30 t/h蒸汽鍋爐的技術(shù)改造

曹雷（大慶油田化工集團(tuán)甲醇分公司）

30 t/h蒸汽鍋爐的技術(shù)改造

曹雷（大慶油田化工集團(tuán)甲醇分公司）

介紹了大慶油田化工集團(tuán)甲醇分公司動力車間30 t/h蒸汽鍋爐在日常生產(chǎn)運(yùn)行中的常見問題、針對鍋爐自身缺陷制定了改造方案，通過更換燃燒器、改造鍋爐構(gòu)造和配置減溫減壓裝置等多種手段對鍋爐進(jìn)行了改造，取得了良好的投用效果，保證了30 t/h蒸汽鍋爐的平穩(wěn)長期運(yùn)行。

蒸汽鍋爐 改造 燃燒器 長期運(yùn)行

大慶油田化工集團(tuán)甲醇分公司動力車間30 t/h、4.2 MPa、420℃蒸汽中壓裝置建于2000年，原設(shè)計主要用于滿足一甲醇裝置開、停工生產(chǎn)用汽。該鍋爐自2002年投運(yùn)以來，主要存在以下問題：

1）蒸汽發(fā)生量達(dá)不到設(shè)計要求，在運(yùn)行過程中，計算蒸汽發(fā)生量為27 t/h，而實際產(chǎn)蒸汽量最高為22 t/h。

2）爐膛設(shè)計與燃燒器燃燒特性配置不合理。爐膛后墻、爐頂后側(cè)過燒，燃燒器火焰直擊爐膛后側(cè)。自投產(chǎn)以來，先后進(jìn)行4次爐墻改造大修和多次維修，但至今30 t/h鍋爐仍不能長周期穩(wěn)定運(yùn)行。

為了保證30 t/h鍋爐長周期安全運(yùn)行，同時為滿足新建醋酸裝置夏季生產(chǎn)用汽需求，2008年我們對該鍋爐進(jìn)行了技術(shù)改造。

1 改造方案

1）更換燃燒器。將現(xiàn)鍋爐“徐燃”制造的國產(chǎn)燃燒器更換為德國的E科分體式比例燃燒器，以解決原燃燒火焰形狀過長，燃燒特性不合理的問題。

2）將鍋爐的前墻向前延伸1000 mm，保證爐膛有足夠合理的燃燒空間。

3）在鍋爐的后墻配置附加受熱面（類似水冷型），以保護(hù)爐膛后墻不受高溫?zé)煔獾臎_擊。

4）對鍋爐控制系統(tǒng)進(jìn)行改造，將E科燃燒器全自動控制系統(tǒng)納入原DCS鍋爐控制系統(tǒng)，以實現(xiàn)燃燒器點火、熄火、吹掃、保護(hù)自動控制和穩(wěn)燒特性。使水、汽、風(fēng)、煙氣氧含量在運(yùn)行期間與燃燒特性自動調(diào)節(jié)，達(dá)到最佳運(yùn)行工況。

5）系統(tǒng)配置減溫減壓裝置。30 t/h蒸汽鍋爐產(chǎn)出蒸汽為滿足醋酸裝置1.5 MPa蒸汽壓力等級的需要，蒸汽須做減溫減壓處理。故需增加一套減溫減壓裝置，使30 t/h鍋爐發(fā)生的中壓蒸汽減壓至2.0～1.5 MPa，減溫至300℃左右，并配置相應(yīng)自控監(jiān)測系統(tǒng)及工藝管線。

2 具體改造內(nèi)容

2.1 爐膛結(jié)構(gòu)改造[1]

為了保證鍋爐正常運(yùn)行，爐膛的結(jié)構(gòu)尺寸必須滿足燃燒器的火焰形狀、尺寸的要求，并且火焰不能與爐墻或水冷壁發(fā)生碰撞。

此次技術(shù)改造，將“徐燃”制造的燃燒器更換為德國ELCOL的分體式比例燃燒器，其火焰直徑為1780 mm，火焰長度為8100 mm。原30 t/h鍋爐爐膛橫向尺寸為1900 mm，已滿足火焰直徑的要求，但鍋爐爐膛內(nèi)長度尺寸為7285 mm，滿足不了ELCOL燃燒器火焰長度8100 mm的要求，因此，爐膛尺寸必須向前加長1000 mm才能滿足要求。爐膛加長后的前左側(cè)墻，由于該處沒有水冷壁，故該處的爐膛結(jié)構(gòu)采用重型爐墻。其結(jié)構(gòu)尺寸：爐膛內(nèi)層為230 mm耐火磚，外向為240 mm紅磚，再是40 mm的硅酸鋁鹽棉氈隔熱層，最外面是1 mm的鋼板作為鍋爐的外護(hù)板。

陶行知說：“生活即教育”。小學(xué)生的生活豐富多彩，他們喜歡玩，喜歡鬧，只有在生活中，小學(xué)生的想象力和思維能力才能被充分調(diào)動起來，使學(xué)生獲得豐富的數(shù)學(xué)感知。教師要重視數(shù)學(xué)和生活的結(jié)合，在生活中啟發(fā)學(xué)生，提高學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識解決生活問題的能力。

為了提高爐墻保溫性能，在耐火磚與紅磚之間留有20 mm寬的空氣層。為使兩層磚之間砌成一個整體，在高度上每隔6塊磚伸出一層耐火磚插入紅磚之中，作為牽連磚，使其磚與磚之間相互牢固咬住，形成一個整體。磚與磚的灰漿厚度要求為：耐火磚為2 mm；紅磚為5 mm。磚體的一切磚縫均應(yīng)泥漿飽滿，表面應(yīng)勾縫。延長部分的爐膛頂部采用預(yù)制耐火混凝土梁，其厚度為200 mm。上部為耐熱為800～900℃的珍珠巖耐火混凝土，其厚度為200 mm，最上面為25 mm的耐火水泥抹面層。

