摘要：某化工公司有設(shè)計(jì)規(guī)模為100萬(wàn)t/a的重油催化制氫裝置一套，為充分回收裝置高溫再生煙氣熱能，該公司配套設(shè)置了余熱鍋爐。隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)，暴露出鍋爐排煙溫度過(guò)高、過(guò)熱蒸汽溫度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求、鍋爐省煤器低溫腐蝕、鍋爐熱效率低等問(wèn)題。文章針對(duì)余熱鍋爐出現(xiàn)的問(wèn)題，有針對(duì)性地對(duì)過(guò)熱器、省煤器、吹灰器提出了比較直接有效地技術(shù)改造方法，提高了余熱鍋爐的效率，間接創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)對(duì)保護(hù)環(huán)境也產(chǎn)生了積極的作用，對(duì)于相關(guān)設(shè)備的節(jié)能技術(shù)改造有一定的指導(dǎo)意義，對(duì)于其他相關(guān)領(lǐng)域的研究也有一定的實(shí)踐參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：余熱鍋爐；節(jié)能改造；過(guò)熱器；省煤器；吹灰器

中圖分類號(hào)：TE963 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）05-0035-03

1 余熱鍋爐概述

工業(yè)生產(chǎn)耗能巨大，工業(yè)設(shè)備排出的熱能作為一種資源非常豐富，但是若不能夠充分有效地利用，這些熱能將對(duì)環(huán)境造成很大的影響。所以對(duì)余熱鍋爐的利用非常重要，是提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益、節(jié)約國(guó)家和地方資源以及保護(hù)環(huán)境的有效措施之一。某化工公司有100萬(wàn)t/a重油催化制氫裝置，為了能夠有效地回收利用工業(yè)熱能，給該設(shè)備配套了余熱鍋爐，該余熱鍋爐通過(guò)對(duì)催化制氫裝置產(chǎn)生的溫度約510℃的高溫再生煙氣（流量155844Nm3/h）的余熱，產(chǎn)出壓力可以達(dá)到4.0MPa、溫度380℃左右的中壓蒸氣，向外取熱器和油漿蒸發(fā)器汽包（外蒸發(fā)器）提供熱水以及對(duì)外蒸發(fā)器產(chǎn)生的中壓飽和蒸汽進(jìn)行過(guò)熱。由于鍋爐投產(chǎn)至今時(shí)間較長(zhǎng)，該鍋爐出現(xiàn)了較多的問(wèn)題，很大程度上影響了余熱鍋爐的熱效率以及設(shè)備的日常工作。

2 余熱鍋爐運(yùn)行現(xiàn)狀

2.1 排煙溫度過(guò)高

余熱鍋爐從檢修維護(hù)后運(yùn)行超過(guò)一段時(shí)間排煙溫度就會(huì)迅速上升，從起初的170℃左右升高到了200℃以上，使得鍋爐的效率大打折扣。發(fā)現(xiàn)余熱鍋爐的受熱面雜質(zhì)沉積過(guò)多，熱量向后堆積，是造成排煙溫度過(guò)高的原因。

2.2 過(guò)熱器溫度低，過(guò)熱能力不足

由于該余熱鍋爐的過(guò)熱面積設(shè)計(jì)較小，使得余熱鍋爐的過(guò)熱器過(guò)熱的能力不足，鍋爐過(guò)熱出口溫度一般要求達(dá)到430℃左右，但是余熱鍋爐會(huì)發(fā)生實(shí)際過(guò)熱溫度只有350℃左右。過(guò)熱溫度明顯不足，影響了設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，甚至是運(yùn)行安全。

2.3 省煤器容易被腐蝕

余熱鍋爐省煤器出口需要給鍋爐給水，由于水溫和鍋爐的溫度溫差較大，實(shí)際運(yùn)行中會(huì)給鍋爐省煤器造成低溫的露點(diǎn)腐蝕，使得省煤器腐蝕穿孔。再加上吹

