，通过各温度传感器的输出电压信号利用PLC系统进行控制，使各锅炉的排烟温度始终控制在85～95℃，以达到各锅炉冷凝器管束的表面温度高于水的露点温度。

（2）为了保证锅炉的给水正常，软水箱水位始终保持在正常状态，通过安装在总回水管道和总进水管道上电动阀、压力传感器来调节回水量的大小。向冷凝器供水的水压正常压力为0.1～0.15MPa，设定旁通管道回水压力范围值应小于或等于0.15MPa，当循环泵的出口水压高于0.15MPa时，说明回水管道阻力大，回水流量小，由安装在旁通管道上的压力传感器输出信号通过PLC系统控制旁通控制阀的开、关大小，以满足锅炉的给水量。