中小型燃油燃氣鍋爐設施管理

朱雅雯

（上海工業(yè)鍋爐研究所有限公司，上海 201114）

0 引言

隨著我國對節(jié)能環(huán)保水平的要求越來越高，中小型燃煤鍋爐逐漸退出各一線城市的歷史舞臺，隨之而來的是越來越多的，節(jié)能高效、潔凈環(huán)保的燃油燃氣鍋爐。

在工業(yè)生產及人們生活中，鍋爐是主要的供能供熱中心，有著重要作用。但是鍋爐的運行管理不當會造成長期燃燒狀況欠佳、效率降低或設備工作失靈，繼而導致浪費能源、污染環(huán)境、縮短本體和元件的使用壽命、引發(fā)安全事故等一系列問題。正確和專業(yè)的運行管理能消除上述隱患，確保鍋爐正常、高效、經濟、安全地運行，節(jié)約可觀的運行費用，避免因惡劣工況而引起的維修和不正常停爐帶來的損失。

1 鍋爐的安全運行

根據(jù)特種設備安全技術規(guī)范TSG 11—2020《鍋爐安全技術規(guī)程》的要求，對于液體和氣體燃料燃燒器應采用程序燃燒，同時應設置自動控制器等安全與控制和聯(lián)鎖保護裝置；在所謂“鍋”的部分綜合技術規(guī)范同樣對于安全閥、壓力測量裝置、水位測量與示控裝置、溫度測量裝置、排污和放水裝置等安全附件及安全保護裝置做出了嚴格的要求。這些裝置在一定程度上保障了鍋爐的安全平穩(wěn)運行。

隨著自動化水平的提高，燃油燃氣鍋爐運行的自動化程度越來越高。國家對這類鍋爐運行管理的要求也發(fā)生了一些變化。在燃煤鍋爐時期，安全技術規(guī)范中對司爐工值守有不得擅自離開鍋爐房的明確規(guī)定；不過TSG 11—2020 的第8.2 條規(guī)定：“B 級及以下全自動鍋爐可以不設跟班鍋爐作業(yè)人員，但是應當建立定期巡回檢查制度?！盵1]鍋爐自動化程度的提高，減少了司爐人員的工作量和工作強度。

但是在鍋爐的運行管理中也出現(xiàn)了新的問題。

（1）操作運行人員對鍋爐自動化了解程度不高，對鍋爐及其輔機（水泵、風機、水處理設備等）熟悉程度不夠等。如果遇到鍋爐發(fā)生故障，操作人員往往操作盲目性大，處理方法不當。

（2）由于自動化程度提高，一些鍋爐操作人員過于依賴自動化，動手能力下降，工作狀態(tài)懶散。

因此在鍋爐安全運行方面需加強鍋爐操作人員的日常培訓，督促操作人員的不斷學習。燃油燃氣鍋爐的運行工作量相較以前有所減少，鍋爐操作人員有更多的時間和良好的機會學習。企業(yè)可以通過建立崗位責任制、采取合理的激勵措施，培養(yǎng)鍋爐操作人員的工作責任心，讓其主動學習鍋爐的安全與節(jié)能知識并運用到實踐中。按照規(guī)程建立鍋爐房緊急情況應急預案，對鍋爐安全管理人員、操作人員等人員每年進行一次應急預案演練，這樣在遇到突發(fā)狀況時可以減小人員傷亡、財產損失，將不良影響控制在最小范圍內。

2 鍋爐的節(jié)能環(huán)保運行

在特種設備行列中，鍋爐屬于高耗能、高排放設備。隨著國內國外技術的進步，我國自1998 年頒布《節(jié)約能源法》以來，節(jié)能減排工作不斷前進變化，目前鍋爐節(jié)能環(huán)保領域亦形成了一套非常完整的法律法規(guī)標準制度管理體系，貫穿于鍋爐的全壽命周期。鍋爐能效的提高意味著產生單位能量時燃料消耗量減少、單位生產成本下降，因此重視鍋爐的節(jié)能減排工作具有重要的經濟效益、社會效益和環(huán)境效益。

影響鍋爐運行效率及污染物排放的參數(shù)、因素有很多，主要有鍋爐運行負荷、爐水水質、排煙溫度以及空氣過量系數(shù)、燃料種類、系統(tǒng)的“跑冒滴漏”等。鍋爐使用單位可通過以下措施進行節(jié)能減排管理：

（1）依據(jù)《中華人民共和國特種設備安全法》《高耗能特種設備監(jiān)督管理辦法》《鍋爐安全技術規(guī)程》《鍋爐節(jié)能技術監(jiān)督管理規(guī)程》及《鍋爐大氣污染物排放標準》的要求，進行每臺鍋爐的能效測試，及時分析檢測結果，使鍋爐運行達到燃燒和熱效率最佳狀況。

