燃气锅炉热效率降低原因分析及对策实施

陈星 代有亮 魏巍 李浩 曹国军（中国石油长庆油田分公司第一采气厂，陕西榆林718500）

燃气锅炉热效率降低原因分析及对策实施

陈星 代有亮 魏巍 李浩 曹国军（中国石油长庆油田分公司第一采气厂，陕西榆林718500）

本文通过分析降低锅炉热效率的原因，并有针对性的采取对策实施，有效去除锅炉结垢，降低锅炉热损失，提高锅炉燃气负荷，使锅炉热效率有效提高，最终保证锅炉安全平稳高效运行。

锅炉；热效率；能耗；分析；对策

1　概况

净化厂锅炉主要负责为装置提供生产蒸汽和伴热蒸汽，对厂区安全平稳运行有着重要作用。锅炉房经过十七年的运行，设备老化较为严重，隔热层效果明显降低，锅炉热损失严重，锅炉生产每吨蒸汽的燃料气单耗逐年上升，严重影响锅炉和净化厂蒸汽系统的安全平稳运行。

2　锅炉热效率降低原因分析

2.1锅炉炉管结垢严重

锅炉经过多年连续运行，火管表面积垢明显，积垢平均厚度为2mm，火管末端结垢较为严重，约5mm左右，锅炉热效率下降。经实际勘查，垢层分层清晰，层层叠加，上下层为红褐色，中间夹带白色，内垢层结构较致密，与火管粘结牢固，难以手工清理。分析其成分为氧化铁26.2%、碳酸钙35.5%、硫酸钙10.8%、磷酸钙7.4%、硅酸钙19.1%、其它占0.7%.

2.2单位能耗高，排烟温度高，热损失严重

我厂有五台锅炉为双回程锅炉，五台三回程锅炉，双回程锅炉热利用率较三回程锅炉热利用率较低。我厂能耗指标为70方/万吨，在运行负荷基本相同的前提下双回程锅炉2008年至2015年锅炉能耗与排烟温度呈上升趋势，锅炉房能耗超出定额指标（75～90方/万吨），锅炉的单位能耗总体呈上升趋势，且排烟温度整体较三回程锅炉较高，锅炉热损失严重。

2.3锅炉保温老化腐蚀、散热较大

我厂锅炉运行年限较长，隔热层效果明显降低。主要表现在外保温材料岩棉板氧化，内保温材料耐火浇注料烧透裂缝，锅炉外壁不锈钢铁皮腐蚀等，造成锅炉热损失大，锅炉房环境温度逐年上升。通过对锅炉外侧壁温度检测，最高温度均超过60℃，后烟箱温度最高达到155℃，锅炉周围环境温度平均超过60℃，超出了锅炉控制柜运行的最高温度。

2.4锅炉运行负荷较低

锅炉燃气量、上水量基本相同的前提下，双回程锅炉运行负荷在40～60%之间，三回程锅炉运行负荷在65～85%之间。双回程锅炉较三回程锅炉运行负荷低，上水消耗量大，蒸汽产生量小，能耗损失较大。

3　提高锅炉热效率对策实施

3.1锅炉煮炉除垢、除锈，碱性预膜

下面重点介绍煮炉、酸气、钝化等具体实施情况：

3.1.1锅炉煮炉预膜程序

构建临时系统→临时系统水冲洗及检漏→碱煮→碱煮后水冲洗→酸洗→酸洗后水冲洗→漂洗→中和钝化→复位及保护。

3.1.2碱煮

在加药箱内用新鲜水配置浓度为1%的氢氧化钠的碱性煮炉剂，恢复锅炉人孔，启动清洗泵，将煮炉剂打入锅炉。当锅炉液位达到最高可见水位，点炉并缓慢升温。调节控制锅炉负荷，维持碱煮温度在80～90℃。

3.1.3酸洗

清洗拟采用盐酸为酸洗主剂；同时为避免设备及管线在酸洗时受到氢离子和三价铁离子的腐蚀，通过加入缓蚀剂和还原剂等，解决了金属在酸洗时氢离子腐蚀和三价铁离子加速腐蚀的问题。温度维持在50度左右，若加酸后在2小时内酸洗浓度小于3.0%，应补加酸洗系统的酸度为6%左右，时刻检测酸浓度变化。打开锅炉人孔，通过目测燃气炉内部的除垢率＞80%为合格。

3.1.4钝化

通过酸洗后的金属表面处于较高活性状态，极容易产生浮锈。通过钝化的方法，使金属表面形成一层致密的保护膜，从而防止清洗系统产生浮锈。漂洗结束后，直接用碳酸钠调PH值至9～10，边加边排，当锅炉液位达到最高可见水位后，对各排污点进行检查，使整个系统的PH值在9～10之间。当PH值和温度符合要求后，加入钝化药剂，并边循环边加热，温度控制在40℃～60℃，钝化时间为4～6小时。

3.2锅炉重新制作保温

目前我厂对双回程锅炉保温进行了重新制作，锅炉燃烧室重新制作防火墙，外部重新包隔热层，选用具有密度小、高温下微膨胀性、不易产生裂纹、和良好整体密封性的新型耐火材料，解决因锅炉热损失大、造成环境温度高的问题。

3.3提高锅炉负荷

调整燃料和配风的比例，提高锅炉运行负荷。主要通过燃烧器零部件检查及燃烧器相关程序调试工作进行，保持锅炉过剩空气系数保持在1.05～1.1左右。针对燃烧器主体、配件、电器元件等，将不合格的电器元件进行更换。针对控制系统各项程序，测定不同燃气流量下，完全燃烧时对应的空气流量以及燃气压力，确保锅炉燃烧效率始终保持在最优状态。

4　对策实施效果

4.1锅炉烟管垢状物有效清除

通过煮炉，锅炉内部结垢清除率达到90%以上，锅炉烟管覆盖的结垢基本清除干净。

4.2锅炉排烟温度降低

通过采取对策后跟踪锅炉运行情况来看，锅炉炉头降温60～90℃，炉侧降温10～25℃，后烟箱表面温度降低10～20℃，烟气温度降低5～15℃。从以上数据可以看出，锅炉保温改造后，炉体降温效果显著，环境温度大大降低。锅炉煮炉后，同样的燃气负荷条件下排烟温度下降，锅炉运行稳定。

4.3单位能耗降低，锅炉负荷提高

双回程锅炉采取措施后，对在运锅炉运行情况进行跟踪发现，锅炉在相同负荷下单耗降低10%～15%，在相同燃料气量和上水量的前提下装置运行负荷增加10%～20%。

5　结语

一般工业低压锅炉排污率控制在5%～10%，在保证锅水总碱和PH值合格的前提下锅炉的排污率越低越好，排污要坚持“勤排、少排、均匀排”的原则。同时也要完善锅炉的水处理和水质化验工作，及时进行软水指标化验，对交换器产软水的周期进行评估，在每个产水周期的后期加强水质监测频次，在交换器即将失效的情况下可提前倒运交换器，最大限度的防止锅炉结垢。

陈星（1986-），女，汉族，陕西人，助理工程师，主要从事工艺技术工作。