王利敏，徐 燕

(重慶建峰工程技術(shù)研究院 重慶 408601)

重慶建峰化工股份有限公司現(xiàn)有1臺(tái)SF-75/4.78-Q型天然氣快裝鍋爐(以下簡(jiǎn)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(lián)產(chǎn)鍋爐系統(tǒng)的正常運(yùn)行，快鍋則主要作為化肥裝置中壓蒸汽系統(tǒng)的平衡補(bǔ)充裝置，在裝置開停車、系統(tǒng)應(yīng)急等時(shí)段啟用，其余大多時(shí)間處于備用狀態(tài)。因此，當(dāng)能通公司鍋爐系統(tǒng)遇到開停車、發(fā)生故障、系統(tǒng)波動(dòng)時(shí)，就需要以最快的速度立即啟動(dòng)鍋爐，及時(shí)向化肥裝置提供合格的中壓蒸汽，確保整個(gè)化肥裝置的正常穩(wěn)定運(yùn)行。

鍋爐系統(tǒng)在停運(yùn)期間，一般采用干法、充氣、濕法等保養(yǎng)手段[1]。采用前兩種方法均不能實(shí)現(xiàn)鍋爐裝置的快速啟動(dòng)；采用濕法保養(yǎng)，一旦鍋爐長(zhǎng)期停運(yùn)，必然造成鍋爐受壓元件煙氣側(cè)出現(xiàn)銹蝕、墻體嚴(yán)重吸潮等問題，雖然啟動(dòng)速度較快，但對(duì)鍋爐傷害較大，因此傳統(tǒng)的保養(yǎng)方法無(wú)法滿足化肥裝置對(duì)快鍋系統(tǒng)停運(yùn)后的要求。改進(jìn)鍋爐的保養(yǎng)維護(hù)方法，既要適應(yīng)鍋爐的長(zhǎng)短期靈活備用，又要實(shí)現(xiàn)鍋爐的快速啟動(dòng)，是每個(gè)鍋爐管理技術(shù)人員需面對(duì)的問題。

1 鍋爐實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)短期靈活備用、快速啟動(dòng)的要素分析

備用鍋爐保養(yǎng)方式的選擇，必須滿足停運(yùn)鍋爐達(dá)到保護(hù)效果的基礎(chǔ)上再實(shí)現(xiàn)其他功能。根據(jù)化肥裝置生產(chǎn)對(duì)備用快鍋提出的要求，停運(yùn)鍋爐養(yǎng)護(hù)期必須兼具可長(zhǎng)、可短，備用靈活，啟動(dòng)迅速的條件，才能滿足裝置生產(chǎn)需要，因此，既要實(shí)現(xiàn)鍋爐停運(yùn)后的養(yǎng)護(hù)，又要達(dá)到啟動(dòng)迅速的目的。

1.1 鍋爐養(yǎng)護(hù)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(nèi)的空氣，使其溫度明顯高于環(huán)境溫度，相對(duì)濕度也較低，有利于保持鍋爐煙氣系統(tǒng)的干燥，防止鍋爐金屬受熱面積灰吸潮導(dǎo)致生銹剝蝕，延長(zhǎng)受壓元件的使用壽命；同時(shí)，對(duì)于長(zhǎng)期停運(yùn)的鍋爐，又可以省去為防止鍋爐爐墻受潮而需定期進(jìn)行烘爐的煩瑣操作，有利于鍋爐的長(zhǎng)期保養(yǎng)。

聯(lián)胺(N2H4)與水中氧的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，溫度越高，反應(yīng)進(jìn)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(xué)除氧效果越好，越有利于防止鍋爐汽水側(cè)的氧腐蝕。

在鍋爐點(diǎn)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(yīng)力易集中在金屬材料的某一點(diǎn)或端面，致使受壓元件強(qiáng)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(dāng)提高鍋爐的升溫速率，縮短鍋爐升壓時(shí)間，有利于鍋爐的安全快速啟動(dòng)。

1.2 操作簡(jiǎn)單，有利于鍋爐長(zhǎng)短期備用的自由轉(zhuǎn)換

干法保養(yǎng)操作需要將爐水排盡，利用鍋爐余熱將鍋筒內(nèi)殘存的水分蒸發(fā)，再向鍋筒內(nèi)通入氮?dú)饣蚍胖酶稍飫?。在投運(yùn)點(diǎn)火前，將干燥劑取出后，向鍋爐注水至正常點(diǎn)火水位[2]。正常情況下，完成全部點(diǎn)火準(zhǔn)備工作需要2 h以上。如果上水溫度與環(huán)境溫度之差大于50 ℃，就需要延長(zhǎng)上水時(shí)間。整個(gè)操作過程復(fù)雜，耗時(shí)較長(zhǎng)，不利于鍋爐的快速啟動(dòng)。

