余熱鍋爐（CO）節(jié)能技術(shù)改造實踐

摘要：某化工公司有設(shè)計規(guī)模為100萬t/a的重油催化制氫裝置一套，為充分回收裝置高溫再生煙氣熱能，該公司配套設(shè)置了余熱鍋爐。隨著運行時間的延長，暴露出鍋爐排煙溫度過高、過熱蒸汽溫度達不到設(shè)計要求、鍋爐省煤器低溫腐蝕、鍋爐熱效率低等問題。文章針對余熱鍋爐出現(xiàn)的問題，有針對性地對過熱器、省煤器、吹灰器提出了比較直接有效地技術(shù)改造方法，提高了余熱鍋爐的效率，間接創(chuàng)造了經(jīng)濟效益，同時對保護環(huán)境也產(chǎn)生了積極的作用，對于相關(guān)設(shè)備的節(jié)能技術(shù)改造有一定的指導(dǎo)意義，對于其他相關(guān)領(lǐng)域的研究也有一定的實踐參考價值。

關(guān)鍵詞：余熱鍋爐；節(jié)能改造；過熱器；省煤器；吹灰器

中圖分類號：TE963 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）05-0035-03

1 余熱鍋爐概述

工業(yè)生產(chǎn)耗能巨大，工業(yè)設(shè)備排出的熱能作為一種資源非常豐富，但是若不能夠充分有效地利用，這些熱能將對環(huán)境造成很大的影響。所以對余熱鍋爐的利用非常重要，是提高企業(yè)經(jīng)濟效益、節(jié)約國家和地方資源以及保護環(huán)境的有效措施之一。某化工公司有100萬t/a重油催化制氫裝置，為了能夠有效地回收利用工業(yè)熱能，給該設(shè)備配套了余熱鍋爐，該余熱鍋爐通過對催化制氫裝置產(chǎn)生的溫度約510℃的高溫再生煙氣（流量155844Nm3/h）的余熱，產(chǎn)出壓力可以達到4.0MPa、溫度380℃左右的中壓蒸氣，向外取熱器和油漿蒸發(fā)器汽包（外蒸發(fā)器）提供熱水以及對外蒸發(fā)器產(chǎn)生的中壓飽和蒸汽進行過熱。由于鍋爐投產(chǎn)至今時間較長，該鍋爐出現(xiàn)了較多的問題，很大程度上影響了余熱鍋爐的熱效率以及設(shè)備的日常工作。

2 余熱鍋爐運行現(xiàn)狀

2.1 排煙溫度過高

余熱鍋爐從檢修維護后運行超過一段時間排煙溫度就會迅速上升，從起初的170℃左右升高到了200℃以上，使得鍋爐的效率大打折扣。發(fā)現(xiàn)余熱鍋爐的受熱面雜質(zhì)沉積過多，熱量向后堆積，是造成排煙溫度過高的原因。

2.2 過熱器溫度低，過熱能力不足

由于該余熱鍋爐的過熱面積設(shè)計較小，使得余熱鍋爐的過熱器過熱的能力不足，鍋爐過熱出口溫度一般要求達到430℃左右，但是余熱鍋爐會發(fā)生實際過熱溫度只有350℃左右。過熱溫度明顯不足，影響了設(shè)備的運行狀態(tài)，甚至是運行安全。

2.3 省煤器容易被腐蝕

余熱鍋爐省煤器出口需要給鍋爐給水，由于水溫和鍋爐的溫度溫差較大，實際運行中會給鍋爐省煤器造成低溫的露點腐蝕，使得省煤器腐蝕穿孔。再加上吹

灰系統(tǒng)遺留的雜質(zhì)沉積，會影響鍋爐運行的穩(wěn)定性。

3 節(jié)能技術(shù)改造方案

為穩(wěn)定該余熱鍋爐的運行，提高鍋爐的熱效率，降低裝置能耗，結(jié)合鍋爐運行過程中出現(xiàn)的問題，對余熱鍋爐進行節(jié)能技術(shù)改造。

3.1 過熱器部分節(jié)能技術(shù)改造方案

過熱器改造的目的在于處理和解決過熱器出口溫度達不到要求，過熱能力不足影響設(shè)備效率和安全的問題。為了能夠提高過熱器出口的溫度，在對流蒸發(fā)段出口和省煤器入口這一段距離之間增加一個外來的飽和蒸汽低溫過熱器。低溫過熱器采用翅片管作為傳熱的元件，結(jié)構(gòu)上采用模塊化箱體的結(jié)構(gòu)形式，并且安裝固定旋轉(zhuǎn)的吹灰裝置，從而能更加有效地提高換熱的能力和效果。該增設(shè)的低溫過熱器可以將外來的飽和蒸汽的溫度過熱到310℃左右，在此基礎(chǔ)上蒸汽再和余熱鍋爐自身的飽和蒸汽混合。通過這一改造可以提高流入過熱器蒸汽的焓值，可以增加CO余熱鍋爐的過熱能力，保證鍋爐有較長的運行周期。特別是在鍋爐運行后期，改造后的過熱器可以有效地提高平衡過熱能力，因為在后期余熱鍋爐對流受熱面上沉積了較多的灰塵和雜質(zhì)，使得煙氣熱量位置改變，熱量后移，此時改造后的過熱器將對提高過熱蒸汽溫度非常有作用。

