低压高危——浅谈蒸汽锅炉低压运行的危害
在蒸汽用户中,不少企业因车间用汽压力较低,就将锅炉的运行压力调至远低于其额定压力,误以为这样更节能。殊不知,这样的做法不仅适得其反,而且还导致了其它严重问题。
增加燃料消耗
一个普遍的错误观念,锅炉低压运行会节约燃料。然而,这大错特错。根据热平衡,如忽略热能转化过程中损失部分,企业生产需要的总热能(负荷)应等于燃料燃烧提供的总热能。因此,真正决定燃料需求的是负荷大小,并不是产生蒸汽的压力。而锅炉低压运行时,其“燃料-蒸汽”效率在降低,也就是说,热能转化过程中损失了更多的能量,使得燃料消耗增加。其原因如下:
锅炉运行压力降低时,炉内汽水混合物的饱和温度降低,先会引起燃料耗量减少,炉膛温度就会降低,对燃料燃烬不利,机械未完全燃烧损失增加。这样,锅炉运行压力降低时,如果试图提高蒸发量,就得多进燃料和增加送引风量,最终导致燃料消耗的增加,造成能源浪费。
恶化蒸汽品质
首先,锅炉水沸腾、汽泡破裂时,汽泡内部的蒸汽会带着破裂的水膜水高速进入蒸汽空间。同时,汽泡破裂会在液面上瞬间产生空穴,周围炉水就会从周围瞬时涌入空穴,形成水的撞击和泼溅,泼溅的水滴很容易进入蒸汽空间。锅炉低压运行时,蒸汽比容提高,炉水液面产生更多更大的汽泡,液面波动更激烈。这些汽泡破裂离开水面时会携带更多水,也必然会产生更多和更大的空穴,进而引发更激烈的水冲击和泼溅,更多的水滴进入蒸汽空间。
另外,锅炉低压运行时,会驱使蒸汽流速提高,使得更多水滴无法靠重力再回到水面而被带入蒸汽系统。
更严重的是,输出蒸汽压力过低时,锅炉热容量降低,抗负荷波动的能力下降。在负荷瞬间加大时,会发生汽水共腾现象,引起大量的锅炉水进入蒸汽系统。
降低设备效率
蒸汽携带的锅炉水进入蒸汽系统后,其中的化学物质和其它杂质会沉积在用汽设备表面,并不断积聚形成污垢层。此外,蒸汽中的水分降低了蒸汽的蒸发焓。同时,蒸汽中的水分会增加蒸汽冷凝时形成的冷凝水膜。这些都会降低用汽设备的换热效率。
危及安全
如果蒸汽管道含水量大,某个时刻因负荷瞬间加大而蒸汽速度提高时,就会发生水锤现象。尤其对于比较小的蒸汽管道,当冷凝水液位接近管道通径的80%时,如果管道存在弯头或装有调节阀,即使负荷稳定也会发生水锤。水锤的发生会危及设备甚至员工生命安全。
腐蚀设备
锅炉低压运行时,炉膛温度低,烟气温度较低,烟气在锅炉尾部受热面温度一旦降到露点以下,会腐蚀省煤器和空气预热器。加大维修费用,增加运行成本。
污染环境
锅炉低压运行时,炉膛温度低,燃料燃烧不充分,存在未完全燃烧的炭黑和未燃烧的颗粒物,也就是化学不完全燃烧热损失和机械不完全燃烧热损失,烟囱冒黑烟,污染环境。
综上所述,锅炉低压运行是一种完全错误的做法,不仅造成能源浪费,而且大幅降低生产效率,还会影响设备寿命和系统安全,同时造成对环境的污染。
注明:本文由孚雷德(北京)蒸汽节能技术有限公司提供
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