淺談導熱油鍋爐應用與實踐

本文分析了QC型低壓蒸汽余熱鍋爐存在的問題，對導熱油鍋爐進行探討和實踐，并介紹了導熱油鍋爐主要特點及其緩解設備腐蝕的實踐總結(jié)。

銅轉(zhuǎn)爐余熱鍋爐不僅用來回收利用余熱，而且起著收塵和調(diào)控電收塵進口煙溫的作用，所以余熱鍋爐已經(jīng)成為轉(zhuǎn)爐系統(tǒng)中的重要輔助設備。

2006年，赤峰云銅有色金屬有限公司擴建二期時轉(zhuǎn)爐余熱選用了兩臺QC50000/700-10-1.0型的低壓蒸汽鍋爐，投入生產(chǎn)后發(fā)現(xiàn)由于鍋筒較長、受熱后對流管束與集箱橫向觀測有輕度變形，因此鍋爐無法達到設計溫度與壓力，鍋爐腐蝕嚴重、故障頻繁、檢修困難、工作可靠性差，無法維持正常生產(chǎn)。

為了更好地解決這個問題，我們選擇了更新改造。

QC型低壓蒸汽余熱鍋爐存在的問題及分析

1.受熱面腐蝕嚴重、漏水頻繁

由于轉(zhuǎn)爐冶煉的周期性和間斷性，使得煙氣量和煙氣溫度變化較大，鍋爐蒸發(fā)量和蒸汽壓力隨之大幅波動，鍋爐設計工作參數(shù)無法保持，一般在P=0．49MPa， t=151℃狀態(tài)下運行，鍋爐受熱面管壁溫度長期低于煙氣中硫酸露點溫度(213℃)，硫酸蒸汽在管壁外表面產(chǎn)生凝結(jié)，形成液酸，腐蝕受熱面，直至管壁減薄而穿孔漏水。漏水次數(shù)最多的是對流管柬和集箱，漏水最嚴重的部位發(fā)生在下集箱以上150mm處的受熱面管柬。

2.鍋爐積灰堵塞嚴重

余熱鍋爐出口煙氣溫度通常低于320℃，不符合電收塵進口煙氣溫度控制在350±20℃范圍內(nèi)的工藝要求。其主要原因是鍋爐長期處于間斷運行狀態(tài)下，積灰潮濕且難以清理，積灰又影響了煙氣量，鍋爐的低壓運行，加大了受熱面管壁與煙氣之間的溫差，使單位有效受熱面積在單位時間內(nèi)能吸收較多的煙氣余熱，這樣就形成了惡性循環(huán)，最終導致出口煙氣溫度偏低。

3.維護、檢修困難

鍋爐受熱面管束發(fā)生漏水時，因?qū)α鞴苁芗㈤g距小（僅有100～120mm），加上鍋爐空間小，使得施焊補漏、換管都很難進行，操作困難、保質(zhì)量，因檢修而經(jīng)常影響生產(chǎn)。

我們決定在最大程度上解決以上問題，從鍋爐結(jié)構(gòu)和介質(zhì)上做文章，力求在確保安全的情況下做到最好，經(jīng)過調(diào)研，最終我們與無錫錫能鍋爐聯(lián)合設計了適應于轉(zhuǎn)爐的余熱導熱油鍋爐。

導熱油鍋爐

1. YD—320導熱油的性質(zhì)

YD-320導熱油屬于礦物型導熱油產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)屬烷烴和環(huán)烷烴的混合物，品質(zhì)優(yōu)良，質(zhì)量可靠。對金屬腐蝕很小。

