QC178/920-70-4.52/470型余热锅炉碱煮工艺及设计

白晓龙

（福建省特种设备检验院，福建 福州 350003）

福建省三明钢铁有限公司新建的QC178/920-70-4.52/470型余热锅炉，额定蒸发量为49t/h，最大蒸发量为70t/h，额定蒸汽压力4.52MPa，额定蒸汽温度470℃，给水温度104℃，锅炉的水容积为60.2m3。碱煮范围为除过热器以外的汽包水侧、水冷壁管、光管蒸发器、鳍片蒸发器等。该锅炉是基建炉，汽包、管道内有氧化皮、焊渣等表面成形物和在锅炉出厂时涂覆的防护剂(如油类物质等)、各种附着物及杂质等。因厂方要求不能使用炉水循环泵，而且锅炉尚无烟气供热，给碱煮带来了不少的困难。通过对碱煮工艺的研究设计和精心操作，最终取得了良好的效果。

一、碱煮工艺的确定

对新建锅炉进行碱煮，可除去汽包、管道内氧化皮、焊渣等表面成形物和在锅炉出厂时涂覆的防护剂(如油类物质等)、各种附着物及杂质等。不仅有利于锅炉的安全经济运行，而且还因为它能改善锅炉运行时的水汽质量，使之符合标准，可以大大缩短新锅炉启动到正常运行的时间。

对于新安装的锅炉来说，主要是去掉制造和保管中的油脂，基于碱对油脂的皂化和酯化作用，在配方中选用氢氧化钠和磷酸三钠。以油酸为代表，其反应为：

氢氧化钠和磷酸三钠还有钝化作用，使锅炉转入钝态。碳酸钠也有此作用，作用机理和氢氧化钠相同。氢氧化钠、磷酸三钠和碳酸钠都是容易得到的药剂，经济性好，而其他药剂如亚硝酸钠、联氨、三聚磷酸钠等由于毒性或性价比低被排除选择。另外为提高煮炉效果，在配方中增加了煮炉助剂。加入表面活性剂减少煮炉用碱量，加入消泡剂避免泡沫产生，加入溶锈剂提高除锈效果。药液浓度根据锅炉锈垢的程度和煮炉质量要求进行确定。

因此，针对本工程特点，综合考虑经济性、合理性和可操作性，最终选择了0.5%氢氧化钠，0.5～1.0%磷酸三钠，0.5%碳酸钠，0.1～0.2%表面活性剂，0.1～0.2%消泡剂，0.3～0.4%溶锈剂的配方来进行碱煮。

二、碱煮系统设计

一般来说，锅炉碱煮系统比较简单，通过清洗系统由锅炉底部排污集箱和省煤器进口集箱向锅炉上碱煮液。碱煮过程中蒸发损失和排污损失由给水泵补入。但对于本次碱煮的余热锅炉，因受厂内条件限制，不能提供烟气供热烘炉，更导致水冷壁内无法形成自然循环，给碱煮的设计造成了一些困难。因此，系统设计是煮炉效果的关键一环。

本次碱煮涉及的范围包括两个回路，汽包→强制循环泵→鳍片蒸发器→光管蒸发器→汽包形成第一回路，汽包→下降管→水冷壁下集箱→水冷壁→水冷壁上集箱→连接管→汽包形成第二回路。其中强制循环泵因厂方要求需要隔绝，其他均参与碱煮。

为保证煮炉效果，需特别在以下两点进行设计。

（一）选择合适的循环泵。因原强制循环泵需要隔绝，就需外加循环泵，否则碱煮时第一回路内无法形成强制循环，将无法保证煮炉效果。但如果选择的循环泵流量太低或者扬程不足，仍无法形成强制循环。因此，在综合考虑了汽包安装高度、原强制循环泵参数等因素后选定了流量为100m3/h，扬程为60m的外加循环泵。

（二）在第二回路底部接入加热蒸汽。第二回路为自然循环回路，因厂方不能提供烟气供热烘炉，使得自然循环无法建立，碱煮时将无法保证回路内碱液浓度达到煮炉标准。考虑该锅炉系统设计的非常紧凑，且对系统有较大改动不符合厂方要求，因此没有选择在第二回路内接入循环泵，而是选择了在水冷壁排污管上连接临时加热外来蒸汽管道，在煮炉过程中通过阀门控制，根据需要接入蒸汽，提高回路内药液温度和一定程度的对流循环，或者进行排污，排放废液并控制药液浓度。通过定时监督排污中药液浓度和回路管道温度来保证煮炉效果。

根据锅炉的额定参数、限制因素以及锅炉碱煮的质量要求，最终设计出一套合理可行的煮炉系统流程。碱煮临时系统见图1，临时循环管道连接见图2，临时蒸汽管道连接见图3。

三、主要碱煮过程

（一）准备

进行碱煮前，先做好过热器保护，事先将过热器进满保护液，以防止在煮炉过程中碱性水进入而使过热器受到影响。另外，进行原强制循环泵隔离、临时管路连接、清洗泵连接、临时蒸汽管路试压，确保清洗系统连接正确、安全。之后需要用除盐水对锅炉进行冲洗，通过充水、排水排除浮锈、砂尘和其他杂物，并最终控制汽包水位在最低水位。

（二）加药

根据锅炉的水容积和煮炉配方,计算出煮炉的加药量。在溶药箱内将药剂溶解成液体，搅拌均匀，一次性注入汽包。加药过程中加强监视汽包液位，确保加药完毕后药液能充满汽包水侧，液位偏高则通过排污控制。

（三）碱煮过程

加药完毕后就开始升压进行煮炉。因厂方提供的邻炉蒸汽压力只有1.5MPa左右，无法达到达到该余热锅炉工作压力的50%，于是采取延长保压煮炉时间的措施，来确保锅炉煮炉质量。

具体锅炉煮炉过程工艺见图4。

锅炉煮炉升压时间见表1。

煮炉工艺曲线见图5。

（四）废液排放控制

利用配药槽作为废液处理池，把碱煮液排入配药槽，同时锅炉上水到正常水位，往配药槽中投加盐酸中和至pH值≤9后，待沉淀、澄清后通过配药槽排污排入下水道。如此反复，直至锅炉水pH值≤9后，全部通过排污阀排入下水道。同时清理配药槽中的残渣。

四、煮炉质量

煮炉完成后，验收组依据《锅炉化学清洗规则》和《火力发电厂锅炉化学清洗导则》要求对煮炉质量进行了检查。检查结果为锅筒、下集箱内部干净,其内壁无油垢、无锈斑，且形成完整的钝化保护膜，碱煮合格。实践证明,采用上述碱煮方法效果较好。

[1]《火力发电厂锅炉化学清洗导则》DL/T794-2001.中国电力出版社.

[2]《电力建设施工及验收技术规范》.（锅炉机组篇）DL/T5047-95.中华人民共和国电力工业部.

[3]《锅炉化学清洗规则》TSG G5003-2008.新华出版社.

[4]《锅炉运行》由辽宁省电力工业局组编.中国电力出版社.

[5]《实用化学清洗技术》. 窦照英编著.化学工业出版社.