改進鍋爐保養流程 實現鍋爐快速啟動

王利敏，徐 燕

(重慶建峰工程技術研究院 重慶 408601)

重慶建峰化工股份有限公司現有1臺SF-75/4.78-Q型天然氣快裝鍋爐(以下簡稱快鍋)，主要用作化肥裝置開工鍋爐及中壓蒸汽的平衡裝置。但隨著能通公司熱電聯產鍋爐系統的正常運行，快鍋則主要作為化肥裝置中壓蒸汽系統的平衡補充裝置，在裝置開停車、系統應急等時段啟用，其余大多時間處于備用狀態。因此，當能通公司鍋爐系統遇到開停車、發生故障、系統波動時，就需要以最快的速度立即啟動鍋爐，及時向化肥裝置提供合格的中壓蒸汽，確保整個化肥裝置的正常穩定運行。

鍋爐系統在停運期間，一般采用干法、充氣、濕法等保養手段[1]。采用前兩種方法均不能實現鍋爐裝置的快速啟動；采用濕法保養，一旦鍋爐長期停運，必然造成鍋爐受壓元件煙氣側出現銹蝕、墻體嚴重吸潮等問題，雖然啟動速度較快，但對鍋爐傷害較大，因此傳統的保養方法無法滿足化肥裝置對快鍋系統停運后的要求。改進鍋爐的保養維護方法，既要適應鍋爐的長短期靈活備用，又要實現鍋爐的快速啟動，是每個鍋爐管理技術人員需面對的問題。

1 鍋爐實現長短期靈活備用、快速啟動的要素分析

備用鍋爐保養方式的選擇，必須滿足停運鍋爐達到保護效果的基礎上再實現其他功能。根據化肥裝置生產對備用快鍋提出的要求，停運鍋爐養護期必須兼具可長、可短，備用靈活，啟動迅速的條件，才能滿足裝置生產需要，因此，既要實現鍋爐停運后的養護，又要達到啟動迅速的目的。

1.1 鍋爐養護期間本體裝置必須保持較高的溫度

鍋爐保持較高的本體溫度，可通過鍋爐換熱面加熱鍋爐煙道內的空氣，使其溫度明顯高于環境溫度，相對濕度也較低，有利于保持鍋爐煙氣系統的干燥，防止鍋爐金屬受熱面積灰吸潮導致生銹剝蝕，延長受壓元件的使用壽命；同時，對于長期停運的鍋爐，又可以省去為防止鍋爐爐墻受潮而需定期進行烘爐的煩瑣操作，有利于鍋爐的長期保養。

聯胺(N2H4)與水中氧的反應為吸熱反應，溫度越高，反應進行得越徹底。因此，較高的鍋爐本體溫度需要較高的爐水溫度。在爐水的pH及N2H4含量一定的情況下，N2H4的化學除氧效果越好，越有利于防止鍋爐汽水側的氧腐蝕。

在鍋爐點火升壓期間，受熱傳遞速率的影響，鍋爐各部件溫差加大，熱應力易集中在金屬材料的某一點或端面，致使受壓元件強度下降或損壞。較高的本體溫度可降低鍋爐在升壓期間的材料溫差，可適當提高鍋爐的升溫速率，縮短鍋爐升壓時間，有利于鍋爐的安全快速啟動。

1.2 操作簡單，有利于鍋爐長短期備用的自由轉換

干法保養操作需要將爐水排盡，利用鍋爐余熱將鍋筒內殘存的水分蒸發，再向鍋筒內通入氮氣或放置干燥劑。在投運點火前，將干燥劑取出后，向鍋爐注水至正常點火水位[2]。正常情況下，完成全部點火準備工作需要2 h以上。如果上水溫度與環境溫度之差大于50 ℃，就需要延長上水時間。整個操作過程復雜，耗時較長，不利于鍋爐的快速啟動。

濕法保養通常是待鍋爐自然降溫冷卻后，向鍋爐注滿合格的脫鹽水并保持鍋筒處于正壓，監控爐水pH及N2H4含量。該方法操作簡單，鍋爐點火啟動速度較快，但由于溫度低，不能用于鍋爐的長期保養。