后墻的結(jié)構(gòu)尺寸和前左側(cè)墻結(jié)構(gòu)尺寸一樣，只是在左、右兩側(cè)轉(zhuǎn)角處，耐火磚留有25 mm的膨脹縫，使?fàn)t墻能夠自由膨脹。

2.2 增設(shè)附加水冷壁受熱面[2]

經(jīng)過改造后的后爐墻耐熱溫度可達(dá)1400℃，燃燒器的火焰，經(jīng)過爐內(nèi)的輻射傳熱火焰尾部溫度低于1400℃，因此，后爐墻的工作是可靠的。為了鍋爐后墻更能長期安全可靠穩(wěn)定的工作，在鍋爐后墻內(nèi)設(shè)置附加受熱面。當(dāng)鍋爐后墻受到高溫輻射被加熱時，其熱量便會傳遞給附加受熱面，并被附加受熱面內(nèi)的工質(zhì)吸收。這樣后墻吸收的熱量不至于積累升溫，使其能夠長期保持在不過熱的溫度條件下正常工作。

將增設(shè)的附加受熱面置于鍋爐后墻靠近耐火磚內(nèi)的目的是為了避免附加受熱面吸熱過大而產(chǎn)生蒸汽，給鍋爐正常工作帶來不利的影響。

附加受熱面是否正常工作，可用觀測出口集箱上的溫度計的數(shù)值來判斷。在水流量為5000 kg/h的條件下，出口集箱上的溫度計上顯示的溫度應(yīng)為120℃。在實際運(yùn)行中此溫度應(yīng)控制在120～150℃之間（在相應(yīng)的壓力下飽和溫度為256℃）。在這個溫度范圍之間，附加受熱面即可得到充分冷卻又可保證安全工作。進(jìn)入附加受熱面的水流量，最高為6600 kg/h，最低為4000 kg/h，正常為5000 kg/h。附加水冷壁受熱面由上、下兩個?133×8的集箱和?38×4的鋼管組成，?38×4的管子和上、下集箱采用焊接方式連接，由下集箱進(jìn)水，上集箱出水，水的流動呈∏型。

附加受熱面與鍋爐給水系統(tǒng)的連接是在給水調(diào)節(jié)閥前加一65 mm×65 mm×50 mm的異徑三通和PN6.4；DN65的截止閥，在附加受熱面水的進(jìn)出口管路上加設(shè)調(diào)節(jié)閥和截止閥，附加受熱面的工質(zhì)出口通過65 mm×65 mm×50 mm的異徑三通和省煤器出水管道相連后，進(jìn)入鍋爐的上鍋筒。

2.3 燃?xì)夤夤苈氛?/h3>

由于鍋爐向前擴(kuò)展1 m，因此供氣系統(tǒng)也做相應(yīng)的整改，供氣系統(tǒng)閥組的配置是按照燃?xì)夤庀到y(tǒng)典型規(guī)范的要求并參照大慶油田有限公司甲醇分公司30 t/h蒸汽鍋爐現(xiàn)有的供氣系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計的。

為了停爐的安全在該燃?xì)忾y組主管線上設(shè)置了3個放散管，其余閥組的配置均是按照燃燒器ELCORPD80 G-R的自控規(guī)范要求和正常工作設(shè)置的。

2.4 增加一套減溫減壓裝置

在原鍋爐主蒸汽線出口增加1套氣動減壓閥，同時后段配套1個噴除鹽水的減溫水裝置，控制蒸汽的壓力和溫度

3 投用情況

30 t/h蒸汽鍋爐于2008年6月份完成技術(shù)改造，于7月11日開始點火向醋酸裝置送汽，連續(xù)運(yùn)行至8月6日正常停爐，創(chuàng)下自鍋爐2002年原始開車運(yùn)行以來，連續(xù)累計運(yùn)行30 d的最高記錄，同時實現(xiàn)了：

1）鍋爐的點火、熄火、運(yùn)行實現(xiàn)了自動控制、調(diào)節(jié)、保護(hù)功能，相對于用火把點爐，提高鍋爐安全穩(wěn)定運(yùn)行的可靠性，達(dá)到了目前燃?xì)忮仩t的運(yùn)行規(guī)范要求。

2）解決了后墻過熱問題。由于更換了E科燃燒器，將前墻延長1 m，從而增加爐膛有效長度，避免火焰直接沖擊后墻。同時在后墻內(nèi)增加一組輔助受熱面，進(jìn)一步保護(hù)后爐墻。經(jīng)過這一段時間的試運(yùn)行看，后爐墻的最高溫度在80℃左右。

3）減溫減壓裝置功能達(dá)到設(shè)計要求。新增加的減溫減壓裝置在投入運(yùn)行后，通過減壓閥能夠?qū)崿F(xiàn)將鍋爐蒸汽出口壓力降低到2.5 MPa以下。通過減溫水的調(diào)節(jié)，將高溫位蒸汽溫度降到280℃。即該鍋爐運(yùn)行可同時滿足兩種蒸汽壓力和溫度等級的需要。

[1]林宗虎,徐通模.實用鍋爐手冊[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1999:318.

[2]劉弘睿.工業(yè)鍋爐技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范應(yīng)用大全[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2005:320.

10.3969/j.issn.2095-1493.2011.09.011

曹雷，2007年畢業(yè)于黑龍江科技學(xué)院，助理工程師，從事生產(chǎn)管理工作，E-mail：caolei_hkj@163.com，地址：黑龍江省大慶市讓胡路區(qū)宏偉工業(yè)園區(qū)甲醇分公司動力車間，163411。

2011-07-18)