燃气锅炉节能器异常结垢原因分析及预防措施

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2.2 形成机理hmm事件
燃气锅炉由于其燃料较为昂贵,在锅炉结构设计上,最大限度的提高其热效率是设计人员遵循的准则之一。对于燃气锅炉的来说,造成其热效率高低的最主要因素是其排烟温度,它所排放的烟气的温度是锅炉总的热损失的主要部分。节能器大量运用于燃气锅炉中正是出于降低排烟温度、提高热效率这个原因。节能器中流动的是从水处理设备流出的常温的水,其管子外壁设置的大量鳍片为管子和烟气的热交换提供了最有效的结构条件。但是,这其中存在的问题是,当烟气的排烟温度低于烟气露点温度时,容易在管子表面产生冷凝水。单有冷凝水的存在也不能构成低温腐蚀的条件,此时还需要另外一种元素-硫元素的存在。采用天然气作为燃料燃烧时,由于天然气中的大量碳氢化合物的存在,导致其燃烧后产生的烟气中水蒸气的含量远高于空气中水蒸气的含量,蒸气的露点温度范围在30~60℃之间。
当烟气中水蒸气含量特别大时,节能器上更容易产生冷凝水。现在城市生活和工业生产中所使用的天然气,大部分含有硫元素,而且有的燃气硫含量还不低,此时,由于硫元素的介入,燃气的露点温度会上升,露点温度上升后,更容易发生结露现象,其后果是产生的大量冷凝水会顺着水平或者竖直烟道回流,在烟气流程内的水平最低位置聚集,从而为腐蚀的发生提供了条件[3]。不断聚集的冷凝水中,如果煤气化技术
有硫元素的加入,则在损伤模式的概念上上,对腐蚀具有加成和促进作用。现在燃气公司提供的天然气,都难以避免的含有H 2S 杂质,H 2S 参与燃烧过程后,使得烟气中产生SO 2,而烟气温度往往较高,至少300~400℃,再加上氧的存在,SO 2极易发生氧化反应生成SO 3,SO 2、SO 3的和水蒸气共同存在的环境下,可以生成H 2SO 3、H 2SO 4,这将导致化学腐蚀的发生。特别是随着锅炉运行时间的不断延长,H 2SO 3、H 2SO 4的浓度不断上升,当浓度上升到一定的数值时,节能器的表面将迅速腐蚀,其腐蚀产物硫酸亚铁、硫酸铁、亚硫酸铁等成分的一种或几种成分组合的混合物,最终形成上述图片中的棕黄垢样的产物。
在检验过程中,经查询该锅炉的运行记录,发现该锅炉因生产原因,每天白天满负荷运行,而一到晚上,就低负荷运行。而长时间夜晚低负荷运行造成其排烟温度更低,给冷凝水的汇集又提供了一个条件,冷凝水和不断浓缩的H 2SO 3、H 2SO 4,造成了节能器的腐蚀。
3 处理及预防措施水平潜流人工湿地
通过前述对节能器上的垢样分析及其产生机理的分析,结合平时检验的工作经验,本文作者认为,可以从以下几个方面
0 引言
近年来,出于国家对于环境保护的要求,越来越多的燃
煤、燃材锅炉被淘汰,而燃气锅炉正逐步取代燃煤、燃材锅炉被投入到工业生产中。燃气锅炉结构较一般锅炉而言,其结构更为紧凑和复杂,自动化程度高,其对使用单位最大的影响在于,采用燃气作为燃料,其运行成本将会大幅提高。因此,为了最大限度的提高热效率,燃气锅炉一般都会增加余热回收节能技术
装置-节能器[1]
。本文作者在对一台燃气锅炉定期检验的过程中,发生节能器的管子外壁存在大量异常结垢,而且布满整个
节能器所有管子外壁,颜程棕黄,见图1。为分析其成因,消除事故隐患,对杜绝事故的发生,本文对该锅炉的结垢原因进行探讨。
图1 检验中发现的节能器异常结垢
1 锅炉概况
该锅炉型号为UL-S 6000,制造单位为LOOS(德国劳斯)/Bosch Group(博世集团),是一台进口锅炉,其结构类似于国产的WNS 锅炉结构。额定出力为6t/h ,额定压力为1.6MPa ,工作压力为1.6MPa ,2013年投入使用,已连续运行6年多,在2019年7月进行停炉内部检验,检验过程中发现在尾部节能器处发现大量异常结垢。
2 结垢的原因分析
2.1 垢样表观及其化验产物
因结垢部位为锅炉尾部烟道内的节能器,此部位是锅炉燃料燃烧后烟气流转经过的部位,图片所见部分为管子的鳍片,管子内部为水。整个管子的鳍片都被棕黄的垢所遮盖,管子略见有腐蚀的迹象。从这些方面,可以考虑可能是低温腐蚀引起的反应物堆积。为得出垢样的主要成分,采用能谱分析(EDX)法对该垢样进行分析[2],发现其主要成分为Fe ,55.63%;S ,16.39%;O ,27.02%等元素,
其余元素含量不足1%,因此初步得出其主要成分应是硫酸亚铁、硫酸铁、亚硫酸铁等成分的一种或几种成分组合的混合物。
燃气锅炉节能器异常结垢原因分析及预防措施
刘志坚(曲靖市质量技术监督综合检测中心,云南 曲靖 655000)
摘要:因环保需要,燃气锅炉正越来越多的取代燃煤锅炉运用于工业生产中。由于其结构特点,在节能器的部位经常发生低温腐蚀的情况。在对某台燃气锅炉检验时,发现其节能器部位存在大量异常结垢,通过对垢样化学分析进而对其形成机理进行分析,最后得出是由于低温硫腐蚀所造成的结论。针对形成原因提出了相应的预防措施,对使用燃气锅炉的使用单位和从事锅炉检验的检验人员都具有一定的借鉴意义。
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关键词:燃气锅炉;异常结垢;原因分析;预防措施丝绵机

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