強制循環余熱鍋爐傳統干法保養方式優化

　　摘要：強制循環余熱鍋爐因自身結構特點限制，采用傳統熱爐放水加余熱烘干干法保養方式，其放水及余熱烘干效果不佳，易使鍋爐管內積水、濕度大，鍋爐管內壁長期處于濕度、溶解氧超標的狀態下，可能會導致鍋爐管大面積腐蝕失效。因此討論分析了強制循環余熱鍋爐傳統干法保養方法的優化措施及實施效果，為問題的解決提供一些思路。

　　關鍵詞：鍋爐;強制循環;干法保養;濕度;腐蝕

　　0引言

　　近年隨著燃機發電小時數逐漸縮小，余熱鍋爐存在長期停運可能，干法保養作為中長期保養主要手段[1]，其保養控制措施好壞，直接影響鍋爐管保養效果和成本。如何經濟有效地做好強制循環余熱鍋爐長期停爐干法保養工作，還需要不斷探討和摸索。強制循環余熱鍋爐因自身爐膛內部鍋爐管排水平安裝布置特點限制，采用傳統熱爐放水加余熱烘干操作達不到干法保養效果，而導致爐內鍋爐管內部積水腐蝕。

　　某燃機發電廠強制循環余熱鍋爐中長期停爐采用熱爐放水加余熱烘干十八胺成膜保養，實施1年后，鍋爐管內壁下部積水結垢較嚴重，割管進行結垢量計算已達到酸洗要求，管內部積水痕跡較為明顯，積水部位金屬表面腐蝕較重，為減緩管內壁金屬積水、結垢腐蝕問題，對該爐熱力系統采用羥復合酸進行循環化學清洗[2]。

　　目前國內燃機發電廠余熱鍋爐主要分為自然循環和強制循環2種結構類型，自然循環余熱鍋爐中長期保養采用傳統熱爐放水余熱烘干干法保養較為普遍，其熱干風吹掃局部進行實踐運用[3-4]，強制循環余熱鍋爐目前暫無相關干法保養優化的運用。以下針對傳統熱爐放水加余熱烘干方法在強制循環余熱鍋爐運用中存在鍋爐管積水原因進行分析，并制定相應改進措施。

　　1腐蝕原因

　　1.1傳統干法保養在強制循環余熱鍋爐的運用

　　熱爐放水加余熱烘干的傳統保養方法在換熱鍋爐管垂直安裝的自然循環余熱鍋爐上運用較為廣泛。因其在鍋爐放水時管內爐水受系統壓力和水自身重力從下集箱排出，無法存在鍋爐管內，少量附著在管壁上的水珠或水膜，被鍋爐余熱汽化蒸發從上集箱排出，有一定的保養效果。

　　而強制循環余熱鍋爐鍋爐管為水平安裝，以該類型余熱鍋爐高壓蒸發器為例，高壓蒸發器管箱Ⅰ和Ⅱ串聯布置，其鍋爐管Φ38mm×3.5mm，高壓蒸發器管箱Ⅰ單根鍋爐管總長約40m，4個彎頭，介質在管道內流動的阻力較大，在熱爐放水后期壓力和熱量較低時，爐水或蒸汽較難排出，且水平安裝的鍋爐管在長期運行下容易出現變形，從而破壞原有鍋爐管的疏水坡度，加劇鍋爐管積水問題，鍋爐管積水和系統內氧氣含量超標是導致鍋爐管內部腐蝕的直接原因。

　　1.2鍋爐管結垢加劇腐蝕

　　在系統內濕度和含氧量超標的情況下，其腐蝕主要是飽和水膜中鐵被氧化產生Fe2O3和Fe(OH)3，是腐蝕電池的陰極去極化劑，即在陰極發生反應：Fe(OH)3+e→Fe(OH)2+OH-，Fe2O3+2e+H2O→FeO+2OH-.該反應使高價鐵再還原成低價鐵，其代價是作為陽極的鐵被腐蝕，同時高價氧化鐵在還原成磁性氧化鐵時還要放出氧氣，即：6Fe2O3→4Fe3O4+O2.因此，系統中含氧量增加，隨之加速金屬表面腐蝕，其腐蝕速度一般要比運行期間快得多。隨著鍋爐管內壁腐蝕，氧化鐵增加，管內壁便粗糙，加速了金屬表面結垢物沉淀，特別是粗糙度加大的位置更容易結垢。

　　粗糙度的增加明顯會促進結垢速率與結垢量的增加[5]，這是由于粗糙表面生產氧化膜后，將會使表面變得更加凹凸不平，這些部位為成核、附著和化學表面活性提供了附加場所，縮短了結垢的誘導期，并使結垢速率增加，并且在流動條件下，粗糙度的增加也減小了流體層流底層的厚度，有利于污垢的沉積。結垢層內含有金屬的腐蝕物，在鍋爐運行中垢層導熱性能差，使得管壁溫度升高，滲透到沉積層下面的鍋爐水會發生劇烈蒸濃，并由于受到結垢層阻礙，不易與鍋爐管中水混合均勻，最終使結垢層下各種雜質的濃度很高，長期不加控制將加速金屬腐蝕，導致大面積鍋爐管腐蝕。

　　2改進措施

　　(1)提高放水壓力、余熱烘干和負壓抽汽

　　提高放水初始壓力至0.7MPa，余熱烘干后對系統進行隔離，利用水低壓汽化原理，將汽機真空建立對鍋爐熱力系統進行負壓抽汽(軸封供汽應滿足要求)。整個負壓抽汽過程累計抽出鍋爐熱力系統汽體凝結水約5t，熱力系統內相對濕度仍大于60%RH。因爐膛內部放水后剩余熱量較少且爐膛通風散熱較大，特別是低壓系統、除氧系統本身溫度較低，導致抽汽后期鍋爐管內積水不容易汽化。

