冬季供暖系统人为失水防止措施.pdf

2 0 1 1 年 第5 期 未 撼晨 舛技 5 3 冬 季供暖系统人为失水 防止措施 张瑞 山， 宋锡 来， 张刚 兖矿 集团兴 隆庄煤矿， 山东 兖州2 7 2 1 0 2 摘要兴隆庄煤矿针对冬季供暖长期以来一直人为失水所困的现状， 采用了Y Z一 1 0 1 防腐除垢剂， 有效控制了人为失水， 并能清除系统中 的水垢， 提高水的P H值， 防止各类腐蚀发生， 保证了供暖系统的安全运行， 大大提高了供热质量， 节能效果显著。 关键词热水供暖系统失水防腐阻垢剂清除水垢提高 P H值 中图分类号 T U 8 3 2 ． 1 3 文献标识码B 热水供暖与蒸汽供暖相比有很多优点 系统运行 安全可靠、 节约能源、 供暖负荷均匀、 室内温度平稳等。 在我国北方地区采用热水供暖方式已非常普遍。由于 大部分地区水资源相对缺乏， 有些采暖用户经常泄放 系统中的热水， 造成系统的大量失水， 导致循环水水质 超标 ， 其危害十分严重。主要表现在以下几方面 1 锅炉、 汽水换热器、 管网、 终端散热器结垢严重 ， 事故频 发； 2 氧腐蚀严重， 缩短 汽水换热器、 锅炉的寿命； 3 供热质量差 ， 能耗大。兴隆庄矿区也采取 了很多 管理措施 ， 但收效甚微。经过网络查询， 采用了 Y Z一 1 0 1 防腐阻垢剂投加技术。Y Z一1 0 1防腐阻垢剂除了 具有防腐、 阻垢、 运行状态下除垢、 除锈、 育保护膜等功 能外， 投加后水质变色 ， 还具有突出的防人为失水 、 节 能等功能， 也是优秀的湿法停炉保护剂。投入使用后 不仅能控制人为失水， 同时保证 了供暖系统的安全运 行， 取得了非常好的经济效益。 1 控 制人为失水清除水垢保证供暖 系统安全运行 热水采暖系统正常供暖时， 系统 中必须充满水。 若系统失水严重时， 压力就会下降， 此时必须进行补 水， 否则供暖系统循环水泵无法运转， 造成汽水换热 器、 锅炉不能运行。如果水处理设备生产软化水的能 力不能满足补水量的要求 ， 则势必要用 自来水补充。 兴隆庄煤矿的 自来水硬度经常在 1 3 m m o l ／ L左右， 碱 度在 5 ． 3 m m o l／ L左右 ， 当 自来水进入汽水换热器、 锅 炉时碳酸盐硬度 即暂时硬度 就会受热分解 ， 产生碳 酸盐水垢并放 出等摩尔的 C O ， 每吨自来水受热分解 约产生2 9 0 g 左右的沉淀和 1 2 7 ． 6 g的二氧化碳气体， 从而导致汽水换热器、 锅炉结垢和腐蚀。水垢 的导热 系数比钢材小几十倍到近百倍， 使汽水换热器波节管、 锅炉的水冷壁管吸收的热量不能很好地传递给二次循 r环水， 从而使受热面壁温升高， 金属强度下降， 严重时 就会造成鼓包、 爆破。该矿现有供热面积 7 5万 m ， 其 中 7 0 ％供暖面积来 自矿煤泥热电厂的蒸汽， 进入中心 收稿 日期 2 0 1 0一l 1 3 O 作者简介 张瑞山 1 9 6 4一 ， 山东鄄城人， 工程师， 1 9 8 6年毕业于 山东煤矿学校， 后在兖州矿区职工大学、 山东科技大学函数学习毕 业。现在兴隆庄煤矿水电暖工区从事技术、 管理工作。 换热站汽水换热器交换， 由热水循环泵输送热水到供 暖用户， 3 0 ％的其他用户由3座热水锅炉房供给。随 着供热范围的逐渐扩大 ， 系统的失水量也在增大 ， 致使 全矿供暖每天的补水量最多时曾达到 3 2 0 t ， 最少也在 1 0 0 t 以上。汽水换热器、 锅炉严重结垢， 局部厚度达 5 m m， 甚至堵塞波节管、 水冷壁管。平均每年都有汽水 换热器波节管爆破串水、 堵塞。锅炉发生锅筒鼓包、 水 冷壁管爆破、 后管板渗漏等等 ， 不仅影响供暖系统的安 全运行 ， 而且花费很多维修和清洗费用， 直接造成的经 济损失每年十多万元。