锅炉燃烧催化油浆引起的问题及对策

刘运飞

【摘要】电厂锅炉烧催化油浆项目为公司优化增效项目，将处理后的油浆（澄清油）代替减压渣油作燃料油。由于燃料的变化，给锅炉运行带来了很多问题。通过原因分析，结合现场问题，提出解决办法，保证锅炉平稳运行。

【关键词】燃油锅炉；催化油浆；积灰

1、前言

公司现有催化裂化装置每小时副产油浆约40吨。由于油浆中携带少量催化剂粉末，导致油浆中机械杂质和灰分较高，只能作为工业重油廉价出厂。随着油品市场价格变化，这部分产品已面临赔本倒贴。决定采用新技术对油浆进行脱灰处理，将处理后的油浆（澄清油）代替减压渣油作燃料油，被替代的减渣作为催化裂化原料，以取得更好的经济效益。

2、引起的问题

热电车间共有6台蒸汽锅炉，1#～3#为中压锅炉，4#～6#为高压炉。1#炉DG-120/39-2 1976年投产，2003年停用，2008重新投用。2#、3#炉Y-130/39-2投产日期分别为1976和1979年。4#锅炉SG-220/9.8-Y296，投产日期为1990年12月。5#、6#炉HG-220/9.8-Y 2001年11月投产。锅炉油枪采用机械雾化，燃烧生产装置减压渣油，混烧瓦斯气。锅炉掺烧至全烧催化油浆后，锅炉在燃烧运行方面出现了一系列问题：运行初期油过滤器、油枪喷嘴经常出现堵塞；对流室、烟道积灰严重，锅炉出力下降。

2.1油过滤器、油枪喷嘴堵塞

投用初期经常出现油枪、油过滤器堵塞。油浆和管道中含有的机械杂质，易造成油枪喷嘴磨损，降低雾化效果，同时易造成油滤器堵塞。需经常将油枪停下进行清理，更换雾化片，清理油过滤器。由此不仅操作难度增大，同时也不利于锅炉安全运行。

2.2对流室、烟道积灰严重，锅炉出力下降

锅炉炉膛、对流室及尾部烟道积灰严重，粘附有大量粉末，致使锅炉效率、产汽能力降低。

积灰后锅炉传热效果降低。为了达到一定的负荷，只有增加炉温，导致排烟温度大幅度升高，热效率下降。锅炉燃烧油浆4个月后，在实际负荷为184.9t/h时，屏过出口烟温和高过出口烟温已接近热力计算汇总表中数据（热力计算汇总表中数据为220t/h负荷情况下），而低过出口烟温和预热器出口烟温已远远超过设计计算烟温。（见表1、表2）

3、问题分析及对策

燃料的变化是引起问题的根源，渣油由减压蒸馏装置产出，油浆是从重油催化裂化装置产出，两者存在很大差异。之前曾实验过用油浆替换减压渣油作为锅炉燃料，油浆中含有的胶质和催化剂颗粒等杂质使锅炉受热面结焦积灰严重，致使锅炉无法长周期运行，不得不重新换为减压渣油。2015年利用脱灰剂和沉降法净化油浆，用澄清后的油浆代替减压渣油。对澄清后催化油浆与减压渣油的性质进行了元素分析（见表3）。结果表明：澄清后油浆的特性同渣油相比。碳的比例增加，氢的组分下降，粘度下降明显，热值大幅度降低，由此油浆单位发热量比渣油低，产汽燃料油单耗上升。

可以看出，灰垢主要含有氧化硅、氧化鋁、氧化铁和镍钒金属氧化物等。催化裂化的催化剂主要成份是SiO2及Al2O3，是灰垢的主要来源。所以在运行中要严格对上游澄清油浆进行质量控制，降低油浆固含，降低油浆催化剂含量。

催化油浆喷入炉膛燃烧之后，生产的无机矿物质，绝大部分随烟气进入锅炉对流室，由于过热器阻挡，其中一部分较大的粉末在对流室沉积，剩余部分随烟气进入尾部烟道，由于烟气流速变小，同时换热器管束为错列布置，相当一大部分粉末沉积在尾部烟道中，只有较少的粉末最后被烟气带走。这些粉末粘附在炉膛中、管壁上，造成传热效果降低。为了达到一定的蒸汽负荷，只有继续增加燃料，导致尾部烟道烟温大幅度升高。不得不定期停炉处理。

对于目前厂内燃油锅炉，没有清渣排灰措施，烟道上也没有除尘装置，解决对流室、烟道积灰非常困难，长期不处理影响锅炉效率、产汽能力。目前为满足烧油浆的需要，采取对锅炉定期维修，清除炉膛、受热面积灰。积灰的清除主要采用机械清除（包括人工、高压水枪等），人工清灰主要包括屏式过热器和高温过热器及炉膛内水冷壁管。人工清灰需要用刷子或铲子等工具对积灰部位进行清扫，清扫掉落的积灰装袋运走。高压水枪清灰，是在锅炉受热面上方区域用除盐水冲洗受热面管束，水经过管束间，通过水的携带作用将附着在管壁上的灰分带往低处，逐层清理。水经过低温过热器，省煤器，空气预热器，最后流淌至灰斗处排至炉外，在炉外再将排出的灰分收集清理，直至灰斗处流出的水清澈为止。清灰前后锅炉烟温对比，见表6、表7。

清灰后相同负荷下，锅炉烟温大幅度降低，清灰效果明显。目前锅炉定期机械清灰基本能满足运行要求。长期看需要对锅炉除尘措施进行完善，增设过热器及尾部烟道吹灰器，在线处理积灰情况，减少清灰停炉次数。

4、结束语

锅炉燃料油改烧催化油浆，通过近一年的摸索，已能基本实现安全稳定长周期运行。改烧油浆后，尽管设备维护费用增加，操作难度增大，可产生经济效益显著，截止至今年11月，已燃烧油浆21万余吨，为公司创效四亿余元。

参考文献

[1]张明化.锅炉燃料油改油浆后存在的问题及对策[J].应用能源技术，2000年01期.

[2]贤钢.锅炉燃油变化引起的问题及对策[J].节能环保，2005年7月.

[3]崔爱蕾，王宝辉.燃油锅炉烟垢形成机理与化学清烟垢技术[J].东北林业大学学报，2004年7月.