燃氣鍋爐熱效率降低原因分析及對策實施

陳星 代有亮 魏巍 李浩 曹國軍（中國石油長慶油田分公司第一采氣廠，陜西榆林718500）

燃氣鍋爐熱效率降低原因分析及對策實施

陳星 代有亮 魏巍 李浩 曹國軍（中國石油長慶油田分公司第一采氣廠，陜西榆林718500）

本文通過分析降低鍋爐熱效率的原因，并有針對性的采取對策實施，有效去除鍋爐結垢，降低鍋爐熱損失，提高鍋爐燃氣負荷，使鍋爐熱效率有效提高，最終保證鍋爐安全平穩高效運行。

鍋爐；熱效率；能耗；分析；對策

1　概況

凈化廠鍋爐主要負責為裝置提供生產蒸汽和伴熱蒸汽，對廠區安全平穩運行有著重要作用。鍋爐房經過十七年的運行，設備老化較為嚴重，隔熱層效果明顯降低，鍋爐熱損失嚴重，鍋爐生產每噸蒸汽的燃料氣單耗逐年上升，嚴重影響鍋爐和凈化廠蒸汽系統的安全平穩運行。

2　鍋爐熱效率降低原因分析

2.1鍋爐爐管結垢嚴重

鍋爐經過多年連續運行，火管表面積垢明顯，積垢平均厚度為2mm，火管末端結垢較為嚴重，約5mm左右，鍋爐熱效率下降。經實際勘查，垢層分層清晰，層層疊加，上下層為紅褐色，中間夾帶白色，內垢層結構較致密，與火管粘結牢固，難以手工清理。分析其成分為氧化鐵26.2%、碳酸鈣35.5%、硫酸鈣10.8%、磷酸鈣7.4%、硅酸鈣19.1%、其它占0.7%.

2.2單位能耗高，排煙溫度高，熱損失嚴重

我廠有五臺鍋爐為雙回程鍋爐，五臺三回程鍋爐，雙回程鍋爐熱利用率較三回程鍋爐熱利用率較低。我廠能耗指標為70方/萬噸，在運行負荷基本相同的前提下雙回程鍋爐2008年至2015年鍋爐能耗與排煙溫度呈上升趨勢，鍋爐房能耗超出定額指標（75～90方/萬噸），鍋爐的單位能耗總體呈上升趨勢，且排煙溫度整體較三回程鍋爐較高，鍋爐熱損失嚴重。

2.3鍋爐保溫老化腐蝕、散熱較大

我廠鍋爐運行年限較長，隔熱層效果明顯降低。主要表現在外保溫材料巖棉板氧化，內保溫材料耐火澆注料燒透裂縫，鍋爐外壁不銹鋼鐵皮腐蝕等，造成鍋爐熱損失大，鍋爐房環境溫度逐年上升。通過對鍋爐外側壁溫度檢測，最高溫度均超過60℃，后煙箱溫度最高達到155℃，鍋爐周圍環境溫度平均超過60℃，超出了鍋爐控制柜運行的最高溫度。

2.4鍋爐運行負荷較低

鍋爐燃氣量、上水量基本相同的前提下，雙回程鍋爐運行負荷在40～60%之間，三回程鍋爐運行負荷在65～85%之間。雙回程鍋爐較三回程鍋爐運行負荷低，上水消耗量大，蒸汽產生量小，能耗損失較大。

3　提高鍋爐熱效率對策實施

3.1鍋爐煮爐除垢、除銹，堿性預膜

下面重點介紹煮爐、酸氣、鈍化等具體實施情況：

3.1.1鍋爐煮爐預膜程序

構建臨時系統→臨時系統水沖洗及檢漏→堿煮→堿煮后水沖洗→酸洗→酸洗后水沖洗→漂洗→中和鈍化→復位及保護。

3.1.2堿煮

在加藥箱內用新鮮水配置濃度為1%的氫氧化鈉的堿性煮爐劑，恢復鍋爐人孔，啟動清洗泵，將煮爐劑打入鍋爐。當鍋爐液位達到最高可見水位，點爐并緩慢升溫。調節控制鍋爐負荷，維持堿煮溫度在80～90℃。

