天然氣鍋爐日常維護(hù)與保養(yǎng)及其對提高鍋爐熱效率的作用

王喬喬

（蘭州城市供水（集團(tuán)）有限公司，甘肅 蘭州 730060）

0 引言

天然氣鍋爐運(yùn)行時的熱量較高，高溫環(huán)境下的水分很容易蒸發(fā)，而在低溫區(qū)域還會逐漸凝結(jié)，使鍋爐中存在較多的雜質(zhì)，鍋爐中的灰塵和水垢都會對熱效率產(chǎn)生影響，為了解決這一問題，本文對天然氣鍋爐的維護(hù)和保養(yǎng)要點(diǎn)進(jìn)行研究，通過科學(xué)的維護(hù)和保養(yǎng)達(dá)到提高熱效率的目的， 借助維護(hù)保養(yǎng)減少腐蝕問題，保證受熱面具有良好的傳熱性能，保障鍋爐運(yùn)行安全，提高運(yùn)行中的熱效率。

1 天然氣鍋爐的維護(hù)方法及其對提高鍋爐熱效率的作用

1.1 制訂鍋爐檢修計劃

檢修之前需要制訂詳細(xì)的鍋爐檢修計劃，根據(jù)檢修計劃進(jìn)行檢查和維護(hù)，天然氣鍋爐日常檢查和維護(hù)需要做到以下幾點(diǎn)：第一，工作人員要根據(jù)國家相關(guān)的安全防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，穿戴好安全防護(hù)工作裝備，使用專門的儀器設(shè)備等進(jìn)行檢查和維護(hù)，設(shè)備和電器線路應(yīng)具有良好的絕緣性能，保證檢修人員的人身安全。 第二，做好通風(fēng)換氣工作，對鍋爐內(nèi)部和煙道內(nèi)部進(jìn)行清理時，要使用專門的化學(xué)清洗劑，再采用防爆型通風(fēng)機(jī)進(jìn)行強(qiáng)制通風(fēng)換氣， 工作人員嚴(yán)禁攜帶火種，保證檢修工作和清潔工作的安全。 第三，檢修時要關(guān)閉相關(guān)的管道閥門， 尤其要注意與鍋爐連接的管道，確保蒸汽管道與給水管道完全關(guān)閉。 第四，如果檢修人員進(jìn)行高處作業(yè)時， 要采取高空防墜落安全防護(hù)措施。 檢修人員必須要在有人監(jiān)護(hù)的情況下方可進(jìn)入鍋爐內(nèi)部檢查和維護(hù)， 監(jiān)護(hù)人員要守在出入口區(qū)域，保證鍋爐內(nèi)部檢修人員的安全。

1.2 鍋爐爐膽清理

對鍋爐爐膽進(jìn)行清理， 既可以使用化學(xué)清洗法，也可以使用專門的機(jī)械， 利用機(jī)械清掃法進(jìn)行維護(hù)。如果在檢查的過程中發(fā)現(xiàn)鍋爐爐壁上存在較厚的水垢，可以綜合運(yùn)用兩種清掃方法，先用化學(xué)清洗劑去除水垢，再用機(jī)械將鍋爐內(nèi)部的雜質(zhì)清理干凈。 化學(xué)清洗劑中含有部分化學(xué)物質(zhì)，應(yīng)注意化學(xué)清洗劑的用量和清洗要求，按照規(guī)范步驟進(jìn)行操作，避免化學(xué)清洗劑損壞鍋爐。 同時，還要注意機(jī)械清洗法的操作要點(diǎn)，清洗用的工具主要有銑管機(jī)和手錘等，清除水垢的過程中，不可以損傷鍋爐，銑管機(jī)在相同位置停留的時間不可以超過5s，同時，記錄檢查和清洗的情況，為下次清理工作提供參考。 對給水管進(jìn)行清掃時，先將管網(wǎng)拆除，再對管道內(nèi)部進(jìn)行清掃，檢查管道密封面。 對受熱面進(jìn)行清掃時，重點(diǎn)對管道連接的區(qū)域進(jìn)行清掃。

1.3 鍋爐煙氣側(cè)管束、煙道等部位清掃

除了要對天然氣鍋爐的爐膽進(jìn)行維護(hù)， 還要對鍋爐煙氣側(cè)管束、煙道等部位進(jìn)行清掃，可以采用機(jī)械清掃法，還可以采用人工清掃法。 如果沒有特殊的情況，采用人工清掃法即可，但是，由于天然氣鍋爐的煙管群空間狹小，僅僅依靠人工，無法將這些細(xì)小的空間全部清掃干凈，此時可采用機(jī)械吹灰的方法，清除積塵。

