锅炉给水节能优化改造

2020-12-15姜晓春

石油石化绿色低碳 2020年2期

姜晓春

（宁波浙铁江宁化工有限公司，浙江宁波 315200）

1 现状及存在问题

某企业锅炉给水系统脱盐水约100 t/h 和系统回收的蒸汽冷凝水约50 t/h 分别通过不同管线进入除氧器内，为达到锅炉给水除氧效果，除氧器内通0.6 MPa、5～15 t/h低压蒸汽进行热力除氧，并将锅炉给水温度控制在105℃。

锅炉给水泵从除氧器底部抽出除氧水后分两路：一路30 m3/h作为焚烧炉余热锅炉给水产蒸汽；另一路约120 m3/h输送到工艺装置反应器换热。单台锅炉给水泵的额定流量为140 m3/h，由于1 台给水泵不能满足生产用水需求，目前2 台锅炉给水泵同时运行，导致每1台泵的供水量均较小（75 m3/h），泵出口压力实际达8.0 MPa，与给水泵出口管线的设计压力持平。一般工艺介质的操作参数不应超过设计参数，否则长期运行会给设备及管线带来安全隐患。因此，2 台泵运行操作时，需人为控制一定的回流量，降低泵出口压力至7.2 MPa 左右，电机运行功率400 ～420 kW（额定功率560 kW），泵一部分功率用于循环回流，运行很不经济。

进焚烧炉的除氧水首先进入锅炉省煤器换热，吸收烟气部分热量，使烟气温度降至165℃后经烟囱排放。

在上述给水工艺流程中，主要存在问题是2 台给水泵同时运行导致泵效率低，存在大马拉小车现象；烟气排烟温度较高，带走了大量的热量，还有进一步回收烟气余热的空间。

2 锅炉给水节能改造思路

2.1 给水泵优化

当前3台额定功率560 kW的给水泵以两开一备的方式运行，总的实际运行功率约为800 kW。为解决大马拉小车问题，新上1 台小流量的锅炉给水泵专供余热锅炉，另外只需开1 台大泵供工艺装置使用。

2.2 给水热量回收优化

从锅炉运行来讲，降低给水进省煤器的温度，有利于给水进一步吸收烟气排放的热量，降低锅炉烟气温度，提高锅炉热利用率[1]。理论上，每降低进省煤器给水温度20℃，可以提升锅炉热利用率1%[2-3]。由于设备是燃气锅炉，烟气中的硫含量比较低，适当再降低经过省煤器后的烟气排放温度不存在露点腐蚀等问题。

由于除盐水与回收凝结水需要经过除氧器进行热力除氧后才能达到锅炉水质要求。在保证除氧器前的原工艺不变的情况下，可新增1 台进焚烧炉给水与进除氧器除盐水换热设备。通过换热，即能降低锅炉给水进省煤器的温度，又能提高进除氧器除盐水温度，回收烟气余热并减少除氧器蒸汽用量[4]。

综合以上思路，工艺流程改造为：在不影响焚烧炉正常运行的工况下，通过新增除盐水预换热器，将锅炉给水温度降低；新增1 台小功率锅炉给水泵将这部分锅炉给水输送到锅炉系统省煤器，达到即提高锅炉热利用率，又降低锅炉给水泵电耗的目的。锅炉给水节能优化改造后流程见图1。

图1 锅炉给水节能优化改造后流程

3 锅炉给水节能利用改造项目实施过程

3.1 改造内容

3.1.1 锅炉给水泵系统

新增1台锅炉给水小泵[5]，流量35 m3/h，扬程700 m，配套电机功率200 kW，正常运行耗电约为160 kW·h。通过该泵将从除氧器出来的除氧水单独输送到锅炉省煤器。为防止该泵故障以及保证检修状态时的锅炉正常供水，新增小泵出口管线与原大泵出口管线连通并增设阀门，互为备用。

3.1.2 锅炉给水换热系统

在锅炉给水小泵后新增1 台除盐水预热器，将由除氧器输送去锅炉的给水与进除氧器的除盐水进行换热，以减少蒸汽用量。通过核算，省煤器烟气出口温度降至155℃左右不会影响锅炉运行，而且节省的热量可满足锅炉给水约30℃的能量供应，即锅炉给水温度可以控制在75℃。通过换热器设计软件核算[6]，除盐水预热器参数见表1。