3.1.3酸洗

清洗擬采用鹽酸為酸洗主劑；同時為避免設備及管線在酸洗時受到氫離子和三價鐵離子的腐蝕，通過加入緩蝕劑和還原劑等，解決了金屬在酸洗時氫離子腐蝕和三價鐵離子加速腐蝕的問題。溫度維持在50度左右，若加酸后在2小時內酸洗濃度小于3.0%，應補加酸洗系統的酸度為6%左右，時刻檢測酸濃度變化。打開鍋爐人孔，通過目測燃氣爐內部的除垢率＞80%為合格。

3.1.4鈍化

通過酸洗后的金屬表面處于較高活性狀態，極容易產生浮銹。通過鈍化的方法，使金屬表面形成一層致密的保護膜，從而防止清洗系統產生浮銹。漂洗結束后，直接用碳酸鈉調PH值至9～10，邊加邊排，當鍋爐液位達到最高可見水位后，對各排污點進行檢查，使整個系統的PH值在9～10之間。當PH值和溫度符合要求后，加入鈍化藥劑，并邊循環邊加熱，溫度控制在40℃～60℃，鈍化時間為4～6小時。

3.2鍋爐重新制作保溫

目前我廠對雙回程鍋爐保溫進行了重新制作，鍋爐燃燒室重新制作防火墻，外部重新包隔熱層，選用具有密度小、高溫下微膨脹性、不易產生裂紋、和良好整體密封性的新型耐火材料，解決因鍋爐熱損失大、造成環境溫度高的問題。

3.3提高鍋爐負荷

調整燃料和配風的比例，提高鍋爐運行負荷。主要通過燃燒器零部件檢查及燃燒器相關程序調試工作進行，保持鍋爐過剩空氣系數保持在1.05～1.1左右。針對燃燒器主體、配件、電器元件等，將不合格的電器元件進行更換。針對控制系統各項程序，測定不同燃氣流量下，完全燃燒時對應的空氣流量以及燃氣壓力，確保鍋爐燃燒效率始終保持在最優狀態。

4　對策實施效果

4.1鍋爐煙管垢狀物有效清除

通過煮爐，鍋爐內部結垢清除率達到90%以上，鍋爐煙管覆蓋的結垢基本清除干凈。

4.2鍋爐排煙溫度降低

通過采取對策后跟蹤鍋爐運行情況來看，鍋爐爐頭降溫60～90℃，爐側降溫10～25℃，后煙箱表面溫度降低10～20℃，煙氣溫度降低5～15℃。從以上數據可以看出，鍋爐保溫改造后，爐體降溫效果顯著，環境溫度大大降低。鍋爐煮爐后，同樣的燃氣負荷條件下排煙溫度下降，鍋爐運行穩定。

4.3單位能耗降低，鍋爐負荷提高

雙回程鍋爐采取措施后，對在運鍋爐運行情況進行跟蹤發現，鍋爐在相同負荷下單耗降低10%～15%，在相同燃料氣量和上水量的前提下裝置運行負荷增加10%～20%。

5　結語

一般工業低壓鍋爐排污率控制在5%～10%，在保證鍋水總堿和PH值合格的前提下鍋爐的排污率越低越好，排污要堅持“勤排、少排、均勻排”的原則。同時也要完善鍋爐的水處理和水質化驗工作，及時進行軟水指標化驗，對交換器產軟水的周期進行評估，在每個產水周期的后期加強水質監測頻次，在交換器即將失效的情況下可提前倒運交換器，最大限度的防止鍋爐結垢。

陳星（1986-），女，漢族，陜西人，助理工程師，主要從事工藝技術工作。