鍋爐運(yùn)行方式研究

摘要：某石化廠共有兩臺鍋爐。文章從該廠的瓦斯平衡、能源節(jié)約、平穩(wěn)供汽以及鍋爐安全運(yùn)行等方面，對這兩臺鍋爐全部運(yùn)行和單臺運(yùn)行兩種方式進(jìn)行研究分析，得出兩種方式各自存在的優(yōu)缺點(diǎn)，并且提出了相應(yīng)的建議。

關(guān)鍵詞：鍋爐；運(yùn)行方式；瓦斯平衡；能源節(jié)約；平穩(wěn)供汽 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TK229 文章編號：1009-2374（2015）03-0067-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0225

1 鍋爐現(xiàn)狀介紹

某石化廠共兩臺WGZ75/3.82-19型鍋爐，由武漢鍋爐廠設(shè)計(jì)、制造和安裝，1999年9月投入運(yùn)行。該鍋爐為雙鍋筒自然循環(huán)設(shè)計(jì)，爐膛采用膜式水冷壁布置，燃燒器位于前墻，CO煙氣噴嘴布置于爐膛底部，尾部采用翅片管及光管省煤器。該爐有完整的燃燒設(shè)備，可燃燒CO煙氣、燃料氣、燃料油等。2008年進(jìn)行了擴(kuò)容改造，額定負(fù)荷提升至85t/h。

2 鍋爐運(yùn)行存在的問題

在冬季，全廠的用汽量高，約為120t/h，這時(shí)候必須運(yùn)行兩臺鍋爐，CO煙氣也能夠得到充分利用。在夏季，全廠的用汽量低，約為50t/h，這時(shí)候運(yùn)行一臺鍋爐就足夠，但是不能充分利用CO煙氣，造成能源浪費(fèi)，并且鍋爐在全廠瓦斯平衡中起到的作用也較小，這就需要用其他的方法進(jìn)行瓦斯平衡。在春季和秋季，就存在運(yùn)行方式選擇的問題，運(yùn)行兩臺，鍋爐負(fù)荷低，鍋爐本身的安全運(yùn)行存在一定的隱患；運(yùn)行一臺，CO煙氣利用率低，造成能源浪費(fèi)。

3 問題分析

3.1 兩臺鍋爐運(yùn)行下的發(fā)汽量和燃料消耗

經(jīng)統(tǒng)計(jì)，2013年4月5日至5月10日期間，兩臺鍋爐每天最低發(fā)汽量在50～54t/h之間，每天焦化裝置吹汽時(shí)段的發(fā)汽量在63～70t/h左右，每臺鍋爐的正常運(yùn)行負(fù)荷在25～35t/h之間。每天非焦化吹汽時(shí)段的20h內(nèi)，鍋爐發(fā)汽量平均在25～26t/h。鍋爐額定負(fù)荷為85t/h，其30%負(fù)荷為25.5t/h，所以鍋爐始終處于低負(fù)荷運(yùn)行的邊緣。

3.2 單臺鍋爐運(yùn)行下的發(fā)汽量和燃料消耗

根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，我們可以利用上述數(shù)據(jù)對單臺鍋爐運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析如下：（1）兩臺鍋爐運(yùn)行切換至單臺鍋爐運(yùn)行時(shí)，鍋爐發(fā)汽量會(huì)小幅降低，一般在2～3t蒸汽；因此當(dāng)前停運(yùn)一臺鍋爐后，總發(fā)汽量應(yīng)該降到53t/h以下。

（2）當(dāng)切換至單臺鍋爐時(shí)，可連續(xù)投用除鹽水加熱器，能減少自用汽2～3t/h左右，因此，總發(fā)汽量能夠降至（非焦化裝置吹汽時(shí)間）50t/h左右。

（3）當(dāng)前兩臺鍋爐運(yùn)行，為了平衡瓦斯，煙氣實(shí)際利用率在75%左右。當(dāng)切換至單臺鍋爐運(yùn)行時(shí)，根據(jù)以往運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，單臺鍋爐煙氣利用量最大不超過70%。

（4）據(jù)資料表明，當(dāng)鍋爐負(fù)荷在額定負(fù)荷60%時(shí)，鍋爐的熱效率將會(huì)提高10%～20%，因此如果切換至單臺鍋爐運(yùn)行，由于效率提高，能夠減少至少10%的瓦斯

消耗。

因此，綜合以上四個(gè)方面，如果切換至單臺鍋爐運(yùn)行時(shí)，鍋爐使用CO煙氣量將會(huì)減少，利用率處于65%～70%左右，而鍋爐的瓦斯用量將不會(huì)有太大增加；鍋爐發(fā)汽量最低將處于48t/h左右，最高將低于65t/h，廠內(nèi)的瓦斯量能夠滿足鍋爐需要。

3.3 兩臺鍋爐運(yùn)行的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：能夠合理平衡全廠瓦斯氣，減少瓦斯管網(wǎng)的波動(dòng)，避免瓦斯點(diǎn)火炬放空情況出現(xiàn)；能夠盡可能多地利用催化裝置來催化CO煙氣，有效減少瓦斯消耗；比較容易應(yīng)對焦化裝置吹汽的蒸汽波動(dòng)；易于應(yīng)對廠區(qū)內(nèi)的大量臨時(shí)用汽，減輕蒸汽管網(wǎng)的波動(dòng)；在鍋爐的應(yīng)急管理方面，當(dāng)一臺鍋爐出現(xiàn)問題時(shí)，可以及時(shí)切換負(fù)荷，有利于保證平穩(wěn)供汽。