濕法保養(yǎng)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(jiān)控爐水pH及N2H4含量。該方法操作簡(jiǎn)單，鍋爐點(diǎn)火啟動(dòng)速度較快，但由于溫度低，不能用于鍋爐的長(zhǎng)期保養(yǎng)。

通過對(duì)鍋爐干法保養(yǎng)和濕法保養(yǎng)的優(yōu)劣分析，提出了一種新的鍋爐保養(yǎng)方式，即熱濕法保養(yǎng)。熱濕法保養(yǎng)與濕法保養(yǎng)基本一致，不同之處是采用高溫除氧脫鹽水，保護(hù)水升溫之后的保護(hù)效果優(yōu)于濕法保養(yǎng)，同時(shí)升溫后鍋爐本體溫度較高，有利于鍋爐長(zhǎng)短期備用的自由轉(zhuǎn)換，幾乎兼具干法保養(yǎng)與濕法保養(yǎng)的全部?jī)?yōu)點(diǎn)，但避免了干法保養(yǎng)和濕法保養(yǎng)的缺點(diǎn)。

2 鍋爐熱濕法保養(yǎng)工藝

2.1 熱濕法保養(yǎng)流程

鍋爐熱濕法保養(yǎng)流程見圖1。

圖1 鍋爐熱濕法保養(yǎng)流程

(1)將低壓蒸汽引入除氧器水箱，在除氧器水箱內(nèi)將脫鹽水加熱至沸騰，實(shí)現(xiàn)熱水保護(hù)鍋爐的體外升溫，同時(shí)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(nèi)，確保鍋筒水質(zhì)pH控制在9.5～10.5，N2H4質(zhì)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(nèi)，進(jìn)入下鍋筒的除氧水經(jīng)下鍋筒、對(duì)流管束、上鍋筒，分兩路排出鍋爐裝置，一路經(jīng)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(jìn)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(hù)爐管、鍋筒和過熱器，省煤器放水溢流保護(hù)省煤器，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)鍋爐裝置系統(tǒng)的全保護(hù)。

2.2 保養(yǎng)期間監(jiān)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(tǒng)控制指標(biāo)

加藥系統(tǒng)每日定時(shí)加藥，控制指標(biāo)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(diào)整鍋爐排放口水流量，確保鍋爐最高點(diǎn)壓力處于微正壓；檢查各排放口水溫，應(yīng)高于40 ℃。

2.3 運(yùn)行效果

鍋爐熱濕法保養(yǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)如表1所示。在熱水保養(yǎng)流程投運(yùn)初期，由于對(duì)系統(tǒng)不熟悉，操作控制不當(dāng)，造成爐水溶解氧含量較高。隨著對(duì)系統(tǒng)研究的深入，規(guī)范操作后，溶解氧含量除了在鍋爐投熱保護(hù)初期較高外，其余指標(biāo)全部達(dá)到鍋爐保養(yǎng)控制指標(biāo)要求。

表1 鍋爐熱濕法保養(yǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)

3 快速啟動(dòng)

在鍋爐熱濕養(yǎng)護(hù)中，又在汽包上增設(shè)了氮?dú)夤艿?，加快了鍋爐的排水速率，相比常壓放水節(jié)約時(shí)間25 min左右，縮短了鍋爐熱狀態(tài)下的啟動(dòng)時(shí)間。

(1)接到調(diào)度的啟動(dòng)指令后，立即關(guān)閉鍋爐的熱水保護(hù)閥、省煤器放水閥，開啟定期排污閥，啟動(dòng)氮?dú)忭攭悍潘瑫r(shí)注意檢查汽水受壓元件的嚴(yán)密性。

(2)在汽包排水期間，同時(shí)進(jìn)行燃?xì)庀到y(tǒng)點(diǎn)火前的準(zhǔn)備。當(dāng)汽包水位降至-10～0 mm時(shí)停止氮?dú)忭攭悍潘瑫r(shí)關(guān)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(diào)整點(diǎn)火壓力及流量，在DCS上確認(rèn)點(diǎn)火。

通過近4年的探索，75 t/h天然氣鍋爐由2個(gè)人操作，可實(shí)現(xiàn)30 min內(nèi)一次點(diǎn)火成功。

4 結(jié)語(yǔ)

通過改進(jìn)鍋爐保養(yǎng)流程，實(shí)現(xiàn)了鍋爐的快速啟動(dòng)，提高了響應(yīng)速度，為化肥裝置處理蒸汽供應(yīng)事故爭(zhēng)取了時(shí)間。全年快鍋裝置啟動(dòng)5次，直接經(jīng)濟(jì)價(jià)值約10萬(wàn)元。由于縮短了鍋爐升壓時(shí)間(約30 min)，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排，減輕了環(huán)境污染。完善的鍋爐保養(yǎng)措施延長(zhǎng)了鍋爐的使用壽命，具有較高的間接經(jīng)濟(jì)效益。