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(lián)產(chǎn)鍋爐系統(tǒng)的正常運行，快鍋則主要作為化肥裝置中壓蒸汽系統(tǒng)的平衡補充裝置，在裝置開停車、系統(tǒng)應(yīng)急等時段啟用，其余大多時間處于備用狀態(tài)。因此，當能通公司鍋爐系統(tǒng)遇到開停車、發(fā)生故障、系統(tǒng)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(wěn)定運行。

鍋爐系統(tǒng)在停運期間，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現(xiàn)鍋爐裝置的快速啟動；采用濕法保養(yǎng)，一旦鍋爐長期停運，必然造成鍋爐受壓元件煙氣側(cè)出現(xiàn)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(tǒng)的保養(yǎng)方法無法滿足化肥裝置對快鍋系統(tǒng)停運后的要求。改進鍋爐的保養(yǎng)維護方法，既要適應(yīng)鍋爐的長短期靈活備用，又要實現(xiàn)鍋爐的快速啟動，是每個鍋爐管理技術(shù)人員需面對的問題。

1 鍋爐實現(xiàn)長短期靈活備用、快速啟動的要素分析

備用鍋爐保養(yǎng)方式的選擇，必須滿足停運鍋爐達到保護效果的基礎(chǔ)上再實現(xiàn)其他功能。根據(jù)化肥裝置生產(chǎn)對備用快鍋提出的要求，停運鍋爐養(yǎng)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(chǎn)需要，因此，既要實現(xiàn)鍋爐停運后的養(yǎng)護，又要達到啟動迅速的目的。

1.1 鍋爐養(yǎng)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(nèi)的空氣，使其溫度明顯高于環(huán)境溫度，相對濕度也較低，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(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(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(huán)境溫度之差大于50 ℃，就需要延長上水時間。整個操作過程復(fù)雜，耗時較長，不利于鍋爐的快速啟動。

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(yǎng)。

通過對鍋爐干法保養(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，保護水升溫之后的保護效果優(yōu)于濕法保養(yǎng)，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(zhuǎn)換，幾乎兼具干法保養(yǎng)與濕法保養(yǎng)的全部優(yōu)點，但避免了干法保養(yǎng)和濕法保養(yǎng)的缺點。

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，實現(xiàn)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(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)，進入下鍋筒的除氧水經(jīng)下鍋筒、對流管束、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(xiàn)整個鍋爐裝置系統(tǒng)的全保護。

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

加藥系統(tǒng)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(diào)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(yīng)高于40 ℃。

2.3 運行效果

鍋爐熱濕法保養(yǎng)運行數(shù)據(jù)如表1所示。在熱水保養(yǎng)流程投運初期，由于對系統(tǒng)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(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初期較高外，其余指標全部達到鍋爐保養(yǎng)控制指標要求。

表1 鍋爐熱濕法保養(yǎng)運行數(shù)據(jù)

3 快速啟動

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

(1)接到調(diào)度的啟動指令后，立即關(guān)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(tǒng)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(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(xiàn)30 min內(nèi)一次點火成功。

4 結(jié)語

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