通過對鍋爐干法保養和濕法保養的優劣分析，提出了一種新的鍋爐保養方式，即熱濕法保養。熱濕法保養與濕法保養基本一致，不同之處是采用高溫除氧脫鹽水，保護水升溫之后的保護效果優于濕法保養，同時升溫后鍋爐本體溫度較高，有利于鍋爐長短期備用的自由轉換，幾乎兼具干法保養與濕法保養的全部優點，但避免了干法保養和濕法保養的缺點。

2 鍋爐熱濕法保養工藝

2.1 熱濕法保養流程

鍋爐熱濕法保養流程見圖1。

圖1 鍋爐熱濕法保養流程

(1)將低壓蒸汽引入除氧器水箱，在除氧器水箱內將脫鹽水加熱至沸騰，實現熱水保護鍋爐的體外升溫，同時完成熱力除氧。

(2)通過柱塞泵將適量氨水及N2H4水溶液注入除氧器水箱內，確保鍋筒水質pH控制在9.5～10.5，N2H4質量濃度為100～1 000 μg/L。

(3)從除氧器底部將除氧合格的脫鹽水通過定期排污管注入鍋筒內，進入下鍋筒的除氧水經下鍋筒、對流管束、上鍋筒，分兩路排出鍋爐裝置，一路經飽和蒸汽管、過熱器后從過熱蒸汽取樣管溢出；另一路直接進入省煤器，從省煤器放水管排出。通過過熱蒸汽取樣管溢流保護爐管、鍋筒和過熱器，省煤器放水溢流保護省煤器，從而實現整個鍋爐裝置系統的全保護。

2.2 保養期間監控方法

2.2.1 分析頻率

(1)每天白班分析一次爐水pH、ρ(溶解氧)、ρ(N2H4)，給水pH、ρ(N2H4)；中班、夜班各分析一次爐水pH、給水pH。

(2)每周分析一次爐水中鐵離子含量。

2.2.2 加藥系統控制指標

加藥系統每日定時加藥，控制指標如下。

給水：pH為9.5～10.5，ρ(N2H4)為100～1 000 μg/L，ρ(溶解氧)<15 μg/L。

爐水：pH為9.5～10.5，ρ(N2H4)為100～1 000 μg/L，ρ(溶解氧)<15 μg/L。

2.2.3 其他控制

除氧器水箱溫度>92 ℃。

調整鍋爐排放口水流量，確保鍋爐最高點壓力處于微正壓；檢查各排放口水溫，應高于40 ℃。

2.3 運行效果

鍋爐熱濕法保養運行數據如表1所示。在熱水保養流程投運初期，由于對系統不熟悉，操作控制不當，造成爐水溶解氧含量較高。隨著對系統研究的深入，規范操作后，溶解氧含量除了在鍋爐投熱保護初期較高外，其余指標全部達到鍋爐保養控制指標要求。

表1 鍋爐熱濕法保養運行數據

3 快速啟動

在鍋爐熱濕養護中，又在汽包上增設了氮氣管道，加快了鍋爐的排水速率，相比常壓放水節約時間25 min左右，縮短了鍋爐熱狀態下的啟動時間。

(1)接到調度的啟動指令后，立即關閉鍋爐的熱水保護閥、省煤器放水閥，開啟定期排污閥，啟動氮氣頂壓放水，同時注意檢查汽水受壓元件的嚴密性。

(2)在汽包排水期間，同時進行燃氣系統點火前的準備。當汽包水位降至-10～0 mm時停止氮氣頂壓放水，同時關閉定期排污閥，打開生火排汽閥、汽包放空閥及飽和蒸汽放空閥。

(3)調整點火壓力及流量，在DCS上確認點火。

通過近4年的探索，75 t/h天然氣鍋爐由2個人操作，可實現30 min內一次點火成功。

4 結語

通過改進鍋爐保養流程，實現了鍋爐的快速啟動，提高了響應速度，為化肥裝置處理蒸汽供應事故爭取了時間。全年快鍋裝置啟動5次，直接經濟價值約10萬元。由于縮短了鍋爐升壓時間(約30 min)，實現了節能減排，減輕了環境污染。完善的鍋爐保養措施延長了鍋爐的使用壽命，具有較高的間接經濟效益。