（2）進行鍋爐煙氣、鍋爐排污、蒸汽鍋爐冷凝水的回收利用，并記錄相關節(jié)能數(shù)據(jù)。

（3）進行鍋爐房設備及相關管道、閥門的檢查工作，杜絕“跑冒滴漏”，消除蒸汽浪費現(xiàn)象。

（4）進行各用能用熱設備的檢查工作，發(fā)現(xiàn)有“跑冒滴漏”的情況及時搶修，防止不必要的能源浪費。

（5）鍋爐操作運行人員嚴格執(zhí)行鍋爐運行規(guī)程，精心調整鍋爐運行工況，保證燃料充分燃燒，保證運行過程中環(huán)保設施不解列、不違章操作。

（6）定時對環(huán)保設施進行檢查（一般在鍋爐巡回檢查時一并進行）發(fā)現(xiàn)問題及時報修，保持環(huán)境設施完好，不帶病工作。

使用單位可采取一定的激勵措施，對于鍋爐運行節(jié)能效果突出的月份進行獎勵。

3 鍋爐的水質管理

水是工業(yè)鍋爐最常用的介質，水質的優(yōu)劣直接影響鍋爐能否安全、經濟及環(huán)保運行。國家也有明確的鍋爐水質標準，GB/T 1576—2018《工業(yè)鍋爐水質》中表示，工業(yè)鍋爐運行時給水以及補給水需要滿足標準要求[2]。

目前常用的鍋外水處理方式是通過鈉離子樹脂交換法去除鍋爐給水中的鈣離子、鎂離子，防止鍋爐結垢影響傳熱，從而降低鍋爐排煙溫度，提高鍋爐運行效率。大量實踐證明，這是一種先進、可靠的降低硬度的鍋外水處理方式，它利用離子交換反應的可逆原理，置換出鍋爐給水中的鈣離子、鎂離子，降低鍋爐給水硬度。經過交換器軟化后的鍋爐給水，硬度參數(shù)可降低至0.03 mmol/L 甚至更低。

額定壓力小于1.5 MPa 的鍋爐可采用天然堿度法進行水質管理。使用單位可投加Na2CO3等無機物性質藥劑復合單寧等有機物，通過調節(jié)鍋水pH 值構成鍋水堿性環(huán)境，防止碳酸鈣、碳酸鎂等固態(tài)物質析出凝結吸附在鍋爐金屬表面形成水垢。

對于水質要求更高的鍋爐可采用鍋內鍋外共同處理的方式，鍋外一般采用鈉離子樹脂交換器，鍋內投加磷酸鹽等無機物質和有機物質組成復合藥劑進行水質處理。需要注意的是，用磷酸鹽用作鍋內加藥水時，鍋爐給水硬度須小于0.03 mmol/L。向鍋內投加藥劑時，還可使用含有亞硫酸鈉等還原性物質的、具有除氧作用的水處理藥劑，可以防止鍋爐氧腐蝕。

鍋爐水處理過程中應結合使用單位原水水質、水質化驗結果調整鈉離子交換器再生時間、鍋爐加藥量等參數(shù)以及通過排污等方式共同保證鍋爐的水質合格，額定蒸發(fā)量不低于10 t/h的鍋爐給水需除氧，防止鍋爐水側金屬表面被腐蝕，縮短鍋爐使用壽命，影響蒸汽質量。

鈉離子交換器及除氧裝置往往自動化程度高，系統(tǒng)各程序控制之間相互聯(lián)系、相互影響，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會影響鍋爐水質，因此在鍋爐水質管理方面需提高操作人員對于工業(yè)鍋爐水質標準、水質化驗知識、水處理設備內部結構、設備流程以及設備控制原理的掌握水平。

4 定期維護保養(yǎng)

鍋爐設備日常所處環(huán)境相對較惡劣，一方面鍋爐金屬表面長期不斷受高溫煙氣的沖刷，會產生磨損、腐蝕等，另一方面鍋爐金屬、輔機（水泵、風機、閥門等）及鍋爐房供熱供汽管道長期處于高溫高壓的熱水或蒸汽中，鍋爐房一般氣溫較高，導致鍋爐房內電氣設備長期處在高溫環(huán)境，因此運行過程中鍋爐本體、閥門、管道及電氣元器件等裝置很容易出現(xiàn)故障。

使用單位應當建立鍋爐定期維護保養(yǎng)制度，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。鍋爐的定期維護保養(yǎng)工作可分為三級。

（1）一級保養(yǎng)由鍋爐運行值班人員完成，主要內容包括鍋爐運行狀況及安全附件巡視檢查、正確真實記錄壓力表溫度計等鍋爐運行參數(shù)以備查，巡視周期可每一小時或每兩小時進行一次。另外每天進行鍋爐定期排污、水質化驗、水處理系統(tǒng)保養(yǎng)等日常工作進行鍋爐水質管理，每天需進行鍋爐本體、燃燒器設備及管道的清潔工作。

