余熱鍋爐排煙超溫原因分析及解決措施

胡小輝李旭光

（山東石大科技集團(tuán)有限公司)

余熱鍋爐排煙超溫原因分析及解決措施

胡小輝*李旭光

（山東石大科技集團(tuán)有限公司)

針對余熱鍋爐排煙超溫的現(xiàn)象進(jìn)行分析，找出了超溫原因并采取了技術(shù)改造的措施。

余熱鍋爐 工藝參數(shù) 排煙超溫 原因分析 解決措施

0 前言

催化裂化裝置余熱鍋爐技術(shù)改造投產(chǎn)后發(fā)現(xiàn)，鍋爐的蒸汽產(chǎn)量逐漸降低，而排煙溫度卻持續(xù)升高。鍋爐煙囪的材質(zhì)為Q235-B，其允許的最高使用溫度為350℃[1]，排煙溫度超過350℃，材料的屈服強度將大幅下滑，嚴(yán)重影響鍋爐的安全運行。在隨后的一年多時間里，為解決余熱鍋爐蒸汽產(chǎn)量低、排煙溫度高的問題，進(jìn)行了詳細(xì)的原因分析，采取了數(shù)種措施和手段，最終使排煙溫度降到了設(shè)計溫度230℃左右，并使余熱鍋爐的蒸汽產(chǎn)量得到了提高。

1 原因分析

余熱鍋爐的蒸汽產(chǎn)量低、排煙溫度高，而工藝參數(shù)并沒有發(fā)生變化，因此初步判斷是煙氣的熱量沒有取出來所致。為了確認(rèn)這種判斷，利用一次設(shè)備搶修的機會打開人孔進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)蒸發(fā)段的換熱管內(nèi)壁掛有明顯的催化劑細(xì)粉。顯然，細(xì)粉掛壁影響了換熱，這就印證了之前的判斷。于是，現(xiàn)場采用壓力為0.4 MPa的壓縮風(fēng)逐根將換熱管內(nèi)壁的催化劑細(xì)粉清理干凈。但是重新開工之后，排煙溫度又很快升至400℃。查閱余熱鍋爐的設(shè)計資料，對比相關(guān)的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，蒸發(fā)段的煙氣流速因換熱管的管徑變大而降低。經(jīng)計算，煙氣流速由原設(shè)計的41 m/s[2]降為29 m/s（見表1），這應(yīng)該是催化劑細(xì)粉掛壁的根本原因。

2 解決措施

為使余熱鍋爐在生產(chǎn)期間能安全持續(xù)運行，首先采取了定時在鍋爐底部添加清灰劑的措施。清灰劑在換熱管內(nèi)壁閃爆，局部產(chǎn)生的沖擊波使細(xì)粉與管壁剝離，并隨煙氣外排。這樣排煙溫度得到了一定的控制，可以穩(wěn)定在 300℃左右，即控制在Q235-B的允許使用溫度以內(nèi)，但是依然高于設(shè)計溫度。要使余熱鍋爐的運行達(dá)到設(shè)計指標(biāo)，必須進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造或者增加輔助設(shè)備，因此設(shè)計了下述兩種改造方案。

第一種改造方案是減小煙氣過流的截面積，使煙氣流速恢復(fù)到41 m/s。具體的措施是在每根煙管內(nèi)插入一根?22 mm×2 mm不銹鋼管，插入的管子下端為盲孔，上端與60 mm×4 mm扁鋼點焊固定。每排管子共用一根扁鋼，所有的扁鋼固定在煙道上，如圖1、圖2、圖3所示。在管子的中間采用三角支撐，使插入的管子固定在煙管的中間位置，防止振動，如圖4、圖5所示。

表1 余熱鍋爐工藝參數(shù)

圖1 爐管底部剖面圖

第二種方案是增設(shè)激波吹灰器，通過爆燃產(chǎn)生能量集中的激波，將吸附在煙管內(nèi)壁的催化劑細(xì)粉吹掉。具體的安裝結(jié)構(gòu)如圖6、圖7所示。

經(jīng)過對兩種改造方案從安全性、經(jīng)濟(jì)性和可實施性等方面綜合分析后，最終選擇了增設(shè)激波吹灰器的方案。在現(xiàn)場實施過程中，結(jié)合裝置的實際情況，將原設(shè)計使用的乙炔、氧氣改為干氣和壓縮空氣，同時保留了乙炔和氧氣的接入口，以便在吹灰效果不佳時，恢復(fù)使用原設(shè)計的燃料氣。激波吹灰器的控制箱安裝在操作室內(nèi)，手動控制，定時吹灰，比較便捷。

圖2 爐管頂部剖面圖

圖3 爐管俯視圖

圖4 爐管中部剖面圖

圖5 爐管中部剖面俯視圖

圖6 吹灰器安裝示意圖

余熱鍋爐改造后開工投用，激波吹灰器一天吹灰三次，排煙溫度可以控制在235℃左右，基本達(dá)到設(shè)計排煙溫度，同時蒸汽產(chǎn)量也達(dá)到了3.7 t/h。目前，該余熱鍋爐改造后已平穩(wěn)運行了半年多。

圖7 吹灰器安裝位置

[1]GB 150—1998.鋼制壓力容器 [S].

[2]JB/T 7603—1994.煙道式余熱鍋爐設(shè)計導(dǎo)則 [S].

Waste Heat Boiler Exhaust Over Temperature Cause Analysis and Solutions

Hu Xiaohui Li Xuguang

Analyzed the phenomenon of waste heat boiler exhaust over temperature,found out reasons and proposed technical improvement measures.

Waste heat boiler;Process parameter;Exhaust over temperature；Cause analysis;Solutions

TQ 054.4

2012-03-15）

*胡小輝，男，1981年生，助理工程師。東營市，257061。