工业设计论文发表锅炉运行方式研究

　　工业设计论文发表期刊推荐《机电工程》杂志，原名《浙江机械》，创刊于1971年，1984年改为现名，由浙江省机械工业厅情报站与浙江大学机械系主办。自1990年开始为浙江省机械工业厅与浙江大学主办，行政体制改革后，改为浙江省机电集团公司与浙江大学联合主办。2004年起由双月刊改为月刊。
　　摘要：某石化厂共有两台锅炉。文章从该厂的瓦斯平衡、能源节约、平稳供汽以及锅炉安全运行等方面，对这两台锅炉全部运行和单台运行两种方式进行研究分析，得出两种方式各自存在的优缺点，并且提出了相应的建议。

　　关键词：锅炉,运行方式,瓦斯平衡,能源节约,平稳供汽

　　1 锅炉现状介绍

　　某石化厂共两台WGZ75/3.82-19型锅炉，由武汉锅炉厂设计、制造和安装，1999年9月投入运行。该锅炉为双锅筒自然循环设计，炉膛采用膜式水冷壁布置，燃烧器位于前墙，CO烟气喷嘴布置于炉膛底部，尾部采用翅片管及光管省煤器。该炉有完整的燃烧设备，可燃烧CO烟气、燃料气、燃料油等。2008年进行了扩容改造，额定负荷提升至85t/h。

　　2 锅炉运行存在的问题

　　在冬季，全厂的用汽量高，约为120t/h，这时候必须运行两台锅炉，CO烟气也能够得到充分利用。在夏季，全厂的用汽量低，约为50t/h，这时候运行一台锅炉就足够，但是不能充分利用CO烟气，造成能源浪费，并且锅炉在全厂瓦斯平衡中起到的作用也较小，这就需要用其他的方法进行瓦斯平衡。在春季和秋季，就存在运行方式选择的问题，运行两台，锅炉负荷低，锅炉本身的安全运行存在一定的隐患;运行一台，CO烟气利用率低，造成能源浪费。

　　3 问题分析

　　3.1 两台锅炉运行下的发汽量和燃料消耗

　　经统计，2013年4月5日至5月10日期间，两台锅炉每天最低发汽量在50～54t/h之间，每天焦化装置吹汽时段的发汽量在63～70t/h左右，每台锅炉的正常运行负荷在25～35t/h之间。每天非焦化吹汽时段的20h内，锅炉发汽量平均在25～26t/h。锅炉额定负荷为85t/h，其30%负荷为25.5t/h，所以锅炉始终处于低负荷运行的边缘。

　　3.2 单台锅炉运行下的发汽量和燃料消耗

　　根据运行经验，我们可以利用上述数据对单台锅炉运行状态进行分析如下：(1)两台锅炉运行切换至单台锅炉运行时，锅炉发汽量会小幅降低，一般在2～3t蒸汽;因此当前停运一台锅炉后，总发汽量应该降到53t/h以下。

　　(2)当切换至单台锅炉时，可连续投用除盐水加热器，能减少自用汽2～3t/h左右，因此，总发汽量能够降至(非焦化装置吹汽时间)50t/h左右。

　　(3)当前两台锅炉运行，为了平衡瓦斯，烟气实际利用率在75%左右。当切换至单台锅炉运行时，根据以往运行经验，单台锅炉烟气利用量最大不超过70%。

　　(4)据资料表明，当锅炉负荷在额定负荷60%时，锅炉的热效率将会提高10%～20%，因此如果切换至单台锅炉运行，由于效率提高，能够减少至少10%的瓦斯

　　消耗。

　　因此，综合以上四个方面，如果切换至单台锅炉运行时，锅炉使用CO烟气量将会减少，利用率处于65%～70%左右，而锅炉的瓦斯用量将不会有太大增加;锅炉发汽量最低将处于48t/h左右，最高将低于65t/h，厂内的瓦斯量能够满足锅炉需要。

　　3.3 两台锅炉运行的优缺点

　　优点：能够合理平衡全厂瓦斯气，减少瓦斯管网的波动，避免瓦斯点火炬放空情况出现;能够尽可能多地利用催化装置来催化CO烟气，有效减少瓦斯消耗;比较容易应对焦化装置吹汽的蒸汽波动;易于应对厂区内的大量临时用汽，减轻蒸汽管网的波动;在锅炉的应急管理方面，当一台锅炉出现问题时，可以及时切换负荷，有利于保证平稳供汽。