灰系統(tǒng)遺留的雜質(zhì)沉積，會(huì)影響鍋爐運(yùn)行的穩(wěn)定性。

3 節(jié)能技術(shù)改造方案

為穩(wěn)定該余熱鍋爐的運(yùn)行，提高鍋爐的熱效率，降低裝置能耗，結(jié)合鍋爐運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，對(duì)余熱鍋爐進(jìn)行節(jié)能技術(shù)改造。

3.1 過(guò)熱器部分節(jié)能技術(shù)改造方案

過(guò)熱器改造的目的在于處理和解決過(guò)熱器出口溫度達(dá)不到要求，過(guò)熱能力不足影響設(shè)備效率和安全的問(wèn)題。為了能夠提高過(guò)熱器出口的溫度，在對(duì)流蒸發(fā)段出口和省煤器入口這一段距離之間增加一個(gè)外來(lái)的飽和蒸汽低溫過(guò)熱器。低溫過(guò)熱器采用翅片管作為傳熱的元件，結(jié)構(gòu)上采用模塊化箱體的結(jié)構(gòu)形式，并且安裝固定旋轉(zhuǎn)的吹灰裝置，從而能更加有效地提高換熱的能力和效果。該增設(shè)的低溫過(guò)熱器可以將外來(lái)的飽和蒸汽的溫度過(guò)熱到310℃左右，在此基礎(chǔ)上蒸汽再和余熱鍋爐自身的飽和蒸汽混合。通過(guò)這一改造可以提高流入過(guò)熱器蒸汽的焓值，可以增加CO余熱鍋爐的過(guò)熱能力，保證鍋爐有較長(zhǎng)的運(yùn)行周期。特別是在鍋爐運(yùn)行后期，改造后的過(guò)熱器可以有效地提高平衡過(guò)熱能力，因?yàn)樵诤笃谟酂徨仩t對(duì)流受熱面上沉積了較多的灰塵和雜質(zhì)，使得煙氣熱量位置改變，熱量后移，此時(shí)改造后的過(guò)熱器將對(duì)提高過(guò)熱蒸汽溫度非常有作用。

為了能夠有效地減少管路的露點(diǎn)，方便平時(shí)的設(shè)備運(yùn)行和設(shè)備維護(hù)，可以拆除汽包以及蒸發(fā)受熱面，簡(jiǎn)化余熱鍋爐系統(tǒng)。但是新增的低溫過(guò)熱器必須保證它的工作狀態(tài)處于較佳的狀態(tài)，確保過(guò)熱蒸汽出口溫度達(dá)到要求。

3.2 省煤器部分節(jié)能技術(shù)改造方案

排煙溫度過(guò)高會(huì)嚴(yán)重影響余熱鍋爐的使用效率，為了能夠提高余熱鍋爐的運(yùn)行效率，拆除以前省煤器高低溫的一些爐墻，安裝螺旋翅片管做成的積木式箱體模塊化結(jié)構(gòu)，這些省煤器的受熱面可以較大范圍地增加換熱面積，從而顯著地增加省煤器的導(dǎo)熱能力，成功地降低排煙溫度，使得溫度保持在180℃左右。同時(shí)由于在改造時(shí)采用的是特殊的積木式模塊化結(jié)構(gòu)，不單單對(duì)設(shè)備的質(zhì)量和性能有很大的提高，還可以方便施工，對(duì)改造施工時(shí)間有較大的壓縮，節(jié)約了時(shí)間資本。

省煤器由于鍋爐給水的溫差較大，會(huì)導(dǎo)致省煤器出現(xiàn)腐蝕、穿孔等問(wèn)題。對(duì)省煤器的給水系統(tǒng)根據(jù)換熱要求，通過(guò)省煤器出口的水的高溫堆加熱鍋爐給水，從而保持實(shí)際流入省煤器給水的溫度可以明顯提高，減少與鍋爐的溫差，有效地避免露點(diǎn)腐蝕問(wèn)題，保證了省煤器的安全運(yùn)行。