　　(2)啟動燃機烘爐將燃機至全速空載烘爐，燃機排煙溫度約270℃，烘爐初期各系統排氣后有較多蒸汽冒出，烘爐后期檢測透氣口相對濕度均大于60%RH，且無明顯下降趨勢。烘爐可以將鍋爐絕大部分積水解決，當烘干后期系統內部壓力達到平衡，管阻力大于蒸汽流動動力，蒸汽將受阻不再流動，在爐膛冷卻后蒸汽重新凝結成水遺留在管壁內部。采用定期啟動燃機全速空載進行烘爐[6]，該措施需要考慮鍋爐末級管排、管箱承重吊耳受熱強度，還有烘爐的經濟性。

　　(3)增加熱干風裝置

　　裝置出風量按照熱力系統水容積的2倍設計，保證一定出風溫度和壓力，裝置自帶除濕功能，分別接入高、低壓系統。烘爐結束后及時投用熱干風設備對鍋爐熱力系統進行吹掃，吹掃主要設備流程，吹掃應包括取樣管道、疏水管道、壓力變送管道。初期投入熱干風吹掃，系統濕度下降較為緩慢，隨吹掃時間增加，濕度下降較為明顯，濕度變化、吹掃時間。通過熱干風每天吹掃，熱力系統管道相對濕度逐漸能夠達到要求，但停止吹掃后濕度會升高，分析其主要原因為：爐內鍋爐管遺留凝結水、燃機烘爐不能涉及爐外大多數熱力管道。

　　3效果評估

　　在傳統熱爐放水、余熱烘干的基礎上，通過增加啟動燃機全速空載，利用排煙繼續加熱爐膛內鍋爐管，已經證明可以將絕大多數積水蒸發排除，少量蒸汽會因為管道阻力遺留在爐膛內部，另外啟動燃機烘爐不能加熱爐外管道，管道內積水無法排除，熱力系統內部濕度不能達標。干風裝置定期投入運行，可以將燃機烘爐后遺留在鍋爐管內部濕氣或凝結水逐漸帶走，且吹掃可以覆蓋爐外所有汽水管道，可彌補啟動燃機烘爐不足之處，通過干風吹掃熱力系統濕度可控。

　　啟動燃機烘爐加熱干風裝置吹掃基本解決了強制循環余熱鍋爐傳統熱爐放水余熱烘干缺陷，提高了保養效果。改進后的干法保養初期，熱力系統內部濕度需要一定時間才能得到控制，一定程度上影響保養效果。改進實施后，干法保養首次啟爐前，鍋爐進水后高壓爐水水樣為微紅。

　　4結語

　　本次干法保養優化方案以“《火力發電廠停(備)用熱力設備防銹蝕導則標準》中系統相對濕度應小于等60%RH或含氧量小于等于2%”的要求為基礎，對傳統熱爐放水、余熱烘干適用條件進行分析，并結合強制循環余熱鍋爐自身結構特點及保養案例進行分析、總結及改進優化，得出強制循環余熱鍋爐在傳統保養措施基礎上，增加啟動燃機全速短時烘爐加定期熱干風吹掃的保養方式，基本解決了強制循環余熱鍋爐采用傳統干法保養的不足，通過以上改進措施有效減緩金屬腐蝕，提高保養效果，且降低保養成本。

　　建議控制措施如下：

　　(1)熱爐放水后及時啟動燃機烘爐，結束后在受熱面未冷卻前及時投入熱干風吹掃，吹掃范圍應包括爐內所有受熱面、爐外主要管道及取樣管、疏水管、壓力變送引壓管等，吹掃過程中系統末端疏水閥應開啟，清除烘干過程中殘留蒸汽或積水，有利于吹掃效果和相對濕度控制，最終降低干法保養經濟性。

　　(2)針對干法保養初期系統內部濕度控制需要一定時間的問題，建議配置1套制氮裝置，氮氣濃度大于等于99%，干燥的氮氣替代熱干風，在啟動燃機烘爐后熱力系統及時投入充氮，保證系統內部含氧量小于2%、相對濕度應小于60%RH。

　　(3)干法保養結束后及時取樣化驗爐水鐵離子濃度，以分析保養效果及相應改進措施。

　　參考文獻：

　　火力發電廠停(備)用熱力設備防銹蝕導則：DL/T956-2005[S].北京：中國電力出版社，2005.

　　程一杰，何飛德，宋小寧，等.余熱鍋爐蒸發器腐蝕原因分析及化學清洗[J].工業水處理，2018，38(6):102-105.

　　劉熙男，劉國樹.停備用鍋爐干燥空氣保護法的研究與應用[J].天津電力技術，2005(1):20-21.

　　戴雄杰.淺談鍋爐的熱干風保護[J].科學與財富，2017(3):187.

　　裴煒，王樹眾，佟振霞.鍋爐管內腐蝕結垢過程的實驗研究[J].熱能動力工程，2011，26(5):561-565.

　　王慧.聯合循環電廠余熱鍋爐新式余熱烘干保養介紹[J].工程技術，2015，9(9):115-116.

　　電力方向評職知識：電力職工如何發表論文

　　電力職工可以參與電力工程師職稱評審，很多從事電力工作的人當滿足一定工作時間之后都會去申報職稱，不同高的職稱級別對于工程師申報的要求不相同，例如需要滿足的學歷要求以及資歷要求還有論文材料要求等，中級電力職稱是符合助理職稱之后才能申報的電力職稱，其中電力職稱論文是很重要的，那么電力職工該如何發表職稱論文?下面就以中級電力職稱為例，介紹電力職工發表要求：

　　

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