Abstract：
When the boiler system is out of operation, the traditional dry maintenance and gas charging maintenance cannot realize the quick start of the boiler. Although the wet maintenance is faster to start the boiler, it does more damage to the boiler. The problems existing in the traditional boiler maintenance methods are analyzed, and the hot-wet maintenance method is proposed, which not only meets the requirements of long-term and short-term maintenance of the boiler, but also realizes quick start of the boiler. The monitoring data during the maintenance period show that all monitoring indicators have reached the boiler maintenance control indicators by adopting the hot-wet method for boiler maintenance.
重庆建峰化工股份有限公司现有1台SF-75/4.78-Q型天然气快装锅炉(以下简称快锅)，主要用作化肥装置开工锅炉及中压蒸汽的平衡装置。但随着能通公司热电联产锅炉系统的正常运行，快锅则主要作为化肥装置中压蒸汽系统的平衡补充装置，在装置开停车、系统应急等时段启用，其余大多时间处于备用状态。因此，当能通公司锅炉系统遇到开停车、发生故障、系统波动时，就需要以最快的速度立即启动锅炉，及时向化肥装置提供合格的中压蒸汽，确保整个化肥装置的正常稳定运行。
锅炉系统在停运期间，一般采用干法、充气、湿法等保养手段[1]。采用前两种方法均不能实现锅炉装置的快速启动；采用湿法保养，一旦锅炉长期停运，必然造成锅炉受压元件烟气侧出现锈蚀、墙体严重吸潮等问题，虽然启动速度较快，但对锅炉伤害较大，因此传统的保养方法无法满足化肥装置对快锅系统停运后的要求。改进锅炉的保养维护方法，既要适应锅炉的长短期灵活备用，又要实现锅炉的快速启动，是每个锅炉管理技术人员需面对的问题。
1
锅炉实现长短期灵活备用、快速启动的要素分析
备用锅炉保养方式的选择，必须满足停运锅炉达到保护效果的基础上再实现其他功能。根据化肥装置生产对备用快锅提出的要求，停运锅炉养护期必须兼具可长、可短，备用灵活，启动迅速的条件，才能满足装置生产需要，因此，既要实现锅炉停运后的养护，又要达到启动迅速的目的。
1.1
锅炉养护期间本体装置必须保持较高的温度
锅炉保持较高的本体温度，可通过锅炉换热面加热锅炉烟道内的空气，使其温度明显高于环境温度，相对湿度也较低，有利于保持锅炉烟气系统的干燥，防止锅炉金属受热面积灰吸潮导致生锈剥蚀，延长受压元件的使用寿命；同时，对于长期停运的锅炉，又可以省去为防止锅炉炉墙受潮而需定期进行烘炉的烦琐操作，有利于锅炉的长期保养。
联胺(N2H4)与水中氧的反应为吸热反应，温度越高，反应进行得越彻底。因此，较高的锅炉本体温度需要较高的炉水温度。在炉水的pH及N2H4含量一定的情况下，N2H4的化学除氧效果越好，越有利于防止锅炉汽水侧的氧腐蚀。
在锅炉点火升压期间，受热传递速率的影响，锅炉各部件温差加大，热应力易集中在金属材料的某一点或端面，致使受压元件强度下降或损坏。较高的本体温度可降低锅炉在升压期间的材料温差，可适当提高锅炉的升温速率，缩短锅炉升压时间，有利于锅炉的安全快速启动。
1.2
操作简单，有利于锅炉长短期备用的自由转换
干法保养操作需要将炉水排尽，利用锅炉余热将锅筒内残存的水分蒸发，再向锅筒内通入氮气或放置干燥剂。在投运点火前，将干燥剂取出后，向锅炉注水至正常点火水位[2]。正常情况下，完成全部点火准备工作需要2 h以上。如果上水温度与环境温度之差大于50 ℃，就需要延长上水时间。整个操作过程复杂，耗时较长，不利于锅炉的快速启动。
