试论燃气热水锅炉低温腐蚀的成因与防治

张铭麟 沈阳星瀚市政工程有限公司

一、低温腐蚀现状

热水锅炉的设计具有复杂的标准，在我国，最低额定出进水温度问95℃/70℃，而在国外这一标准会有一定不同，一般要求高于60℃。若在工作过程中严格按照这些参数实施，那么结露问题通常不会发生，但是在实际工作中存在一定难度，运行情况并不能满足上述要求。

设计热源的过程中，一般会有“大马拉小马”状况的发生，这是因为锅炉容量通常会存在一定裕量；在某些时候，燃气锅炉运转过程中高负荷状态的效率可能会低于低负荷的效率，这是因为存在尾部受热面结露时汽化潜热的释放以及燃气燃烧的优越性，以至于单台锅炉达到用热标准时还会有额外的几台锅炉持续运转。由于上述原因，燃气锅炉在不必要工作的时候仍然会低负荷运转，会出现结露的状况。[1]

在一部分供暖地区通常会存在回水温度较低的现象，对于一些小区而言，如果缺乏节能建筑，那么不论是在初寒期还是在末寒期，回水温度都可能会低于40℃，低于30℃的情况也会发生。这些低温回水如果直接由外界流入锅炉尾部，那么会将许多烟气余热吸收，烟气温度也就会迅速降低，很可能会降低到露点温度，这样一来，液化产生的水会裹挟着酸性气体形成酸性冷凝水，对设备造成一定程度的腐蚀。不仅如此，在长时间的腐蚀过后，产生的绣渣会留在管道中，逐渐积累进而引起堵塞，导致越来越多的酸性冷凝水回流到炉膛内，形成恶性循环，腐蚀的范围会越来越大，如果不对腐蚀进行处理，那么在一段时间后很可能会流入燃烧设备，造成损害，最终锅炉也会出现启动问题。

二、低温腐蚀的防治方法

锅炉烟气温度如果高于露点温度，那么就不会有冷凝水的出现，所以，为了能够控制烟气的温度在露点以上，那么就必须要保证锅炉进水温度高于露点温度，这也是最简单最有效的方法。

为了能够有效避免低温腐蚀，可以实施供水分流系统，在供水回流的情况下，锅炉进水温度就会得到一定的提升，一般需要达到58℃以上。

如图1所示，展示了两种控制方式，分别为单泵系统和带混水泵的双泵系统。

图1 单泵系统与双泵系统

为了能够实现设备自动化，一般可以将一体式温度变送器安装到回水母管上，这样PLC控制柜就可以接收到反馈信号，大约在4～20mA。在接收到反馈信号后，比例积分温度控制器就会发送指令给混水泵，混水泵在接收到信号后就会自动开启，进行变频调节，这样一来，进水温度就会得到有效调节，可以达到58℃以上。与此同时，还要对锅炉流量数值进行采集，若高于其额定数值，那么PLC柜就会接收到信号，进而发送指令，循环泵在接收到指令后就会适当降低循环速度，这样进水流量也就会降低。[2]

此外，还可以采用双泵系统，由网络循环泵和混水泵组合而成，调节网络循环泵的最低频率，就可以对外网循环水量进行有效控制，这种方式通常由较高的安全性，但是对混水泵的耐高温性能有较高的要求。

如果使用单泵系统，那么在很多时候并不用更新一次泵，通常只要加入合适的电动调节阀以及旁通管线即可，具备较高的经济性。但是在旁通水量较高的情况下，网络循环水量会出现较为明显的降低，调节水力平衡的过程也会更加困难，这通常在较小的间供一次网系统中使用。

三、供水分流系统的应用

在设计锅炉的过程中，通常需要计算额定压力温度下的水循环，得到的数据即为锅炉的额定流量。为了确保锅炉运转的安全性，必须要保证水循环回路流量低于额定流量。在锅炉内部有许多不同的回路，每个回路的循环水速都要保持在额定流量以下，这样才可以确保其安全性，避免人们的生命财产损失。譬如，某一型号的锅炉额定流量为126m3/h。在使用供水分流系统的情况下，一部分循环水在离开锅炉后仍然会通过旁通管再返回锅炉。不论是初寒期还是末寒期，锅炉所接收的回水温度通常会较低，这时就会增加旁通水量；而在严寒期时，回水温度通常会较高，这时就会适当降低庞统水量，在这个过程中，换热阶段并没有旁通水的参与，但是可以有效提升锅炉出水温度。若旁通水量较高，那么外网的水量就会有相应的减少，此时系统总阻力也会减小，循环泵若采用工频运行，其流量会有较大幅度的增加，此时可通过变频技术调低循环泵的运行频率，以保持锅炉仍以额定流量运行，从而达到节电的目的。[3]

此外，如果某些小区的建筑面积不大，那么真空热水锅炉也是其冬天供热的可靠选择，当气压较低时，水就会低温沸腾，进而就会出现蒸汽，热量就会在汽水凝结过程中输出，实现烟气中水蒸气的汽化潜热。

总而言之，为了能够有效避免锅炉尾部结露状况的出现，供水分流系统的使用具有重要的意义。

四、结语

综上所述，在人们冬天的生产生活中，燃气热水锅炉是不可或缺的部分，但是在实际使用中仍然存在一些问题，其中就包括低温腐蚀情况的发生。在这种情况下，可以采用单泵系统和双泵系统，这样就可以有效提升循环水进入锅炉尾部的温度，烟气的温度也就不会降至露点以下，避免了酸性冷凝水的出现，有效避免了低温腐蚀状况的发生，加强了锅炉运转质量。