降低燃气锅炉原料成本工程实践

祝易松，张 芳，柴才明，高建功

1 现况概述

马钢某公司有两台35 t/h燃气锅炉，主要承担全公司的生产用汽任务。自2004年锅炉投产以来，两台锅炉原料成本始终较高，近期钢企经济形势日益严峻，为响应公司节能降耗、降本增效，根据现场实际，对两台锅炉原料成本进行QC攻关，在不影响正常生产的情况下，实现了节能、降本。

2 原因分析

如何降低锅炉原料成本，实现节能降本？QC小组围绕这一主题开展活动。针对现状，找出影响原料成本的诸多因素：

（1）岗位人员不稳定，培训不足。锅炉每轮班四人，共16人，都是高级工，持有上岗证，并且在近5年期间没有变动，人员稳定。因此，岗位人员不稳定，培训不足为非要因。

（2）燃料燃烧调整不及时。跟踪抽查现场工艺执行情况。跟踪调查白班两台锅炉实际燃烧调整情况，共跟踪30 h，每日上午3 h，下午3 h，当班人员均能够根据煤气管网和蒸汽母管压力波动，及时调整各阀门开度，锅炉燃烧稳定，蒸汽参数符合工艺要求，烟风系统压力正常，除排烟温度偏低外，其余温度均正常。跟踪调查夜班两台锅炉实际燃烧调整情况，共跟踪30 h，每次跟踪时间是当日17时至次日8时，当班人员均能够根据煤气管网和蒸汽母管压力波动，及时调整各阀门开度，锅炉燃烧稳定，蒸汽参数符合工艺要求，烟风系统压力正常，除排烟温度偏低外，其余温度均正常。燃料燃烧调整不及时为非要因。

（3）掺烧焦炉煤气，导致锅炉部件结垢，换热效率降低，燃气成本上升。检查锅炉运行效果和设备状况。锅炉定修现场查看锅炉运行情况，发现水冷壁管和对流管束外壁沉积着很多焦状污垢物，这些污垢很难清除；同时检查煤气烧嘴发现高炉煤气喷嘴内壁干干净净，焦炉煤气喷枪内积有大量黑色焦状物。拆开煤气阀门发现高炉煤气阀门内部较干净，焦炉煤气阀门内积有很多杂物，说明管壁上的污垢是由于燃用的焦炉煤气所致。检查煤气水封运行记录发现，高炉煤气含水较多，其它杂质少，其煤气水封从未发生过堵塞现象；焦炉煤气含杂质多，其煤气水封需经常用蒸汽吹扫，特别是冬季气温低，焦油等杂质容易沉积，每周至少要吹扫一次焦炉煤气水封。否则极易发生水封堵塞，焦炉煤气带水，影响试验室化验。空气预热器腐蚀[1]严重。掺烧焦炉煤气，导致锅炉部件结垢，换热效率降低，燃气成本上升为要因。

（4）除氧用汽取自管网，没有利用乏汽。调查锅炉除氧器用汽和透平风机乏汽排放情况。现场测量透平风机乏汽，数据如下：流量5～6 t/h，压力0.2～0.3 MPa，温度180～200℃。乏汽是清洁无污染的，完全符合除氧器加热汽源的品质要求，可以取代管网新蒸汽用于除氧器加热。除氧用汽取自管网，没有利用乏汽为要因。

（5）制冷机凝结水没有回收利用。现场取样，化验分析制冷机凝结水的品质，分析数据与35 t/h锅炉补给水（软化水）指标和干熄焦锅炉补给水（除盐水）指标对比如表1。

表1 制冷机凝结水、35 t/h锅炉补给水（软化水）、干熄焦锅炉补给水（除盐水）水质指标对比表

通过化验，制冷机凝结水可以回收用于锅炉补给水，以节约用水成本。制冷机凝结水没有回收利用为要因。

（6）成本控制存在滞后性。检查锅炉系统成本控制情况，分厂建立了成本管理文件，根据公司考核指标，分厂细化了指标分解，对作业区开展了计划值管理，并能做到动态跟踪，控制项目和目标明确完整，具有可操作性；各类费用管理责任明确，执行审批，控制严格；建立了完整的数据台帐，制定了具体的成本改善、对标挖潜的指标，关键运行指标做到了日统计、日管控、周跟踪、月分析，能够进行PDCA动态管理；有明确的激励评价制度，实施效果良好。成本控制存在滞后性为非要因。