由于天然氣鍋爐有著不同的結(jié)構(gòu)，選擇清掃方法的時候應(yīng)考慮鍋爐的結(jié)構(gòu)，無論使用哪種方法，都要對耐火材料和磚墻進(jìn)行保護(hù)， 使其保持一定的干燥性，以免影響耐火材料和磚墻的質(zhì)量性能。 有四種比較常用的清掃方法：（1）水洗法，準(zhǔn)備大量的水，將水的pH 值控制在8～9 之間，用水反復(fù)沖洗，同時對耐火磚墻采取防濕保護(hù)；（2）蒸汽浸透法，放出一定量的蒸汽， 讓灰塵處于濕潤的狀態(tài)， 將浸濕后的灰塵擦掉；（3）使用噴鋼珠，或者利用噴砂粒進(jìn)行清掃；（4）水浸濕法，該方法與蒸汽浸透法的原理相同，水的噴霧可以增加灰塵的濕度，將浸濕的灰塵清理干凈。

1.4 明確維護(hù)的要求和規(guī)程

對天然氣鍋爐進(jìn)行維護(hù)之前，必須要對零部件進(jìn)行檢查，保證零部件的完整性，維護(hù)人員要掌握天然氣鍋爐的結(jié)構(gòu)、性能、用途和原理，具備維護(hù)保養(yǎng)和故障排除的能力，按照維護(hù)的規(guī)程進(jìn)行操作，分別對進(jìn)口部位和出口部位的溫度、壓力、流量進(jìn)行控制，不要在溫度和壓力過高的環(huán)境下進(jìn)行維護(hù)， 做好記錄工作。 檢查人員要在固定的時間、地點(diǎn)和線路上進(jìn)行巡查，檢查的內(nèi)容包括：溫度、壓力、泄露部位、異常聲響、螺栓、儀表裝置、絕熱層。 在維護(hù)的過程中要經(jīng)常進(jìn)行擦拭和打掃，保證天然氣鍋爐沒有灰塵、污垢，沒有出現(xiàn)泄露問題。 在日常維護(hù)工作中重點(diǎn)檢查過濾器和除污器，將其清洗干凈，在管道的維護(hù)中，對氣管和水管進(jìn)行清洗，保證管道的暢通性。 維護(hù)人員要保證鍋爐房的整潔性，及時清理灰塵、廢紙、塑料等物質(zhì)，避免這些物質(zhì)進(jìn)入風(fēng)機(jī)中。 對壓力表、溫度表、流量計、安全閥和壓力控制器進(jìn)行檢查和維護(hù)；對燃燒頭的鼓風(fēng)輪、擴(kuò)散器、火眼探頭進(jìn)行清理；如果燃料過濾器不夠干凈，要及時更換；對風(fēng)門和燃?xì)獾y的螺栓進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)松動的螺栓后，及時將其擰緊；將爐膽、回燃室、煙管中的灰塵全部清除干凈，一般來說，當(dāng)排煙溫度比常規(guī)溫度高20℃時，要采用停爐的方式清理灰塵，如果該問題頻繁發(fā)生，要對燃燒頭進(jìn)行檢查；對安全閥進(jìn)行檢查，避免閥芯和閥座完全無法移動。 總體來說，除了要進(jìn)行日常檢查與維護(hù)外，還要對鍋爐進(jìn)行年檢，年檢的檢查工作和維護(hù)工作要更加全面和細(xì)致。

2 天然氣鍋爐的保養(yǎng)方法及其對提高鍋爐熱效率的作用

2.1 壓力保養(yǎng)法

鍋爐在停止運(yùn)行時，鍋爐內(nèi)部存在大量的水分和氧氣，這些物質(zhì)長期與受熱面的金屬接觸，會使金屬受到腐蝕，金屬的厚度將變得越來越薄，使一部分熱量散失，為避免鍋爐出現(xiàn)嚴(yán)重的腐蝕問題，需要定期對鍋爐進(jìn)行保養(yǎng)，避免水汽系統(tǒng)受到腐蝕，通過保養(yǎng)保證爐體的完整性，減少熱量的損失。 天然氣鍋爐的保養(yǎng)人員需要在停爐的情況下進(jìn)行，停爐的時間未超過一周時，一般會采用壓力保養(yǎng)法。 保養(yǎng)人員要對鍋爐內(nèi)部的水溫和殘余壓力進(jìn)行控制，爐內(nèi)水溫剛好高于100℃，壓力處于0.05～0.1 MPa 之間，滿足這兩個條件，基本可以保證鍋爐水中沒有氧氣，這一環(huán)境條件還能避免外部空氣進(jìn)入到鍋筒內(nèi)部，極大程度減輕了鍋爐的腐蝕問題。 對溫度和壓力進(jìn)行調(diào)整和控制時，可點(diǎn)燃一部分爐膛內(nèi)的燃料，或者利用周邊鍋爐的蒸汽進(jìn)行調(diào)節(jié)，在燃料或蒸汽的作用下進(jìn)行加熱。

