劉海蓉，王經(jīng)川，趙明旭

（煙臺(tái)萬(wàn)華氯堿有限責(zé)任公司，山東 煙臺(tái)264002）

煙臺(tái)萬(wàn)華氯堿公司現(xiàn)有燒堿17 萬(wàn)t/a，在燒堿生產(chǎn)過(guò)程中，每年產(chǎn)生約四千二百五十噸氫氣，每小時(shí)大約六千立方米。 由于煙臺(tái)萬(wàn)華聚氨酯公司停用原由萬(wàn)華氯堿公司供應(yīng)的氫氣， 每小時(shí)約為二千七百立方米， 造成氫氣放空， 不僅浪費(fèi)了可貴的清潔能源，還留下了很大的安全隱患。 在生產(chǎn)成本方面，該公司所需蒸汽全部外購(gòu)，由萬(wàn)華集團(tuán)華力熱電公司提供，而且蒸汽價(jià)格逐年上漲。為此，投資建設(shè)了以氫氣為燃料的蒸汽鍋爐，1# 鍋爐和2# 鍋爐相繼投產(chǎn)，2 臺(tái)爐并聯(lián)運(yùn)行，蒸汽除自用外每小時(shí)還為相鄰單位提供蒸汽約二噸，同時(shí)，保留華力熱電的供汽管道備用，一舉多得。 節(jié)能降耗、降低生產(chǎn)成本。

由于氫氣爆炸極限比較寬， 在空氣中為4.1%～74.2%，燃燒值大（14 300 kJ/kg），是汽油燃燒值的3倍，大于任何其他燃?xì)?，因此，以氫氣為燃料的蒸汽鍋爐無(wú)論在鍋爐本體、燃燒系統(tǒng)、自動(dòng)化控制方面，還是在安裝、運(yùn)行、操作等方面都有相當(dāng)高的要求。

1 燃?xì)溴仩t的結(jié)構(gòu)、工藝

燃?xì)溴仩t裝置分為氫氣鍋爐本體、 氫氣預(yù)處理系統(tǒng)、助燃和給水排水系統(tǒng)3 個(gè)部分。為盡量減少爐內(nèi)煙氣流程死角，保證煙氣排放的暢通，鍋爐本體采用立式布置。

燃?xì)溴仩t的工藝流程示意圖見(jiàn)圖1。

從氫氣氣柜來(lái)的氫氣經(jīng)預(yù)處理系統(tǒng)處理后，由羅茨風(fēng)機(jī)加壓輸送到氫氣鍋爐底部， 與助燃風(fēng)機(jī)輸送來(lái)的加壓空氣混合燃燒。 產(chǎn)生的熱量由給水泵加壓輸送到鍋爐頂部省煤器預(yù)熱后， 再進(jìn)入鍋爐內(nèi)部列管的純水或蒸汽冷凝水加熱， 產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)過(guò)鍋爐頂部的爐外氣液分離器分離后進(jìn)入蒸汽分配臺(tái)供氯堿生產(chǎn)、外供、管線伴熱、生活等使用。

2 燃?xì)溴仩t的技術(shù)特點(diǎn)、優(yōu)勢(shì)

2.1 技術(shù)特點(diǎn)

（1）鍋爐本體采用立式布置，對(duì)流傳熱部分為單程，減少了爐內(nèi)煙氣流程的死角，保證了煙氣排放順暢，降低煙氣阻力，避免未燃?xì)錃庠跔t內(nèi)聚集，產(chǎn)生爆鳴。

（2）燃料氫氣采用擴(kuò)散燃燒方式，燃燒時(shí)，不產(chǎn)生回火現(xiàn)象，確保氫氣燃燒可靠、穩(wěn)定。

（3）鍋爐點(diǎn)火燃料為液化石油氣，點(diǎn)火、負(fù)荷調(diào)整、火焰監(jiān)控、鍋爐水位及連鎖控制均為可變程序控制器（PLC）完成，安全可靠。