　　缺点：锅炉负荷偏低，存在较大风险，锅炉水循环可靠性下降，可能会出现局部水循环停滞或倒流现象，将使水冷壁部分管段出现超温过热问题，易发生爆管事故，一旦出现爆管，需整体更换，其周期较长，对全厂各装置的安全生产造成很大的隐患;锅炉燃烧稳定性下降，炉膛灭火或爆炸的可能性增大;锅炉三冲量控制系统不稳定、蒸汽温度等参数难控制、省煤器入口烟温较高，给生产操作带来不便和隐患;尾部烟道温度低，容易产生低温腐蚀;锅炉风机出口流量降低，易于发生喘振;由于消耗瓦斯量较小，还要分摊在两台锅炉上，造成锅炉瓦斯火嘴燃料不充足，易于出现脱火甚至灭火等风险;炉膛温度低，燃料燃烧不完全造成气体不完全燃烧损失增加;锅炉热效率较低，浪费能源;如果为了保证锅炉安全运行，开蒸汽放空，提高锅炉负荷，则形成二次浪费。

　　3.4 单台锅炉运行的优缺点

　　优点：锅炉处于设计负荷的80%以上，能够高效率运行;操作控制工作量减少，盯表等操作能够更及时和准确;备用锅炉可以及时得到小修处理，做到良好的备用;瓦斯量充足，锅炉燃烧器燃烧稳定，工艺参数控制和调整方便。

　　缺点：抗风险能力低，当锅炉出现问题时，备用锅炉点火需要较长时间，可能影响生产;催化来的CO烟气不能完全利用，造成较大浪费;CO有一定的放空，将会增加瓦斯的用量，可能引起瓦斯缺口，需补充天然气或燃料油(主要在焦化装置吹汽时段);锅炉经过长时期高负荷运行，由于积灰等问题，有可能不能承担起焦化吹汽的蒸汽波动。

　　4 建议

　　4.1 两台锅炉运行的建议

　　制定低负荷运行管理措施，确定最低锅炉运行负荷，低于此负荷后，选择放空或者加大外部用汽;适当开启水加热器，保证炉膛温度和排烟温度，确保省煤器尾部不会产生露点腐蚀;适当增大瓦斯用量，减少瓦斯火嘴投用数量，保证炉膛火焰稳定;做好火焰监视系统的维护、管理和改进工作，确保对燃烧状况的良好监控;当炉膛已经灭火或濒临灭火时，严禁用爆燃法恢复燃烧。重新点火前必须对锅炉进行充分通风吹扫，以排除炉膛和烟道内的可燃物质;定期对灭火保护探头周围进行清灰工作，防止因保护设备误动造成锅炉灭火;点火系统长期处于可靠备用状态，定期对油枪进行试验检查，确保油枪雾化良好，以便在低负荷燃烧或燃烧不稳时能够及时投油助燃;热工仪表、保护、控制电源应可靠，防止因瞬间失电造成锅炉灭火。

　　4.2 单台锅炉运行的建议

　　及时制定停运锅炉的检修和备用工作;做好锅炉高负荷运行管理工作;在锅炉允许的情况下，尽最大能力利用CO烟气，节约能源，促进瓦斯平衡;做好职工队伍的应急培训和演练，确保非正常停工的快速准确处理;受热做好激波吹灰系统的运行，并适当增加吹灰频率，以减轻流管束和省煤器的积灰;坚持定期添加清灰剂，以减轻炉膛和过热器积灰。

　　5 结语

　　通过以上分析，可以得出：两台锅炉运行，有益于节约能源和全厂的瓦斯平衡;单台锅炉运行，有益于锅炉设备的长周期安全平稳运行。无论选择哪种运行方式，都应该做好相应的降风险措施，保证装置安全平稳运行。

　　参考文献

　　[1] 姜涛.670t/h锅炉低负荷安全运行技术探讨[J].华电技术，2009，(6).

　　[2] 楚玉萍.锅炉低负荷运行中常见问题及对策[J].机电信息，2011，(36).

　　作者简介：彭良辉(1987-)，男，山东高唐人，中国石化青岛石油化工有限责任公司助理工程师，研究方向：锅炉技术管理。