2.2 濕法保養(yǎng)法

停爐時間不超過一個月時， 可以采用濕法保養(yǎng)法，該方法需要使用特定的溶液，即堿性溶液，工作人員要將該溶液倒入水汽系統(tǒng)內(nèi)。 濕法保養(yǎng)法的原理為：鍋爐爐體的金屬能夠與堿性溶液發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生一層氧化膜，在氧化膜的保護(hù)下，金屬將不會受到水分和氧氣的影響，避免鍋爐爐體持續(xù)受到腐蝕。 濕法保養(yǎng)法的操作過程為：停爐后，把鍋爐內(nèi)部的水全部排到爐外，展開清掃工作，清除水垢和灰塵，將各個部位的灰塵清除干凈。 完成清掃工作后，關(guān)閉所有的閥門，天然氣鍋爐還有很多人孔與手孔，也要全部關(guān)閉，以免其他鍋爐的空氣和水分透過這些部位進(jìn)入鍋爐中，將需要保養(yǎng)的鍋爐和其他鍋爐分隔開來，不要讓其他鍋爐對其產(chǎn)生影響。 關(guān)閉所有閥門之后，倒入軟化水，控制好倒入的水量，不得低于最低的水位線，同時，配置堿性溶液，利用專用泵灌注溶液，將其灌注到鍋爐內(nèi)部，打開水循環(huán)系統(tǒng)，使軟化水和堿性溶液充分融合。 保養(yǎng)人員要一直關(guān)注鍋爐受熱面的情況，一旦發(fā)現(xiàn)外部出現(xiàn)了濕潤的情況，立即生微火，確保受熱面的干燥性，讓鍋爐保養(yǎng)的更加充分。 為了保持溶液的濃度，需要多次打開水循環(huán)系統(tǒng)，同時，檢測溶液的濃度，若濃度降低，及時添加堿性溶液。 保養(yǎng)人員還要注意保養(yǎng)時的季節(jié)，冬季的氣溫非常低，保養(yǎng)期間一定要采取防凍措施。

2.3 干法保養(yǎng)法

當(dāng)停爐的時間超過一個月時，保養(yǎng)人員可以采用干法保養(yǎng)法，該方法非常適合對長時間停用的鍋爐進(jìn)行保養(yǎng)。 干法保養(yǎng)法的原理為：將干燥劑放在鍋爐中，放在爐膛內(nèi)，在干燥劑的作用下達(dá)到保養(yǎng)的目的。 天然氣鍋爐停用后，將爐內(nèi)的水排出，檢查受熱面外表面的情況，清理掉表面的污漬、積塵，去除水垢后，關(guān)閉所有的管道閥門，包括給水、排污、蒸汽等管道，用擋板堵住閥門等部位， 確保鍋爐與其他部位完全隔開。 與濕法保養(yǎng)法不同的是，干法保養(yǎng)需要打開人孔，在自然的狀態(tài)下使水分慢慢蒸發(fā)，逐漸使鍋筒內(nèi)部干燥，此時，將適量的干燥劑倒在敞口盤上，將敞口盤放在鍋筒內(nèi)， 保養(yǎng)人員也可以用布袋包裹住干燥劑，布袋具有一定的透氣性，將布袋吊在鍋筒內(nèi)部，同樣能起到干燥的作用，吸收鍋筒中的潮氣。 放入干燥劑后，立即關(guān)閉人孔，避免外部環(huán)境中的潮濕空氣流入鍋爐中，在保養(yǎng)的過程中要隨時關(guān)注腐蝕問題。 運(yùn)用干法保養(yǎng)法的時候還要注意一點(diǎn)要求，保養(yǎng)人員需要記錄第一次保養(yǎng)的時間，半個月之后打開鍋爐人孔，檢查干燥劑，如果發(fā)現(xiàn)干燥劑已經(jīng)粉化，意味著該干燥劑已經(jīng)失去了干燥的作用，需要放入新的干燥劑，將粉化的干燥劑倒掉，或者放到鍋爐中加熱，除潮后還可以繼續(xù)使用。 每次檢查都要記錄時間，以半個月為期限，定期進(jìn)行檢查和更換。