从 2 0 0 6年 1 0月开始每天按量 定时投加 Y Z一1 0 1 药剂， 半个月后， 失水量降到了8 O t ／ d以下， 汽水换热器、 锅炉结垢情况也得到了有效控 制， 汽水换热器、 锅炉排污中开始夹带许多豆粒大的垢 渣。那是由于受药物的作用 ， 汽水换热器、 锅炉中原有 已结的垢开始疏松、 剥离。两个月后， 打开汽水换热 器、 锅炉检查 ， 发现原来附着在汽水换热器波节管、 锅 筒壁及水冷壁管内侧的水垢已大部分脱落。停止供暖 后再检查所有垢渣已全部清除， 并且都育有一层黑亮 的保护膜。整个采暖期 内所有汽水换热器、 所有锅炉 没有再发生一起鼓包、 爆管事故， 从而确保了供暖系统 的安全运行 ， 避免了大量的经济损失和能源浪费。 2 清除锈垢提高 P H值防止各类腐蚀发生 汽水换热器、 热水锅炉和供暖系统的腐蚀来 自于 0 腐蚀、 C O 腐蚀和垢下腐蚀。由于系统大量失水， 补 水频繁， 补给水中的溶解氧就被带进系统。C O 则来 源于水中的碱度 ， 是水中的 H C O ， 受热分解产生的。 水中的 C O 可使水 中产生 H ， H 与溶解氧同是腐蚀 电池中阴极去极化剂 ， 使阳极铁遭受腐蚀。补给水中 的溶解氧含量为 1 l m g ／ L ， 相当于 1 ． 3 7 m m o l ／ L ， 水中的 碱度一般都5 m m o l ／ L ， 可见 ， 水系统中的 C O 含量是 溶解氧的4倍。C O 既使锅炉发生酸腐蚀 ， 又使锅炉 发生电化学腐蚀 ， 而且 C O 还具有反复参加腐蚀反应 的特性 ， 所以 C O 腐蚀 比0 腐蚀更加厉害。垢下腐蚀 主要是由于铁表面氧化形成锈垢而导致 的电化学腐 蚀。以上三种腐蚀同时作用 ， 通常只重视氧腐蚀 ， 一般 采取化学除氧、 热力除氧、 真空除氧等措施来消除给水 中的溶解氧， 以达到避免氧腐蚀的目的。而对于系统 运行时从循环水泵负压侧不断吸入的 下转第5 5页 2 0 1 1 年 第5 期 童撼晨 科技 5 5 避免被电解腐蚀。电缆化学腐蚀及受潮引起电缆故 障， 主要有电缆金属护套因为腐蚀或机械损伤穿孔、 接 头安装密封不 良、 入水受潮。 2电缆 故 障预 防 2 ． 1 电缆工程设计 电缆工程设计要点是 电缆额定电压、 载流量、 电 缆路径走向、 电缆敷设方式。电缆应严格按照设计技 术条件及有关标准选定 ， 选型时尽量采用金属铠装、 外 护套阻燃的电力电缆 ； 选择电缆生产厂家时， 应对其生 产工艺、 管理水平有一定的了解 ， 以保证提供优质电缆 产品； 电缆路径应尽可能避开易受机械损伤的地方 ， 远 离振动剧烈的地方， 避免电缆的内护套因受振而疲劳， 避免经过易燃易爆地点。 2 ． 2提高电缆施工质量 1 在接头施工过程中要严格防止潮气侵入 电缆 线芯内部 ， 锯断的电缆头须及时密封 ， 以防水分侵入。 接头施工前应采取措施消除电缆内因放置电缆而产生 的机械应力 。 2 使用喷灯加热热缩管材时， 火焰中没有充分 燃烧的烟尘微粒就会附在管材表面造成绝缘层间接触 不良， 绝缘水平下降， 泄漏电流增大， 因此要求每收缩 一 个管材均要擦净表面。 使用喷灯加热时火焰温度应 注意控制在 1 2 0 1 4 0 o c， 火焰应在管材周围径向移动， 确保径向收缩均匀后再缓慢延伸， 遵照工艺 中推荐的 起始收缩部位和方向， 便于排除空气。 3 热缩管材包敷密封金属部位例如接线管时， 金属部位应预热至 6 0 7 0 q C， 这样才能获得 良好的密 封效果。 电缆接头故障大部分都是因密封失效、 水分侵入、 绝缘受潮所致， 要求接头密封结构必须长期可靠。