河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司南陽卷煙廠 楊如惠 王維尚 劉雨

前言

燃?xì)忮仩t普遍使用天燃?xì)?，其中氫含量最高，氫質(zhì)量占比20%～25%，排煙溫度相對較高，排煙中含有大量的水蒸汽。燃?xì)忮仩t煙氣冷凝余熱回收裝置，就是利用溫度較低的水或空氣冷卻煙氣，實(shí)現(xiàn)煙氣溫度降低，水蒸汽冷凝，換熱器內(nèi)的水或空氣吸熱而被加熱，實(shí)現(xiàn)熱能回收，可有效節(jié)約生產(chǎn)成本，降低鍋爐的排煙溫度，以提高鍋爐的給水水溫，從而達(dá)到降低天然氣消耗，提高鍋爐的熱效率，實(shí)現(xiàn)鍋爐節(jié)能降耗的目的。

1 故障原因分析

燃?xì)忮仩t尾部安裝的箱式冷凝器是一種換熱設(shè)備，主要由箱體、內(nèi)部煙管管束構(gòu)成，處理合格的鍋爐軟化水通過循環(huán)泵進(jìn)入冷凝器內(nèi)部的煙管管束內(nèi)進(jìn)行不間斷循環(huán)流動(dòng)，管束內(nèi)的軟化水充分吸收流經(jīng)管壁外的高溫?zé)煔?，進(jìn)行熱交換器，以提高鍋爐的給水溫度，但鍋爐在正常運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)冷凝器在運(yùn)行中，凝結(jié)水量較大，部分凝結(jié)水無法排出，長期下去，將對冷凝器箱體及鍋爐尾部煙道造成腐蝕，降低鍋爐設(shè)備使用壽命。

目前存在的問題是：鍋爐的排煙溫度經(jīng)過省煤器及冷凝器換熱后，由于排煙溫度太低，以至于冷凝器內(nèi)部換熱管束表面溫度低于煙氣中水蒸汽的露點(diǎn)溫度，（水蒸汽露點(diǎn)溫度為50℃，如果低于50℃，水蒸汽將冷卻凝結(jié)成水滴）使流經(jīng)冷凝器煙氣中的水蒸汽凝結(jié)成大量凝結(jié)水，凝結(jié)水與煙氣中的二氧化碳混合后，變成了酸性水，酸性水對冷凝器的換熱管束及箱體造成嚴(yán)重腐蝕，當(dāng)冷凝水積攢較多時(shí)，還會(huì)造成省煤器及鍋爐煙箱腐蝕，縮短鍋爐的使用壽命，甚至?xí)霈F(xiàn)較大的安全生產(chǎn)事故，所以應(yīng)對鍋爐冷凝器進(jìn)水控制系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，避免冷凝水的產(chǎn)生，以提高鍋爐及附屬設(shè)備的使用壽命。

2 改進(jìn)措施和具體對策

為了避免冷凝水對鍋爐產(chǎn)生腐蝕，一是需要提高冷凝器內(nèi)部管束的表面溫度，使管束的表面溫度應(yīng)略高于水蒸汽的露點(diǎn)溫度50℃。通過人工試驗(yàn)和一周的觀察記錄，當(dāng)冷凝器內(nèi)部的管束表面溫度為55℃時(shí)，相對應(yīng)流鍋爐尾部高溫?zé)煔饨?jīng)過冷凝器熱交換后，流經(jīng)冷凝器后的排煙溫度為85℃左右，在這種情況下冷凝器內(nèi)部不會(huì)產(chǎn)生冷凝水，由此可以得出，只要控制冷凝器的排煙溫度不低于85℃，就可以避免冷凝水的出現(xiàn)。

在每臺(tái)鍋爐冷凝器的進(jìn)水口部位各安裝一臺(tái)電動(dòng)控制閥（通過閥體上部的電動(dòng)執(zhí)行器進(jìn)行控制閥門的開、關(guān)量的大?。?；在各冷凝器的箱體上各設(shè)計(jì)安裝一個(gè)溫度傳感器以測量通過冷凝器時(shí)鍋爐煙氣的排煙溫度。另外在三臺(tái)冷凝器總回水管道與總進(jìn)水管道之間設(shè)計(jì)安裝一根旁通管道，并在旁通管道上安裝一個(gè)電動(dòng)控制閥、溫度傳感器和壓力傳感器。通過鍋爐中控系統(tǒng)PLC控制器進(jìn)行控制。

具體控制模式是：

（1）在PLC控制器中進(jìn)行編程，設(shè)定各臺(tái)鍋爐冷凝器排煙溫度在85～95℃，通過每臺(tái)鍋爐的排煙溫度來控制相應(yīng)進(jìn)入各冷凝器的水量大小，當(dāng)排煙溫度低于85℃或大于95℃時(shí)，通過各溫度傳感器的輸出電壓信號(hào)利用PLC系統(tǒng)進(jìn)行控制，使各鍋爐的排煙溫度始終控制在85～95℃，以達(dá)到各鍋爐冷凝器管束的表面溫度高于水的露點(diǎn)溫度。

（2）為了保證鍋爐的給水正常，軟水箱水位始終保持在正常狀態(tài)，通過安裝在總回水管道和總進(jìn)水管道上電動(dòng)閥、壓力傳感器來調(diào)節(jié)回水量的大小。向冷凝器供水的水壓正常壓力為0.1～0.15MPa，設(shè)定旁通管道回水壓力范圍值應(yīng)小于或等于0.15MPa，當(dāng)循環(huán)泵的出口水壓高于0.15MPa時(shí)，說明回水管道阻力大，回水流量小，由安裝在旁通管道上的壓力傳感器輸出信號(hào)通過PLC系統(tǒng)控制旁通控制閥的開、關(guān)大小，以滿足鍋爐的給水量。

3 結(jié)語

項(xiàng)目改造后效果：一方面徹底杜絕了冷凝器內(nèi)部冷凝水的產(chǎn)生，避免鍋爐出現(xiàn)腐蝕和安全事故的發(fā)生；另一方面也相應(yīng)提高了鍋爐的給水溫度，給水溫度的提升縮短了鍋爐加熱水產(chǎn)生蒸汽的時(shí)間，直接減少了天然氣的使用量，具有很大的節(jié)能效益。