降低燃氣鍋爐原料成本工程實踐

祝易松，張 芳，柴才明，高建功

1 現況概述

馬鋼某公司有兩臺35 t/h燃氣鍋爐，主要承擔全公司的生產用汽任務。自2004年鍋爐投產以來，兩臺鍋爐原料成本始終較高，近期鋼企經濟形勢日益嚴峻，為響應公司節能降耗、降本增效，根據現場實際，對兩臺鍋爐原料成本進行QC攻關，在不影響正常生產的情況下，實現了節能、降本。

2 原因分析

如何降低鍋爐原料成本，實現節能降本？QC小組圍繞這一主題開展活動。針對現狀，找出影響原料成本的諸多因素：

（1）崗位人員不穩定，培訓不足。鍋爐每輪班四人，共16人，都是高級工，持有上崗證，并且在近5年期間沒有變動，人員穩定。因此，崗位人員不穩定，培訓不足為非要因。

（2）燃料燃燒調整不及時。跟蹤抽查現場工藝執行情況。跟蹤調查白班兩臺鍋爐實際燃燒調整情況，共跟蹤30 h，每日上午3 h，下午3 h，當班人員均能夠根據煤氣管網和蒸汽母管壓力波動，及時調整各閥門開度，鍋爐燃燒穩定，蒸汽參數符合工藝要求，煙風系統壓力正常，除排煙溫度偏低外，其余溫度均正常。跟蹤調查夜班兩臺鍋爐實際燃燒調整情況，共跟蹤30 h，每次跟蹤時間是當日17時至次日8時，當班人員均能夠根據煤氣管網和蒸汽母管壓力波動，及時調整各閥門開度，鍋爐燃燒穩定，蒸汽參數符合工藝要求，煙風系統壓力正常，除排煙溫度偏低外，其余溫度均正常。燃料燃燒調整不及時為非要因。

（3）摻燒焦爐煤氣，導致鍋爐部件結垢，換熱效率降低，燃氣成本上升。檢查鍋爐運行效果和設備狀況。鍋爐定修現場查看鍋爐運行情況，發現水冷壁管和對流管束外壁沉積著很多焦狀污垢物，這些污垢很難清除；同時檢查煤氣燒嘴發現高爐煤氣噴嘴內壁干干凈凈，焦爐煤氣噴槍內積有大量黑色焦狀物。拆開煤氣閥門發現高爐煤氣閥門內部較干凈，焦爐煤氣閥門內積有很多雜物，說明管壁上的污垢是由于燃用的焦爐煤氣所致。檢查煤氣水封運行記錄發現，高爐煤氣含水較多，其它雜質少，其煤氣水封從未發生過堵塞現象；焦爐煤氣含雜質多，其煤氣水封需經常用蒸汽吹掃，特別是冬季氣溫低，焦油等雜質容易沉積，每周至少要吹掃一次焦爐煤氣水封。否則極易發生水封堵塞，焦爐煤氣帶水，影響試驗室化驗。空氣預熱器腐蝕[1]嚴重。摻燒焦爐煤氣，導致鍋爐部件結垢，換熱效率降低，燃氣成本上升為要因。

（4）除氧用汽取自管網，沒有利用乏汽。調查鍋爐除氧器用汽和透平風機乏汽排放情況。現場測量透平風機乏汽，數據如下：流量5～6 t/h，壓力0.2～0.3 MPa，溫度180～200℃。乏汽是清潔無污染的，完全符合除氧器加熱汽源的品質要求，可以取代管網新蒸汽用于除氧器加熱。除氧用汽取自管網，沒有利用乏汽為要因。

（5）制冷機凝結水沒有回收利用。現場取樣，化驗分析制冷機凝結水的品質，分析數據與35 t/h鍋爐補給水（軟化水）指標和干熄焦鍋爐補給水（除鹽水）指標對比如表1。

表1 制冷機凝結水、35 t/h鍋爐補給水（軟化水）、干熄焦鍋爐補給水（除鹽水）水質指標對比表

通過化驗，制冷機凝結水可以回收用于鍋爐補給水，以節約用水成本。制冷機凝結水沒有回收利用為要因。

（6）成本控制存在滯后性。檢查鍋爐系統成本控制情況，分廠建立了成本管理文件，根據公司考核指標，分廠細化了指標分解，對作業區開展了計劃值管理，并能做到動態跟蹤，控制項目和目標明確完整，具有可操作性；各類費用管理責任明確，執行審批，控制嚴格；建立了完整的數據臺帳，制定了具體的成本改善、對標挖潛的指標，關鍵運行指標做到了日統計、日管控、周跟蹤、月分析，能夠進行PDCA動態管理；有明確的激勵評價制度，實施效果良好。成本控制存在滯后性為非要因。

