改进锅炉保养流程 实现锅炉快速启动

王利敏，徐 燕

(重庆建峰工程技术研究院 重庆 408601)

重庆建峰化工股份有限公司现有1台SF-75/4.78-Q型天然气快装锅炉(以下简称快锅)，主要用作化肥装置开工锅炉及中压蒸汽的平衡装置。但随着能通公司热电联产锅炉系统的正常运行，快锅则主要作为化肥装置中压蒸汽系统的平衡补充装置，在装置开停车、系统应急等时段启用，其余大多时间处于备用状态。因此，当能通公司锅炉系统遇到开停车、发生故障、系统波动时，就需要以最快的速度立即启动锅炉，及时向化肥装置提供合格的中压蒸汽，确保整个化肥装置的正常稳定运行。

锅炉系统在停运期间，一般采用干法、充气、湿法等保养手段[1]。采用前两种方法均不能实现锅炉装置的快速启动；采用湿法保养，一旦锅炉长期停运，必然造成锅炉受压元件烟气侧出现锈蚀、墙体严重吸潮等问题，虽然启动速度较快，但对锅炉伤害较大，因此传统的保养方法无法满足化肥装置对快锅系统停运后的要求。改进锅炉的保养维护方法，既要适应锅炉的长短期灵活备用，又要实现锅炉的快速启动，是每个锅炉管理技术人员需面对的问题。

1 锅炉实现长短期灵活备用、快速启动的要素分析

备用锅炉保养方式的选择，必须满足停运锅炉达到保护效果的基础上再实现其他功能。根据化肥装置生产对备用快锅提出的要求，停运锅炉养护期必须兼具可长、可短，备用灵活，启动迅速的条件，才能满足装置生产需要，因此，既要实现锅炉停运后的养护，又要达到启动迅速的目的。

1.1 锅炉养护期间本体装置必须保持较高的温度

锅炉保持较高的本体温度，可通过锅炉换热面加热锅炉烟道内的空气，使其温度明显高于环境温度，相对湿度也较低，有利于保持锅炉烟气系统的干燥，防止锅炉金属受热面积灰吸潮导致生锈剥蚀，延长受压元件的使用寿命；同时，对于长期停运的锅炉，又可以省去为防止锅炉炉墙受潮而需定期进行烘炉的烦琐操作，有利于锅炉的长期保养。

联胺(N2H4)与水中氧的反应为吸热反应，温度越高，反应进行得越彻底。因此，较高的锅炉本体温度需要较高的炉水温度。在炉水的pH及N2H4含量一定的情况下，N2H4的化学除氧效果越好，越有利于防止锅炉汽水侧的氧腐蚀。

在锅炉点火升压期间，受热传递速率的影响，锅炉各部件温差加大，热应力易集中在金属材料的某一点或端面，致使受压元件强度下降或损坏。较高的本体温度可降低锅炉在升压期间的材料温差，可适当提高锅炉的升温速率，缩短锅炉升压时间，有利于锅炉的安全快速启动。

1.2 操作简单，有利于锅炉长短期备用的自由转换

干法保养操作需要将炉水排尽，利用锅炉余热将锅筒内残存的水分蒸发，再向锅筒内通入氮气或放置干燥剂。在投运点火前，将干燥剂取出后，向锅炉注水至正常点火水位[2]。正常情况下，完成全部点火准备工作需要2 h以上。如果上水温度与环境温度之差大于50 ℃，就需要延长上水时间。整个操作过程复杂，耗时较长，不利于锅炉的快速启动。

湿法保养通常是待锅炉自然降温冷却后，向锅炉注满合格的脱盐水并保持锅筒处于正压，监控炉水pH及N2H4含量。该方法操作简单，锅炉点火启动速度较快，但由于温度低，不能用于锅炉的长期保养。

