鍋爐短期停爐保壓技術(shù)的應(yīng)用

劉星光 王小沈

（河南中煙工業(yè)有限責(zé)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(chǎn)、生活用蒸汽來源有兩個(gè)：一個(gè)是電廠低壓蒸汽,另一個(gè)是本廠鍋爐生產(chǎn)的蒸汽。由于電廠供應(yīng)的蒸汽壓力不能滿足需求,制絲所需的蒸汽由兩臺產(chǎn)汽量為10T/h的蒸汽鍋爐提供。制絲車間主要是白天生產(chǎn)，到夜晚，鍋爐處于無負(fù)荷保壓運(yùn)行狀態(tài)：鍋爐小火加熱，維持鍋爐及其連通的蒸汽管網(wǎng)保持蒸汽壓力在0.5MPa左右，第二天制絲生產(chǎn)時(shí)，進(jìn)入帶負(fù)荷運(yùn)行。這樣有利的一面是維持鍋爐壓力，減少腐蝕，便于隨時(shí)升壓帶負(fù)荷運(yùn)行，不利的方面是需要人員值守，消耗水、電、燃?xì)?，造成人力、能源的消耗?/p>

二、問題分析

要減少人力、能源消耗，制絲生產(chǎn)完后停止鍋爐運(yùn)行是最佳選擇，但是又出現(xiàn)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(wǎng)壓力的下降，外界空氣將會滲入水汽系統(tǒng)，造成鍋爐腐蝕，不利于鍋爐的安全運(yùn)行。

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

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

三、鍋爐短期停爐保壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

（一）設(shè)計(jì)思路：

要保證鍋爐運(yùn)行的安全性、經(jīng)濟(jì)性要求，鍋爐短期停爐保壓系統(tǒng)應(yīng)具有如下特點(diǎn)：

1.蒸汽單向流動，系統(tǒng)安全性高。

2.鍋爐與低壓蒸汽電磁閥開、關(guān)信號互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動啟停。

3.系統(tǒng)安裝、維護(hù)方便，可以實(shí)現(xiàn)鍋爐的快速運(yùn)行，能耗低。

鍋爐短期停爐保壓系統(tǒng)主要有三部分組成：管道部分、自動控制部分、實(shí)時(shí)監(jiān)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(wǎng)，實(shí)現(xiàn)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(tǒng)啟?？刂啤?/p>

蒸汽的流向控制：鍋爐停爐后，當(dāng)鍋爐及其相連管網(wǎng)的蒸汽壓力達(dá)到或低于低壓蒸汽的壓力時(shí)，低壓蒸汽開始向鍋爐及其相連管網(wǎng)供汽，維持其蒸汽需求；鍋爐正常運(yùn)行時(shí)，高、低壓蒸汽系統(tǒng)自動斷開連接，恢復(fù)到原來的兩個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)狀態(tài)，互不影響。

系統(tǒng)啟停控制：在管道上安裝電磁閥，將低壓蒸汽電磁閥開關(guān)信號與鍋爐啟停信號相連，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動運(yùn)行。

3.實(shí)時(shí)監(jiān)測部分：

通過工業(yè)攝像頭，將系統(tǒng)的現(xiàn)場畫面?zhèn)鞯藉仩t操作室，便于觀察系統(tǒng)運(yùn)行情況，進(jìn)一步提高系統(tǒng)安全性。

（二）方案優(yōu)化

依據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行細(xì)化設(shè)計(jì)：

1.低壓蒸汽引入方案

要實(shí)現(xiàn)鍋爐的停爐蒸汽保壓，需要引入低壓蒸汽，我們對廠區(qū)的蒸汽管網(wǎng)分布情況進(jìn)行了分析：

可得出結(jié)論，要實(shí)現(xiàn)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(shí)現(xiàn)高、低壓蒸汽分氣缸的互聯(lián)互通。⑵鍋爐房東部。將電廠低壓蒸汽管道與儲氣罐相連，實(shí)現(xiàn)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(diào)查發(fā)現(xiàn)鍋爐在無負(fù)荷保壓運(yùn)行時(shí)的蒸汽耗量很小，鍋爐的蒸汽輸出流量計(jì)無法顯示，而鍋爐運(yùn)行時(shí)要消耗水、電、天然氣，只不過是在不同負(fù)荷下以上的能源消耗量不同而已。我們將鍋爐在無負(fù)荷保壓運(yùn)行時(shí)的耗水量作為測算依據(jù)，進(jìn)行停爐保壓蒸汽流量的測算。

從統(tǒng)計(jì)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(nèi)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(tǒng)保壓蒸汽流量需求。

3.蒸汽止回閥

鍋爐停爐后，當(dāng)鍋爐及其相連管網(wǎng)的蒸汽壓力達(dá)到或低于低壓蒸汽的壓力時(shí)，低壓蒸汽開始向鍋爐及其相連管網(wǎng)供汽，維持其蒸汽需求；鍋爐正常運(yùn)行時(shí)，高、低壓蒸汽系統(tǒng)自動斷開連接，恢復(fù)到原來的兩個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)狀態(tài)，互不影響。結(jié)合實(shí)際情況我們選用DN50 DCV3止回閥，不銹鋼材質(zhì)，安裝于EN1092 PN16法蘭間。

4.蒸汽電動閥

蒸汽電動閥生產(chǎn)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(zhí)行器。該執(zhí)行器在1200KPa范圍內(nèi)相配執(zhí)行器能在整個(gè)行程準(zhǔn)確地驅(qū)動閥門，在保證執(zhí)行器可安全關(guān)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(guān)信號與鍋爐啟停信號相連，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)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(jiān)測與系統(tǒng)監(jiān)控

我們選用PROline P rowirl72 F渦街蒸汽流量計(jì)，將其與中控室電腦聯(lián)網(wǎng)：一方面可以顯示鍋爐停爐保壓的蒸汽消耗量，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，為鍋爐停爐保壓系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益分析提供科學(xué)的依據(jù)；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(tǒng)的運(yùn)行是否異常，提高系統(tǒng)的安全性。

四、應(yīng)用效果

1.系統(tǒng)運(yùn)行安全、可靠，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

2.鍋爐停爐期間，鍋爐及其管網(wǎng)壓力保持在5.0MPa以上，保壓充分，杜絕空氣進(jìn)入，達(dá)到了防腐目的。

3.與原來的鍋爐運(yùn)行方式相比，減少了運(yùn)行班次、降低了鍋爐能耗，節(jié)約資金在60%以上，經(jīng)濟(jì)效益顯著。