最终，要因确认结论：

（1）掺烧焦炉煤气，导致锅炉烟道结垢，换热效率降低，燃气成本上升。

（2）除氧用汽取自管网，没有利用乏汽。

（3）制冷机凝结水没有回收利用。

3 方案设计及对策实施

方案设计与对策见表2。

表2 方案设计与对策表

3.1 实施一

（1）修改锅炉操作规程。

（2）改造煤气管道，增大高炉煤气管道，减少焦炉煤气管道。

（3）进行“少烧焦炉煤气”运行调试，在保证蒸汽供应、母管压力稳定及锅炉安全的前提下，制定少烧焦炉煤气燃烧调整方案如下：

1）每班安排一名责任心强、工作经验丰富的司炉工负责调试运行操作，班长全过程跟踪指导。

2）副司炉负责锅炉调试运行过程中的数据记录工作，每小时记录一次，记录要及时、认真、准确。

3）在调试运行状态下，班长做好数据的收集工作（锅炉负荷、过热蒸汽温度、炉膛温度、过热器两侧温度、预热器、省煤器两侧温度以及排烟温度等）。

4）攻关小组人员（主要是分厂技术员和运行班长，锅炉作业长）每日对数据进行分析整理，对班组运行调试工作全过程进行技术指导。

5）制定应急预案，当出现异常情况时能够确保在最短的时间内恢复到常态运行。

6）逐步调整焦炉煤气阀门。分五步实施：第一步，调小15%；第二步，调小30%；第三步，调小40%；第五步，调小50%，然后根据锅炉运行状况逐步关小焦炉煤气阀门。

3.2 实施二

（1）在透平风机的乏汽放散管上装设气动调节阀，通过气动调节阀调节透平风机排汽压力，使其维持在0.3～0.4 MPa之间。

（2）在气动调节阀的旁路安装乏汽放散管的安全阀（压力设定为0.4 MPa起跳），以保证透平鼓风机的排汽压力不大于0.4 MPa，确保透平风机的生产不受影响。

（3）在原风机出口的乏汽管路上和锅炉除氧器之间敷设一根低压蒸汽管路。

（4）修改35 t/h锅炉除氧器操作规程。

3.3 实施三

（1）在锅炉房增设一个40 m3凝结水箱。

（2）从溴化锂制冷站敷设一路凝结水管到凝结水箱。

（3）在溴化锂制冷站增设凝结水泵，制冷机的凝结水通过凝结水泵加压后沿凝结水管送往锅炉房凝结水箱。

（4）在凝结水箱与锅炉软化水箱之间装设二次提升水泵和一根串通管道，凝结水通过串通管与软化水汇合后一起被送到除氧器除氧，再供锅炉使用。

通过实施一，两台锅炉基本不用焦炉煤气，只有当高炉煤气压力较小时，会掺烧焦炉煤气，用量基本在20 m3/h以内。通过实施二，乏汽回收用于锅炉除氧器加热给水，减少使用管网新蒸汽5 t/h。通过实施三，年可回收凝结水约10万t。

4 社会与经济效益

（1）减少了环境热污染和水资源浪费。

（2）降低焦炉煤气使用量，燃气带入锅炉的渣垢减少，尾部受热面运行状况得到改善，提高了锅炉换热效率，有利于降低燃料消耗。

（3）减少使用管网新蒸汽5 t/h，全年开车时间按7200 h[2]计算，全年可回收3.6万t蒸汽，每吨蒸汽按照公司价格为120元/t，则全年回收蒸汽可节约资金为：3.6×120=432（万元）。

（4）将制冷机凝结水全部回收用于锅炉补给水，节省了锅炉用水成年本。年可回收凝结水约10万t，按照公司软水成本1.5元/t计算，一年可节约资金约为：10×1.5=15（万元）。

5 总结

经过QC小组一轮PDCA循环，为公司合理回收制冷机凝结水、透平风机乏汽，改善锅炉尾部受热面，提高锅炉换热效率，解决了锅炉原料成本高的问题，同时每年还为公司创造约450万元的经济效益，实现了公司节能降耗、降本增效的目的。

[1]陈素君，王磊，贾希存.35 t/h燃气锅炉改造及经济效益分析，冶金动力[J，2010，144:44-46.

[2]鲍士琴，唐明.合理回收利用冷凝液，实现节能降耗[J].安徽化工，2010，增刊(1)：10-11.