最終，要因確認結論：

（1）摻燒焦爐煤氣，導致鍋爐煙道結垢，換熱效率降低，燃氣成本上升。

（2）除氧用汽取自管網，沒有利用乏汽。

（3）制冷機凝結水沒有回收利用。

3 方案設計及對策實施

方案設計與對策見表2。

表2 方案設計與對策表

3.1 實施一

（1）修改鍋爐操作規程。

（2）改造煤氣管道，增大高爐煤氣管道，減少焦爐煤氣管道。

（3）進行“少燒焦爐煤氣”運行調試，在保證蒸汽供應、母管壓力穩定及鍋爐安全的前提下，制定少燒焦爐煤氣燃燒調整方案如下：

1）每班安排一名責任心強、工作經驗豐富的司爐工負責調試運行操作，班長全過程跟蹤指導。

2）副司爐負責鍋爐調試運行過程中的數據記錄工作，每小時記錄一次，記錄要及時、認真、準確。

3）在調試運行狀態下，班長做好數據的收集工作（鍋爐負荷、過熱蒸汽溫度、爐膛溫度、過熱器兩側溫度、預熱器、省煤器兩側溫度以及排煙溫度等）。

4）攻關小組人員（主要是分廠技術員和運行班長，鍋爐作業長）每日對數據進行分析整理，對班組運行調試工作全過程進行技術指導。

5）制定應急預案，當出現異常情況時能夠確保在最短的時間內恢復到常態運行。

6）逐步調整焦爐煤氣閥門。分五步實施：第一步，調小15%；第二步，調小30%；第三步，調小40%；第五步，調小50%，然后根據鍋爐運行狀況逐步關小焦爐煤氣閥門。

3.2 實施二

（1）在透平風機的乏汽放散管上裝設氣動調節閥，通過氣動調節閥調節透平風機排汽壓力，使其維持在0.3～0.4 MPa之間。

（2）在氣動調節閥的旁路安裝乏汽放散管的安全閥（壓力設定為0.4 MPa起跳），以保證透平鼓風機的排汽壓力不大于0.4 MPa，確保透平風機的生產不受影響。

（3）在原風機出口的乏汽管路上和鍋爐除氧器之間敷設一根低壓蒸汽管路。

（4）修改35 t/h鍋爐除氧器操作規程。

3.3 實施三

（1）在鍋爐房增設一個40 m3凝結水箱。

（2）從溴化鋰制冷站敷設一路凝結水管到凝結水箱。

（3）在溴化鋰制冷站增設凝結水泵，制冷機的凝結水通過凝結水泵加壓后沿凝結水管送往鍋爐房凝結水箱。

（4）在凝結水箱與鍋爐軟化水箱之間裝設二次提升水泵和一根串通管道，凝結水通過串通管與軟化水匯合后一起被送到除氧器除氧，再供鍋爐使用。

通過實施一，兩臺鍋爐基本不用焦爐煤氣，只有當高爐煤氣壓力較小時，會摻燒焦爐煤氣，用量基本在20 m3/h以內。通過實施二，乏汽回收用于鍋爐除氧器加熱給水，減少使用管網新蒸汽5 t/h。通過實施三，年可回收凝結水約10萬t。

4 社會與經濟效益

（1）減少了環境熱污染和水資源浪費。

（2）降低焦爐煤氣使用量，燃氣帶入鍋爐的渣垢減少，尾部受熱面運行狀況得到改善，提高了鍋爐換熱效率，有利于降低燃料消耗。

（3）減少使用管網新蒸汽5 t/h，全年開車時間按7200 h[2]計算，全年可回收3.6萬t蒸汽，每噸蒸汽按照公司價格為120元/t，則全年回收蒸汽可節約資金為：3.6×120=432（萬元）。

（4）將制冷機凝結水全部回收用于鍋爐補給水，節省了鍋爐用水成年本。年可回收凝結水約10萬t，按照公司軟水成本1.5元/t計算，一年可節約資金約為：10×1.5=15（萬元）。

5 總結

經過QC小組一輪PDCA循環，為公司合理回收制冷機凝結水、透平風機乏汽，改善鍋爐尾部受熱面，提高鍋爐換熱效率，解決了鍋爐原料成本高的問題，同時每年還為公司創造約450萬元的經濟效益，實現了公司節能降耗、降本增效的目的。

[1]陳素君，王磊，賈希存.35 t/h燃氣鍋爐改造及經濟效益分析，冶金動力[J，2010，144:44-46.

[2]鮑士琴，唐明.合理回收利用冷凝液，實現節能降耗[J].安徽化工，2010，增刊(1)：10-11.