（2）二級保養(yǎng)可由鍋爐安全管理人員及鍋爐運行值班人員一起完成，主要包括鍋爐運行溫度的設定調整、主用備用鍋爐的切換、安全閥手動測試。使用單位可以制定鍋爐定期檢查的表格防止缺項漏項，維保周期可根據(jù)鍋爐使用情況確定。

（3）三級保養(yǎng)由專業(yè)的有資質的鍋爐維保公司進行，相比使用單位，外包維保公司有更加專業(yè)的人員儲備、更加系統(tǒng)的專業(yè)知識，維保內容主要包括各安全保護動作及控制系統(tǒng)，燃燒器燃燒、配風、供油（氣）系統(tǒng)及調整鍋爐運行狀況至最佳。同時建議進行三級維保時為專業(yè)維保公司提供停爐的條件，打開爐門檢查鍋爐內部情況，及時發(fā)現(xiàn)問題采取措施消除安全隱患。維保周期一般為月度、季度或半年。

三級維護保養(yǎng)層次應相輔相成，共同保證鍋爐運行的安全、節(jié)能、環(huán)保。

5 停爐期間的保養(yǎng)

鍋爐停用期間，設備的保養(yǎng)未引起一些鍋爐使用單位重視，停用鍋爐未采取任何維護保養(yǎng)措施，導致鍋爐各部位金屬表面發(fā)生較嚴重的氧腐蝕，縮短鍋爐使用壽命。尤其在我國南方空氣潮濕地區(qū)，停爐期間造成的鍋爐損害往往比運行期間更嚴重，因此鍋爐使用單位必須加強停爐保養(yǎng)工作。

停用鍋爐腐蝕的原因有兩種，一種是鍋爐內壁表面潮濕發(fā)生電化學腐蝕，另一種是氧濃差腐蝕。防止停用鍋爐的腐蝕只要采取下列措施之一即可：①防止空氣進入停用的鍋爐內；②保持停用鍋爐的金屬表面充分干燥；③向鍋爐內加入鈍化劑、除氧劑或緩蝕劑等藥劑，以減緩金屬的腐蝕[3]。

鍋爐停爐保養(yǎng)的方法有很多，各有特點和適用范圍，在選擇時應結合鍋爐結構、環(huán)境溫度、鍋爐停用時間、鍋水的質量要求、鍋爐房現(xiàn)場條件等因素綜合考慮。目前常用的停爐防腐蝕有濕法保護及干法保護兩種方式。

5.1 濕法保護

濕法保護是一種比較簡便的鍋爐保護方法，鍋爐停用時不用放掉爐水，而是通過保持蒸汽壓力、蒸汽側充氮氣、加入堿液或有機藥劑等方法，防止空氣與鍋爐金屬表面接觸，從而達到防腐的目的。

（1）保持蒸汽壓力法：此方法適用于短期停用鍋爐，并能夠滿足隨時啟爐的情況。

（2）蒸汽側充氮氣法：停爐后加入磷酸鹽或有機藥劑，在金屬表面形成致密保護膜，保護水側金屬，蒸汽側充滿氮氣，防止空氣進入鍋爐。

（3）加入堿液或有機藥劑法：此法要求爐水充滿整個鍋爐，在爐水中加入合適的堿性藥劑或有機藥劑，在金屬表面形成一層保護膜保護金屬表面。使用蒸汽側充氮氣法、加堿液法或有機藥劑法防腐時，注意水溫應在10 ℃以上（不能低于0 ℃），防止水溫過低凍壞設備，注意啟爐時需要將含有堿液或有機藥劑的爐水放盡，沖洗鍋爐金屬表面重新加入軟水后方可啟爐。

5.2 干法保護

鍋爐停用期間，按照操作規(guī)程將爐水放凈后放入適合的干燥劑或者充滿氣體，保持爐內系統(tǒng)環(huán)境干燥防止空氣進入而達到防腐蝕的目的。干燥劑法常用的干燥劑種類有無水氯化鈣、生石灰、硅膠。此方法適用于長期停用的鍋爐，并且鍋爐結構可滿足停用期間排盡爐水、烘干鍋爐金屬表面的條件。

鍋爐停用期間需建立定期檢查制度，設專人進行監(jiān)督執(zhí)行，按照技術要求檢查記錄調整各項參數(shù)，進行防腐蝕效果評價，適時調整技術方案，使防腐蝕效果達到最佳。

6 結束語

燃油燃氣鍋爐設備運行管理工作屬于比較基礎性的技術，但是作為工業(yè)生產和人們生活的主要供能供熱中心，其重要性無可替代。正確和專業(yè)的運行管理可為企業(yè)節(jié)約時間成本、經濟成本，獲得良好的收益，鍋爐使用單位需提高對此項工作的重視程度。