鍋爐短期停爐保壓技術的應用

劉星光 王小沈

（河南中煙工業有限責任公司駐馬店卷煙廠，河南 駐馬店 463000）

一、存在問題

駐馬店卷煙廠生產、生活用蒸汽來源有兩個：一個是電廠低壓蒸汽,另一個是本廠鍋爐生產的蒸汽。由于電廠供應的蒸汽壓力不能滿足需求,制絲所需的蒸汽由兩臺產汽量為10T/h的蒸汽鍋爐提供。制絲車間主要是白天生產，到夜晚，鍋爐處于無負荷保壓運行狀態：鍋爐小火加熱，維持鍋爐及其連通的蒸汽管網保持蒸汽壓力在0.5MPa左右，第二天制絲生產時，進入帶負荷運行。這樣有利的一面是維持鍋爐壓力，減少腐蝕，便于隨時升壓帶負荷運行，不利的方面是需要人員值守，消耗水、電、燃氣，造成人力、能源的消耗。

二、問題分析

要減少人力、能源消耗，制絲生產完后停止鍋爐運行是最佳選擇，但是又出現鍋爐頻繁啟停帶來如下問題：

（一）鍋爐停爐后，隨著鍋爐及其相連管網壓力的下降，外界空氣將會滲入水汽系統，造成鍋爐腐蝕，不利于鍋爐的安全運行。

（二）由于鍋爐的停爐，鍋爐及其管網壓力下降，在管網中存在大量凝水，第二天鍋爐慢慢升壓對管網進行暖管，需要人工開啟疏水旁通閥進行凝水排放、送汽，生產響應速度慢。

如果將低壓蒸汽引入鍋爐及其相連的蒸汽管網，使該系統維持一定的蒸汽壓力，一方面便于鍋爐系統能夠快速響應生產保供，另一方面不讓外界空氣進入停止運行鍋爐的水系統，防止鍋爐停爐腐蝕，這樣可以有效消除保壓運行帶來的無謂消耗，達到節能的目的。

三、鍋爐短期停爐保壓系統的設計

（一）設計思路：

要保證鍋爐運行的安全性、經濟性要求，鍋爐短期停爐保壓系統應具有如下特點：

1.蒸汽單向流動，系統安全性高。

2.鍋爐與低壓蒸汽電磁閥開、關信號互聯，實現系統的自動啟停。

3.系統安裝、維護方便，可以實現鍋爐的快速運行，能耗低。

鍋爐短期停爐保壓系統主要有三部分組成：管道部分、自動控制部分、實時監測部分。

1.管道部分：

將低壓蒸汽源通過該管道引入鍋爐及其相連管網，實現低壓蒸汽對停爐鍋爐的蒸汽保壓功能。

2.自動控制部分：蒸汽的流向控制、系統啟停控制。

蒸汽的流向控制：鍋爐停爐后，當鍋爐及其相連管網的蒸汽壓力達到或低于低壓蒸汽的壓力時，低壓蒸汽開始向鍋爐及其相連管網供汽，維持其蒸汽需求；鍋爐正常運行時，高、低壓蒸汽系統自動斷開連接，恢復到原來的兩個獨立系統狀態，互不影響。

系統啟停控制：在管道上安裝電磁閥，將低壓蒸汽電磁閥開關信號與鍋爐啟停信號相連，實現系統的自動運行。

3.實時監測部分：

通過工業攝像頭，將系統的現場畫面傳到鍋爐操作室，便于觀察系統運行情況，進一步提高系統安全性。

（二）方案優化

依據系統設計要求，結合實際情況進行細化設計：

1.低壓蒸汽引入方案

要實現鍋爐的停爐蒸汽保壓，需要引入低壓蒸汽，我們對廠區的蒸汽管網分布情況進行了分析：

可得出結論，要實現鍋爐停爐蒸汽保壓，有兩種蒸汽引入方案：⑴地下室：通過管道及其附件，實現高、低壓蒸汽分氣缸的互聯互通。⑵鍋爐房東部。將電廠低壓蒸汽管道與儲氣罐相連，實現低壓蒸汽的引入。

2.停爐保壓蒸汽流量的測算及管徑

通過調查發現鍋爐在無負荷保壓運行時的蒸汽耗量很小，鍋爐的蒸汽輸出流量計無法顯示，而鍋爐運行時要消耗水、電、天然氣，只不過是在不同負荷下以上的能源消耗量不同而已。我們將鍋爐在無負荷保壓運行時的耗水量作為測算依據，進行停爐保壓蒸汽流量的測算。

從統計可以看出水耗平均在0.55T/h。我們將停爐保壓蒸汽流量測算為0.5-0.8T/h，我們的低壓蒸汽通過查閱蒸汽壓力為0.5-0.6MPa在給定流速下管道內蒸汽流量表來確定需要的管徑。蒸汽流量隨壓力、流速、管徑的增大而增加，選擇管徑為50mm的無縫鋼管，其輸氣量在0.352-1.025 T/h，滿足系統保壓蒸汽流量需求。

3.蒸汽止回閥

鍋爐停爐后，當鍋爐及其相連管網的蒸汽壓力達到或低于低壓蒸汽的壓力時，低壓蒸汽開始向鍋爐及其相連管網供汽，維持其蒸汽需求；鍋爐正常運行時，高、低壓蒸汽系統自動斷開連接，恢復到原來的兩個獨立系統狀態，互不影響。結合實際情況我們選用DN50 DCV3止回閥，不銹鋼材質，安裝于EN1092 PN16法蘭間。

4.蒸汽電動閥

蒸汽電動閥生產廠家較多，我們選擇西門子型號為VVF45.504的二通電動閥、型號為SKB62.50的執行器。該執行器在1200KPa范圍內相配執行器能在整個行程準確地驅動閥門，在保證執行器可安全關閉的情況下，閥門兩端的最大允許壓差為1600KPa。

5.控制信號的連接

將蒸汽電動閥的開、關信號與鍋爐啟停信號相連，實現系統的自動啟停；通過增加鍋爐停爐保壓蒸汽電動閥自動控制程序，并下載至鍋爐控制PLC。

6.蒸汽流量監測與系統監控

我們選用PROline P rowirl72 F渦街蒸汽流量計，將其與中控室電腦聯網：一方面可以顯示鍋爐停爐保壓的蒸汽消耗量，并進行統計，為鍋爐停爐保壓系統的經濟效益分析提供科學的依據；另一方面，中控室人員可以通過觀察流量顯示值來判斷保壓系統的運行是否異常，提高系統的安全性。

四、應用效果

1.系統運行安全、可靠，達到了設計要求。

2.鍋爐停爐期間，鍋爐及其管網壓力保持在5.0MPa以上，保壓充分，杜絕空氣進入，達到了防腐目的。

3.與原來的鍋爐運行方式相比，減少了運行班次、降低了鍋爐能耗，節約資金在60%以上，經濟效益顯著。