热 缩附件的密封结构采用热缩溶胶进行粘接密封时， 要 处理好粘接界面的清洁， 任何油污、 污物都会影响到密 封效果 ， 为保证密封效果 良好 ， 可将电缆外护套与热缩 管搭接部分进行打毛处理。 2 ． 3保证 电缆接头制作质量 根据电缆结构、 材料和使用条件， 不同导体连接也 有多种形式， 压缩连接应用最为广泛， 接头制作应严格 按照说明书操作以保证施工质量。 2 ． 4 加强管理与维护 电缆线路在正常运行时， 容易忽视技术管理的重 要性， 其原因是技术管理工作看似可有可无 ， 难以经济 效益的数字量来衡量。必须指出的是 ， 电缆线路的使 用年限一般不少于 4 0 a ， 甚至更长， 如果无完好的技术 管理， 以后的运行人员无法了解电缆线路的全貌和技 术数据， 就难以保证供电系统的安全运行。因此 ， 必须 建立以下几种档案 1 电缆线路装置记录 主要记录 电缆型号、 线路长度、 电压、 负荷、 使用年限等； 2 电缆 线路图 主要记录电缆的确切走向， 包括长度、 余度、 电 缆接头的精确位置等； 3 维护记录 主要记录线路巡 上接第 5 3页 氧造成的腐蚀及 C O 腐蚀和垢下腐蚀 缺乏认识和解决的方法， 致使热水锅炉和采暖系统的 腐蚀得不到根本有效的控制。兴隆庄煤矿通过投加 Y Z一1 0 1 防腐除垢剂两年来的实践证明， Y Z一1 0 1防 腐除垢剂的投加可以不用再除氧， 就能达到根本性防 腐。它有三层防腐功能 1 在运行 中除垢、 除锈。除 掉锅炉和水系统中的垢和锈后， 就等于除掉了电化学 腐蚀的阴极 ， 从而阻止了电化学腐蚀 ； 2 它有几种育 膜剂 ， 能迅速渗透过水垢和铁锈 ， 在铁的表面育上一层 黑亮的保育膜， 从而隔绝氧腐蚀、 C O 腐蚀和垢下腐 蚀 ； 3 它属于碱性药剂， 能迅速提高水系统的 P H值 ， 使 P H值 ≥1 0 ， 从而使铁处在钝化区中， 使腐蚀降到最 低。这种药剂的使用和监测也很方便 ， 投加时先把固 体药剂溶解后随着补给水进入系统就可以了， 并随时 准备一本 P H广泛性试纸作为监测手段 ， 以确保循环 水P H值≥1 0 ， 达到国家供暖热水锅炉水质标准要求。 3 提高供热质量节能效果明显 兴隆庄煤矿共有热水采暖面积 7 5万 I I l 2 ， 其 中集 中供热锅炉房 2座， 热交换站 2座， 共安装有 6台汽水 换热器 ， 2台4 t 锅炉， 2台2 t 锅炉。2 0 0 6年以前， 由于 系统失水过于严重 ， 补水频繁 ， 使二次循环水系统温度 始终保持在低水平运行 ， 很难满足用户 的供热温度。 同时汽水换热器、 锅炉结垢严重， 热效率低下， 只能依 靠增加汽水换热器、 锅炉的运行台数来维持用户的供 热要求。低寒期运行 1 ／ 2的汽水换热器、 锅炉， 高寒期 要将所有备用汽水换热器、 锅炉全部运行才能满足用 户最基本的供热要求 ， 这样就造成 了水、 电、 煤的极大 浪费。并且一旦发生事故就会直接影响供热质量。通 过两年来坚持使用 Y Z一1 0 1 防腐阻垢剂 ， 现在只需要 在低寒期运行 1 ／ 3的汽水换热器、 锅炉， 高寒期运行 2 ／ 3的汽水换热器、 锅炉就能满足用户的供热温度。原 因就在于使用了 Y Z一1 0 1药剂以后， 控制了人为失水 的程度， 清除 了供暖系统内的垢渣 ， 提高了汽水换热 器、 锅炉的热效率， 使整个系统转入了良性循环。不但 确保了供暖系统安全运行， 保证了用户的供热质量， 而 且取得了非常好 的经济效益。据初步统计 ， 供暖系统 每年能节约燃煤约 2 4 0 t ， 节水 1 ． 8万 t ， 节 电 3 8 ． 6万 k Wh ， 折合人 民币约 2 7 ． 3 4万元， 节约汽水换热器、 锅 炉维修和清洗费用 1 3万余元。