缺點(diǎn)：鍋爐負(fù)荷偏低，存在較大風(fēng)險(xiǎn)，鍋爐水循環(huán)可靠性下降，可能會(huì)出現(xiàn)局部水循環(huán)停滯或倒流現(xiàn)象，將使水冷壁部分管段出現(xiàn)超溫過熱問題，易發(fā)生爆管事故，一旦出現(xiàn)爆管，需整體更換，其周期較長，對全廠各裝置的安全生產(chǎn)造成很大的隱患；鍋爐燃燒穩(wěn)定性下降，爐膛滅火或爆炸的可能性增大；鍋爐三沖量控制系統(tǒng)不穩(wěn)定、蒸汽溫度等參數(shù)難控制、省煤器入口煙溫較高，給生產(chǎn)操作帶來不便和隱患；尾部煙道溫度低，容易產(chǎn)生低溫腐蝕；鍋爐風(fēng)機(jī)出口流量降低，易于發(fā)生喘振；由于消耗瓦斯量較小，還要分?jǐn)傇趦膳_鍋爐上，造成鍋爐瓦斯火嘴燃料不充足，易于出現(xiàn)脫火甚至滅火等風(fēng)險(xiǎn)；爐膛溫度低，燃料燃燒不完全造成氣體不完全燃燒損失增加；鍋爐熱效率較低，浪費(fèi)能源；如果為了保證鍋爐安全運(yùn)行，開蒸汽放空，提高鍋爐負(fù)荷，則形成二次浪費(fèi)。

3.4 單臺鍋爐運(yùn)行的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：鍋爐處于設(shè)計(jì)負(fù)荷的80%以上，能夠高效率運(yùn)行；操作控制工作量減少，盯表等操作能夠更及時(shí)和準(zhǔn)確；備用鍋爐可以及時(shí)得到小修處理，做到良好的備用；瓦斯量充足，鍋爐燃燒器燃燒穩(wěn)定，工藝參數(shù)控制和調(diào)整方便。

缺點(diǎn)：抗風(fēng)險(xiǎn)能力低，當(dāng)鍋爐出現(xiàn)問題時(shí)，備用鍋爐點(diǎn)火需要較長時(shí)間，可能影響生產(chǎn)；催化來的CO煙氣不能完全利用，造成較大浪費(fèi)；CO有一定的放空，將會(huì)增加瓦斯的用量，可能引起瓦斯缺口，需補(bǔ)充天然氣或燃料油（主要在焦化裝置吹汽時(shí)段）；鍋爐經(jīng)過長時(shí)期高負(fù)荷運(yùn)行，由于積灰等問題，有可能不能承擔(dān)起焦化吹汽的蒸汽波動(dòng)。

4 建議

4.1 兩臺鍋爐運(yùn)行的建議

制定低負(fù)荷運(yùn)行管理措施，確定最低鍋爐運(yùn)行負(fù)荷，低于此負(fù)荷后，選擇放空或者加大外部用汽；適當(dāng)開啟水加熱器，保證爐膛溫度和排煙溫度，確保省煤器尾部不會(huì)產(chǎn)生露點(diǎn)腐蝕；適當(dāng)增大瓦斯用量，減少瓦斯火嘴投用數(shù)量，保證爐膛火焰穩(wěn)定；做好火焰監(jiān)視系統(tǒng)的維護(hù)、管理和改進(jìn)工作，確保對燃燒狀況的良好監(jiān)控；當(dāng)爐膛已經(jīng)滅火或?yàn)l臨滅火時(shí)，嚴(yán)禁用爆燃法恢復(fù)燃燒。重新點(diǎn)火前必須對鍋爐進(jìn)行充分通風(fēng)吹掃，以排除爐膛和煙道內(nèi)的可燃物質(zhì)；定期對滅火保護(hù)探頭周圍進(jìn)行清灰工作，防止因保護(hù)設(shè)備誤動(dòng)造成鍋爐滅火；點(diǎn)火系統(tǒng)長期處于可靠備用狀態(tài)，定期對油槍進(jìn)行試驗(yàn)檢查，確保油槍霧化良好，以便在低負(fù)荷燃燒或燃燒不穩(wěn)時(shí)能夠及時(shí)投油助燃；熱工儀表、保護(hù)、控制電源應(yīng)可靠，防止因瞬間失電造成鍋爐滅火。

4.2 單臺鍋爐運(yùn)行的建議

及時(shí)制定停運(yùn)鍋爐的檢修和備用工作；做好鍋爐高負(fù)荷運(yùn)行管理工作；在鍋爐允許的情況下，盡最大能力利用CO煙氣，節(jié)約能源，促進(jìn)瓦斯平衡；做好職工隊(duì)伍的應(yīng)急培訓(xùn)和演練，確保非正常停工的快速準(zhǔn)確處理；受熱做好激波吹灰系統(tǒng)的運(yùn)行，并適當(dāng)增加吹灰頻率，以減輕流管束和省煤器的積灰；堅(jiān)持定期添加清灰劑，以減輕爐膛和過熱器積灰。

5 結(jié)語

通過以上分析，可以得出：兩臺鍋爐運(yùn)行，有益于節(jié)約能源和全廠的瓦斯平衡；單臺鍋爐運(yùn)行，有益于鍋爐設(shè)備的長周期安全平穩(wěn)運(yùn)行。無論選擇哪種運(yùn)行方式，都應(yīng)該做好相應(yīng)的降風(fēng)險(xiǎn)措施，保證裝置安全平穩(wěn)運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：彭良輝（1987-），男，山東高唐人，中國石化青島石油化工有限責(zé)任公司助理工程師，研究方向：鍋爐技術(shù)管理。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）