3.3 吹灰器部分節(jié)能技術(shù)改造方案

吹灰器工作效率的好壞嚴(yán)重影響著余熱鍋爐的工作狀態(tài)和工作效率。如果吹灰器效果不佳，首先導(dǎo)致的是余熱鍋爐受熱面沉積雜質(zhì)較多，其次是省煤器沉積雜質(zhì)，影響鍋爐的運(yùn)行穩(wěn)定性。對(duì)于吹灰器的改造通過(guò)拆除原有的聲波吹灰器，布置PLC自動(dòng)控制的激波吹灰器，提高吹灰能力，保障鍋爐的正常運(yùn)行。

3.4 控制系統(tǒng)改造

為了能夠適應(yīng)鍋爐控制的便捷和時(shí)效，對(duì)余熱鍋爐本身的控制系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造，首先是對(duì)新增激波吹灰系統(tǒng)改造所匹配的電氣自控控制系統(tǒng)改造，采用獨(dú)立的PLC控制系統(tǒng)。其次是對(duì)鍋爐運(yùn)行原來(lái)的DCS控制系統(tǒng)升級(jí)，增加相匹配的顯示參數(shù)，更容易了解和監(jiān)控運(yùn)行過(guò)程。

4 效果估算

預(yù)計(jì)余熱鍋爐改造完成后，排煙溫度會(huì)從220℃降到180℃左右，余熱鍋爐的效率也大大提高。表1是一個(gè)節(jié)能估算表：

從表1中我們可以看到預(yù)計(jì)余熱鍋爐改造完成后余熱鍋爐效率從72.63%提高到81.87%，對(duì)于煙氣熱量的回收利用率也預(yù)計(jì)上升10個(gè)百分點(diǎn)左右，每年預(yù)計(jì)可節(jié)約用于取熱器和油漿蒸發(fā)器汽包提供熱水以及對(duì)中壓飽和蒸汽過(guò)熱的標(biāo)煤3051.43t，每t標(biāo)煤價(jià)格按照1200元計(jì)算，每年可以節(jié)約人民幣3661716元。節(jié)約成本效果顯著，對(duì)于資源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)影響也較大。

5 結(jié)語(yǔ)

由于余熱鍋爐存在排煙溫度過(guò)高，影響鍋爐工作效率問(wèn)題，為了排除這一影響，對(duì)余熱鍋爐采取增加低溫過(guò)熱器的方式，同時(shí)對(duì)省煤器安裝螺旋翅片管做成的積木式箱體模塊化結(jié)構(gòu)，增加受熱面等節(jié)能技術(shù)改造方案，能夠起到很好的效果。對(duì)于省煤器容易被腐蝕這個(gè)問(wèn)題，可以通過(guò)省煤器出口的水的高溫堆加熱鍋爐給水，減少與鍋爐的溫差，有效地避免露點(diǎn)腐蝕問(wèn)題，保證了省煤器的安全運(yùn)行。為了能夠增加煙塵雜質(zhì)的處理能力，將吹灰機(jī)更換為PLC自動(dòng)控制的激波吹灰器，提高吹灰能力，保障鍋爐的正常運(yùn)行。為了驗(yàn)證節(jié)能技術(shù)改造的效果，預(yù)估了余熱鍋爐的熱效率以及經(jīng)濟(jì)效益。通過(guò)估算，熱效率可以提高4%，熱量回收利用率可以提高10個(gè)百分點(diǎn)，每年預(yù)計(jì)可節(jié)約標(biāo)煤3051.43t。這些數(shù)據(jù)說(shuō)明了余熱鍋爐節(jié)能技術(shù)改造對(duì)于資源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)意義較大，但是由于鍋爐工作環(huán)境難以控制，工作負(fù)荷較大，要想余熱鍋爐的使用效率和使用壽命有較好的保持，對(duì)于余熱鍋爐的維護(hù)保養(yǎng)必須有比較科學(xué)的方式方法，而且必須形成嚴(yán)格的保養(yǎng)規(guī)程。

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作者簡(jiǎn)介：潘云云（1981-），女，江蘇人，杭州杭鍋工業(yè)鍋爐有限公司工程師，研究生，研究方向：動(dòng)力工程。

（責(zé)任編輯：吳 濤）