湿法保养通常是待锅炉自然降温冷却后，向锅炉注满合格的脱盐水并保持锅筒处于正压，监控炉水pH及N2H4含量。该方法操作简单，锅炉点火启动速度较快，但由于温度低，不能用于锅炉的长期保养。
通过对锅炉干法保养和湿法保养的优劣分析，提出了一种新的锅炉保养方式，即热湿法保养。热湿法保养与湿法保养基本一致，不同之处是采用高温除氧脱盐水，保护水升温之后的保护效果优于湿法保养，同时升温后锅炉本体温度较高，有利于锅炉长短期备用的自由转换，几乎兼具干法保养与湿法保养的全部优点，但避免了干法保养和湿法保养的缺点。
2
锅炉热湿法保养工艺
2.1
热湿法保养流程
锅炉热湿法保养流程见图 1。
图 1
(1) 将低压蒸汽引入除氧器水箱，在除氧器水箱内将脱盐水加热至沸腾，实现热水保护锅炉的体外升温，同时完成热力除氧。
(2) 通过柱塞泵将适量氨水及N2H4水溶液注入除氧器水箱内，确保锅筒水质pH控制在9.5~ 10.5，N2H4质量浓度为100~1 000 μg/L。
(3) 从除氧器底部将除氧合格的脱盐水通过定期排污管注入锅筒内，进入下锅筒的除氧水经下锅筒、对流管束、上锅筒，分两路排出锅炉装置，一路经饱和蒸汽管、过热器后从过热蒸汽取样管溢出；另一路直接进入省煤器，从省煤器放水管排出。通过过热蒸汽取样管溢流保护炉管、锅筒和过热器，省煤器放水溢流保护省煤器，从而实现整个锅炉装置系统的全保护。
2.2
保养期间监控方法
2.2.1
分析频率
(1) 每天白班分析一次炉水pH、ρ(溶解氧)、ρ(N2H4)，给水pH、ρ(N2H4)；中班、夜班各分析一次炉水pH、给水pH。
(2) 每周分析一次炉水中铁离子含量。
2.2.2
加药系统控制指标
加药系统每日定时加药，控制指标如下。
给水：pH为9.5~10.5，ρ(N2H4)为100~1 000 μg/L，ρ(溶解氧)＜15 μg/L。
炉水：pH为9.5~10.5，ρ(N2H4)为100~1 000 μg/L，ρ(溶解氧)＜15 μg/L。
2.2.3
其他控制
除氧器水箱温度＞92 ℃。
调整锅炉排放口水流量，确保锅炉最高点压力处于微正压；检查各排放口水温，应高于40 ℃。
2.3
运行效果
锅炉热湿法保养运行数据如表 1所示。在热水保养流程投运初期，由于对系统不熟悉，操作控制不当，造成炉水溶解氧含量较高。随着对系统研究的深入，规范操作后，溶解氧含量除了在锅炉投热保护初期较高外，其余指标全部达到锅炉保养控制指标要求。
表 1
|
日期 |
ρ(溶解氧)/(μg·L-1) |
ρ(总铁)/(μg·L-1) |
平均点火时间/min |
点火至并汽时间/min |
|
平均 |
最低 |
最高 |
|
2014年7月—12月 |
56 |
15 |
142 |
0 |
53 |
163 |
|
2015年1月—12月 |
30 |
10 |
142 |
0 |
40 |
146 |
|
2016年1月—12月 |
17 |
7 |
142 |
0 |
31 |
133 |
|
2017年1月—12月 |
13 |
5 |
92 |
0 |
25 |
120 |
|
2018年1月—12月 |
12 |
5 |
62 |
0 |
25 |
120 |
3
快速启动
在锅炉热湿养护中，又在汽包上增设了氮气管道，加快了锅炉的排水速率，相比常压放水节约时间25 min左右，缩短了锅炉热状态下的启动时间。
(1) 接到调度的启动指令后，立即关闭锅炉的热水保护阀、省煤器放水阀，开启定期排污阀，启动氮气顶压放水，同时注意检查汽水受压元件的严密性。
(2) 在汽包排水期间，同时进行燃气系统点火前的准备。当汽包水位降至-10~0 mm时停止氮气顶压放水，同时关闭定期排污阀，打开生火排汽阀、汽包放空阀及饱和蒸汽放空阀。
(3) 调整点火压力及流量，在DCS上确认点火。
通过近4年的探索，75 t/h天然气锅炉由2个人操作，可实现30 min内一次点火成功。
4
结语
通过改进锅炉保养流程，实现了锅炉的快速启动，提高了响应速度，为化肥装置处理蒸汽供应事故争取了时间。全年快锅装置启动5次，直接经济价值约10万元。由于缩短了锅炉升压时间(约30 min)，实现了节能减排，减轻了环境污染。完善的锅炉保养措施延长了锅炉的使用寿命，具有较高的间接经济效益。
沪公网安备 31010702007066号