2.4 充氣保養(yǎng)法

對長時間停爐的鍋爐進(jìn)行保養(yǎng)時，除了干法保養(yǎng)法，還可以對充氣保養(yǎng)法加以運(yùn)用。 充氣保養(yǎng)法的原理為：將氨氣或氮?dú)庾⑷胨到y(tǒng)內(nèi)，用充氣的方式達(dá)到保養(yǎng)的目的。 充氣保養(yǎng)法的操作方法：保養(yǎng)人員不必在停爐后進(jìn)行排水，檢查水位，以最高水位線為標(biāo)準(zhǔn)，確保爐內(nèi)的水剛好到達(dá)最高水位線，滿足水位條件后，對爐內(nèi)的氧氣進(jìn)行處理，在脫氧處理后，將爐內(nèi)和外界環(huán)境完全隔離， 不要讓外部的空氣進(jìn)入爐內(nèi)。 將氨氣或氮?dú)庾⑷霠t內(nèi)時，需要在鍋爐最高處進(jìn)行充氣，氨氣和氮?dú)舛紝儆谛≠|(zhì)量空氣，將其從上方注入后，鍋爐內(nèi)部的大質(zhì)量空氣就會從底部的位置排出，徹底消除爐內(nèi)的氧氣，避免了金屬和氧氣接觸，受到腐蝕。 氮?dú)饨佑|到氧氣后，會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并產(chǎn)生一種新的物質(zhì)，即氧化氮，該物質(zhì)能夠?qū)饘龠M(jìn)行保護(hù)，避免氧氣與其接觸。 如果充氣的氣體為氨氣，該氣體與水接觸，就會將水轉(zhuǎn)變?yōu)閴A性水，以此來消除氧氣，堿性反應(yīng)還可以阻止腐蝕，避免金屬構(gòu)件受到影響。 由此可見，氮?dú)夂桶睔舛寄茉阱仩t中呈現(xiàn)出較好的防腐蝕效果， 運(yùn)用充氣保養(yǎng)法時需要注意一點(diǎn)要求，必須要保證水汽系統(tǒng)的密封性，只有在完全密封的環(huán)境中，才能有效隔絕外部空氣中的氧氣。 總的來說，腐蝕會使?fàn)t內(nèi)的熱量快速流失，在日常的生產(chǎn)中需要耗費(fèi)更多的能源資源，這四種鍋爐保養(yǎng)方法都能有效解決鍋爐的腐蝕問題，大大提高了鍋爐運(yùn)行的熱效率，提高了能源資源的利用率。

3 其他提高鍋爐熱效率的方法

工作人員可以通過定期維護(hù)和科學(xué)保養(yǎng)解決鍋爐熱效率較低的問題，還可以采用另外兩種方法提高鍋爐熱效率，第一種方法是增加受熱面積，在受熱面出口處進(jìn)行排煙時，溫度一般在150℃以上，入口處環(huán)境溫度和受熱面灰塵會對排煙溫度產(chǎn)生較大影響，經(jīng)常進(jìn)行吹灰有利于增加受熱面積和提高熱效率。 工作人員要做好維護(hù)保養(yǎng)工作，避免受熱面存在較厚的灰塵，同時還要注意鍋爐爐膛煙氣的壓力值，爐膛出口區(qū)域的煙氣壓力值在1.96～4.91 KPa 之間時， 屬于正壓燃燒鍋爐， 有可能是因為除塵器或尾部受熱面堵塞、煙道或引風(fēng)機(jī)漏風(fēng)，應(yīng)保證鍋爐的嚴(yán)密性；煙氣壓力超過0.3 MPa 時，屬于正壓鍋爐；煙氣壓力比大氣壓力低時，屬于負(fù)壓燃燒鍋爐，負(fù)壓過高的情況下，將會增加漏風(fēng)量，應(yīng)加強(qiáng)壓力的控制。 另外，還可以對鍋爐給水進(jìn)行軟化處理，控制管壁溫度，以此來提高熱效率。 第二種方法是調(diào)整鍋爐的熱放量，當(dāng)空氣系數(shù)較大時，會流失一部分熱量，浪費(fèi)燃燒的燃料，當(dāng)空氣系數(shù)過小時，往往要進(jìn)行二次燃燒。 要加強(qiáng)風(fēng)門開度的控制，在控制和調(diào)整的過程中參考負(fù)荷參數(shù)，盡量將空氣系數(shù)保持在1.3～1.4 之間，對含氧量進(jìn)行檢測，根據(jù)含氧量調(diào)整開啟度，在調(diào)整熱放量的過程中提高熱效率。

4 結(jié)語

天然氣鍋爐長期在高溫的環(huán)境中運(yùn)行，為了讓天然氣鍋爐的運(yùn)行過程更加安全， 需要定期進(jìn)行檢查、維護(hù)和保養(yǎng)，將鍋爐中的水垢和灰塵等物質(zhì)全部清除干凈，運(yùn)用科學(xué)的維護(hù)保養(yǎng)方法，解決鍋爐的積灰問題和腐蝕問題，通過定期維護(hù)和科學(xué)保養(yǎng)提高鍋爐熱效率，延長鍋爐的使用壽命，減少能源的消耗量。