為了能夠有效地減少管路的露點，方便平時的設(shè)備運行和設(shè)備維護，可以拆除汽包以及蒸發(fā)受熱面，簡化余熱鍋爐系統(tǒng)。但是新增的低溫過熱器必須保證它的工作狀態(tài)處于較佳的狀態(tài)，確保過熱蒸汽出口溫度達到要求。

3.2 省煤器部分節(jié)能技術(shù)改造方案

排煙溫度過高會嚴重影響余熱鍋爐的使用效率，為了能夠提高余熱鍋爐的運行效率，拆除以前省煤器高低溫的一些爐墻，安裝螺旋翅片管做成的積木式箱體模塊化結(jié)構(gòu)，這些省煤器的受熱面可以較大范圍地增加換熱面積，從而顯著地增加省煤器的導(dǎo)熱能力，成功地降低排煙溫度，使得溫度保持在180℃左右。同時由于在改造時采用的是特殊的積木式模塊化結(jié)構(gòu)，不單單對設(shè)備的質(zhì)量和性能有很大的提高，還可以方便施工，對改造施工時間有較大的壓縮，節(jié)約了時間資本。

省煤器由于鍋爐給水的溫差較大，會導(dǎo)致省煤器出現(xiàn)腐蝕、穿孔等問題。對省煤器的給水系統(tǒng)根據(jù)換熱要求，通過省煤器出口的水的高溫堆加熱鍋爐給水，從而保持實際流入省煤器給水的溫度可以明顯提高，減少與鍋爐的溫差，有效地避免露點腐蝕問題，保證了省煤器的安全運行。

3.3 吹灰器部分節(jié)能技術(shù)改造方案

吹灰器工作效率的好壞嚴重影響著余熱鍋爐的工作狀態(tài)和工作效率。如果吹灰器效果不佳，首先導(dǎo)致的是余熱鍋爐受熱面沉積雜質(zhì)較多，其次是省煤器沉積雜質(zhì)，影響鍋爐的運行穩(wěn)定性。對于吹灰器的改造通過拆除原有的聲波吹灰器，布置PLC自動控制的激波吹灰器，提高吹灰能力，保障鍋爐的正常運行。

3.4 控制系統(tǒng)改造

為了能夠適應(yīng)鍋爐控制的便捷和時效，對余熱鍋爐本身的控制系統(tǒng)進行升級改造，首先是對新增激波吹灰系統(tǒng)改造所匹配的電氣自控控制系統(tǒng)改造，采用獨立的PLC控制系統(tǒng)。其次是對鍋爐運行原來的DCS控制系統(tǒng)升級，增加相匹配的顯示參數(shù)，更容易了解和監(jiān)控運行過程。

4 效果估算

預(yù)計余熱鍋爐改造完成后，排煙溫度會從220℃降到180℃左右，余熱鍋爐的效率也大大提高。表1是一個節(jié)能估算表：

從表1中我們可以看到預(yù)計余熱鍋爐改造完成后余熱鍋爐效率從72.63%提高到81.87%，對于煙氣熱量的回收利用率也預(yù)計上升10個百分點左右，每年預(yù)計可節(jié)約用于取熱器和油漿蒸發(fā)器汽包提供熱水以及對中壓飽和蒸汽過熱的標煤3051.43t，每t標煤價格按照1200元計算，每年可以節(jié)約人民幣3661716元。節(jié)約成本效果顯著，對于資源節(jié)約和環(huán)境保護影響也較大。

5 結(jié)語

由于余熱鍋爐存在排煙溫度過高，影響鍋爐工作效率問題，為了排除這一影響，對余熱鍋爐采取增加低溫過熱器的方式，同時對省煤器安裝螺旋翅片管做成的積木式箱體模塊化結(jié)構(gòu)，增加受熱面等節(jié)能技術(shù)改造方案，能夠起到很好的效果。對于省煤器容易被腐蝕這個問題，可以通過省煤器出口的水的高溫堆加熱鍋爐給水，減少與鍋爐的溫差，有效地避免露點腐蝕問題，保證了省煤器的安全運行。為了能夠增加煙塵雜質(zhì)的處理能力，將吹灰機更換為PLC自動控制的激波吹灰器，提高吹灰能力，保障鍋爐的正常運行。為了驗證節(jié)能技術(shù)改造的效果，預(yù)估了余熱鍋爐的熱效率以及經(jīng)濟效益。通過估算，熱效率可以提高4%，熱量回收利用率可以提高10個百分點，每年預(yù)計可節(jié)約標煤3051.43t。這些數(shù)據(jù)說明了余熱鍋爐節(jié)能技術(shù)改造對于資源節(jié)約和環(huán)境保護意義較大，但是由于鍋爐工作環(huán)境難以控制，工作負荷較大，要想余熱鍋爐的使用效率和使用壽命有較好的保持，對于余熱鍋爐的維護保養(yǎng)必須有比較科學(xué)的方式方法，而且必須形成嚴格的保養(yǎng)規(guī)程。

參考文獻

[1] 中華人民共和國勞動部.蒸汽鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程

[M].北京：勞動出版社，2006.

[2] 李新生.談如何改造鍋爐節(jié)能設(shè)計的分析[J].科技促進發(fā)展，2009，（6）.

[3] 宋興剛，梁山偉.余熱鍋爐節(jié)能技術(shù)改造應(yīng)用[J].價值工程，2010，（6）.

作者簡介：潘云云（1981-），女，江蘇人，杭州杭鍋工業(yè)鍋爐有限公司工程師，研究生，研究方向：動力工程。

（責任編輯：吳 濤）