通过对锅炉干法保养和湿法保养的优劣分析，提出了一种新的锅炉保养方式，即热湿法保养。热湿法保养与湿法保养基本一致，不同之处是采用高温除氧脱盐水，保护水升温之后的保护效果优于湿法保养，同时升温后锅炉本体温度较高，有利于锅炉长短期备用的自由转换，几乎兼具干法保养与湿法保养的全部优点，但避免了干法保养和湿法保养的缺点。

2 锅炉热湿法保养工艺

2.1 热湿法保养流程

锅炉热湿法保养流程见图1。

图1 锅炉热湿法保养流程

(1)将低压蒸汽引入除氧器水箱，在除氧器水箱内将脱盐水加热至沸腾，实现热水保护锅炉的体外升温，同时完成热力除氧。

(2)通过柱塞泵将适量氨水及N2H4水溶液注入除氧器水箱内，确保锅筒水质pH控制在9.5～10.5，N2H4质量浓度为100～1 000 μg/L。

(3)从除氧器底部将除氧合格的脱盐水通过定期排污管注入锅筒内，进入下锅筒的除氧水经下锅筒、对流管束、上锅筒，分两路排出锅炉装置，一路经饱和蒸汽管、过热器后从过热蒸汽取样管溢出；另一路直接进入省煤器，从省煤器放水管排出。通过过热蒸汽取样管溢流保护炉管、锅筒和过热器，省煤器放水溢流保护省煤器，从而实现整个锅炉装置系统的全保护。

2.2 保养期间监控方法

2.2.1 分析频率

(1)每天白班分析一次炉水pH、ρ(溶解氧)、ρ(N2H4)，给水pH、ρ(N2H4)；中班、夜班各分析一次炉水pH、给水pH。

(2)每周分析一次炉水中铁离子含量。

2.2.2 加药系统控制指标

加药系统每日定时加药，控制指标如下。

给水：pH为9.5～10.5，ρ(N2H4)为100～1 000 μg/L，ρ(溶解氧)<15 μg/L。

炉水：pH为9.5～10.5，ρ(N2H4)为100～1 000 μg/L，ρ(溶解氧)<15 μg/L。

2.2.3 其他控制

除氧器水箱温度>92 ℃。

调整锅炉排放口水流量，确保锅炉最高点压力处于微正压；检查各排放口水温，应高于40 ℃。

2.3 运行效果

锅炉热湿法保养运行数据如表1所示。在热水保养流程投运初期，由于对系统不熟悉，操作控制不当，造成炉水溶解氧含量较高。随着对系统研究的深入，规范操作后，溶解氧含量除了在锅炉投热保护初期较高外，其余指标全部达到锅炉保养控制指标要求。

表1 锅炉热湿法保养运行数据

3 快速启动

在锅炉热湿养护中，又在汽包上增设了氮气管道，加快了锅炉的排水速率，相比常压放水节约时间25 min左右，缩短了锅炉热状态下的启动时间。

(1)接到调度的启动指令后，立即关闭锅炉的热水保护阀、省煤器放水阀，开启定期排污阀，启动氮气顶压放水，同时注意检查汽水受压元件的严密性。

(2)在汽包排水期间，同时进行燃气系统点火前的准备。当汽包水位降至-10～0 mm时停止氮气顶压放水，同时关闭定期排污阀，打开生火排汽阀、汽包放空阀及饱和蒸汽放空阀。

(3)调整点火压力及流量，在DCS上确认点火。

通过近4年的探索，75 t/h天然气锅炉由2个人操作，可实现30 min内一次点火成功。

4 结语

通过改进锅炉保养流程，实现了锅炉的快速启动，提高了响应速度，为化肥装置处理蒸汽供应事故争取了时间。全年快锅装置启动5次，直接经济价值约10万元。由于缩短了锅炉升压时间(约30 min)，实现了节能减排，减轻了环境污染。完善的锅炉保养措施延长了锅炉的使用寿命，具有较高的间接经济效益。