密度（20℃）：0.85～0.88g/cm3

閃點（開）：190℃

粘度（40℃）：26～33mm2/s

酸值：＜0.05mgKOH.g-1

凝點：-15℃

不溶物：0.00V%

餾程：5%時≥320℃、95%時≤402℃

外觀：淡黃透明

主體最高溫度：320℃

最高允許膜溫：340℃

使用狀態(tài)：液相

組成：混合烴類

類型：礦物油

一般使用中導熱油的失效可以控制在以下值以內(nèi)：

閃點大于新油時的20%、粘度大于新油時的15%

酸值大于0.5mgKOH.g-1、殘?zhí)即笥?.5mgKOH.g-1

2.轉(zhuǎn)爐導熱油鍋爐工藝流程

熱油循環(huán)流程：

低位油槽-注油泵-高位油槽-鍋爐-熱用戶-油水換熱器-循環(huán)泵-鍋爐

煙氣流程：

轉(zhuǎn)爐-重力沉降-折煙板-鍋爐一段-鍋爐二段-鍋爐三段-鍋爐四段-旋風除塵-熱引風

油水換熱器主要是用來調(diào)控油溫的，其所產(chǎn)蒸汽用于采暖。

3.轉(zhuǎn)爐導熱油鍋爐布局設計

轉(zhuǎn)爐導熱油鍋爐在設計上采用了四段蛇形、壁厚5mm的對流管束，一道模式壁折煙板和兩道用耐火材料做的折煙板，使煙氣形成上下起伏形式，延長了煙氣換熱和煙塵的沉降時間，提高了效果。轉(zhuǎn)爐出口煙氣首先進入重力沉降室，沉降室內(nèi)設計了一個模式壁掛屏使得煙氣在此“U”起伏，煙氣中較大的噴濺顆粒在此沉降，該掛屏與鍋爐本體相連，與鍋爐一起循環(huán)。鍋爐的第一、第二對流段，我們設計了蛇形管間距為160mm，而后兩段的蛇形管間距設計成了120mm，這樣設計即利于積灰清理又保證了換熱效果。在對流段的每段下設計了積灰斗，定期地將沉降落灰及時清理，確保了鍋爐暢通。鍋爐設計了模式壁頂棚，和四周的磚混爐墻及爐頂保溫結(jié)合成了一體，構(gòu)成了一臺封閉完整的鍋爐。

運行使用

1.運行

導熱油鍋爐自2008年3月投入使用至今，三臺鍋爐相互聯(lián)通，停用鍋爐也有少量循環(huán)進行保溫，鍋爐內(nèi)積灰減少，掛灰長期是干的，溫度在170℃以上。由于轉(zhuǎn)爐運行的間斷性，所以鍋爐運行中，通過調(diào)節(jié)油水換熱器的油循環(huán)量來控制溫度，一般油溫在220℃以上。在三年多的運行過程中，我們從沒有因鍋爐問題影響轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)。

2.使用后的管束抽測

我們對轉(zhuǎn)爐導熱油鍋爐管束進行了抽測，抽測位置為三年同一個位置，測試工具：游標卡尺、鋼絲刷等，檢測方式：管束外圓“十字”測量，檢測值結(jié)果外徑減少平均速度0.25mm/年。

3.余熱綜合評述

使用了導熱油鍋爐后，我們結(jié)合生產(chǎn)工藝的需求，對這部分熱量進行了較好的利用，導熱油可以使用熱油泵遠距離輸送，我們就將其輸送到了化料庫，用于精礦粉及燃料凍塊溶化、烘干及金峰爐二次風加熱等，其效果很好，供給油溫度可達240～250℃以上，這個溫度是水、蒸汽介質(zhì)在壓力只有0.3MPa且長距離輸送時難以達到的。

結(jié)束語

銅轉(zhuǎn)爐余熱鍋爐更新為導熱油鍋爐后，不但大大地延長了鍋爐使用壽命，在余熱利用上也有了更大的空間，最重要的是在最大限度地解決受熱面酸腐問題的同時提高了鍋爐安全等級，為安全、穩(wěn)定生產(chǎn)奠定了基礎。今后我們應在設計、制造和實際運行中不斷積累經(jīng)驗，在技術上予以更好地完善。