（4）燃燒室的直徑與高度均大于火焰直徑與高度， 保證氫氣安全燃燒后煙氣進(jìn)入對(duì)流段燃?xì)溴仩t燃燒室，防爆面積大、安全可靠。

圖1 燃?xì)溴仩t的工藝流程示意圖

（5）燃?xì)溴仩t采用多重連鎖保護(hù)裝置，當(dāng)鍋爐運(yùn)行時(shí)，任何異常波動(dòng)均會(huì)自動(dòng)報(bào)警直至連鎖停車。

2.2 優(yōu)勢(shì)

（1）燃?xì)溴仩t爐體結(jié)構(gòu)充分考慮到氫氣燃燒的安全性。 根據(jù)氫氣密度很小的特點(diǎn)，將鍋爐設(shè)計(jì)成立式，燃燒器在底部，依次為爐膛輻射段和對(duì)流段，省煤器向上布置，鍋爐內(nèi)部無(wú)死角，避免煙氣在爐內(nèi)聚集。

（2）燃?xì)溴仩t的結(jié)構(gòu)形式體現(xiàn)燃燒經(jīng)濟(jì)性，爐膛輻射段設(shè)計(jì)成水冷壁式，充分吸收燃燒輻射熱，對(duì)流段設(shè)計(jì)成煙管式吸收熱量， 鍋爐尾部頂端設(shè)有省煤器，吸收熱量加熱給水，降低排煙溫度。

（3）燃燒控制系統(tǒng)采用二次點(diǎn)火程序，氫氣管道及爐膛自動(dòng)吹掃、自動(dòng)檢漏、多重報(bào)警及自動(dòng)連鎖熄火保護(hù)程序，確保鍋爐運(yùn)行安全可靠。

（4）能源綜合利用。電解蒸發(fā)工段產(chǎn)生的蒸汽冷凝水經(jīng)除氧后可重新作為燃?xì)溴仩t給水， 鍋爐所用的燃料為電解工段生產(chǎn)的富余氫氣， 大大降低了生產(chǎn)成本。

（5）鍋爐最大蒸發(fā)量為10 t/h，最大工作壓力為0.95 MPa，額定蒸汽溫度184 ℃，最大氫氣用量為2 300 m3/h，鍋爐熱效率大于85%。

3 運(yùn)行狀況

2 臺(tái)鍋爐并聯(lián)運(yùn)行實(shí)現(xiàn)蒸汽自足， 鍋爐運(yùn)行總體穩(wěn)定。

該公司日冬季用蒸汽三百三十噸左右、 夏季二百四十噸左右、外供50 t，采用燃?xì)溴仩t既滿足了內(nèi)部使用，也節(jié)約了大量的外購(gòu)蒸汽成本。

燃?xì)溴仩t在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生過(guò)幾次停車故障，停車因素概括為以下幾個(gè)方面。

（1）運(yùn)行初期1# 爐曾因風(fēng)壓開關(guān)、燃?xì)鈮毫﹂_關(guān)風(fēng)孔太小堵塞停車，隨著操作經(jīng)驗(yàn)的積累，1#、2#爐未再發(fā)生過(guò)此類停車。

（2）在運(yùn)行中，火檢處落進(jìn)灰塵或有異物致使檢測(cè)不到火焰，造成燃燒故障連鎖停車。

（3）曾發(fā)生因鍋爐給水泵變頻保護(hù)致使鍋爐水位低報(bào)警及蒸汽壓力高報(bào)警， 因DCS 監(jiān)控到位、處置及時(shí)，沒(méi)有造成連鎖停車。

目前，2 臺(tái)燃?xì)溴仩t運(yùn)行平穩(wěn)，負(fù)荷調(diào)整相對(duì)平衡，爐水定期排污，定期清洗爐前過(guò)濾網(wǎng)、穩(wěn)壓閥、氫氣流量閥，保證了鍋爐安全穩(wěn)定運(yùn)行。

4 結(jié)語(yǔ)

氫氣是一種可貴的清潔能源。 中國(guó)氯堿企業(yè)眾多，氫氣利用率低，同時(shí)，不使用清潔能源是造成污染的重要因素。燃?xì)溴仩t的投運(yùn)，不僅使長(zhǎng)期放空的氫氣得到利用，降低生產(chǎn)成本，在一定程度上減少了大氣污染。