淺談如何做好工業鍋爐安全檢修

潘樹鵬

摘要：目前，隨著社會經濟的發展，且基于工業鍋爐的使用運行特點,從爐型與供熱方式選擇燃燒效率提高、能源的梯級利用、煙氣余熱回收幾個方面進行節能可行性探討,并提出相應建議,同時,結合節能工作對鍋爐運行安全方面提出建議措施。

關鍵詞：鍋爐節能安全

中圖分類號：TE08文獻標識碼： A

0引言

目前，能源價格高漲與社會環保意識的增強,能源最大限度的充分利用以及減少污染物的排放成為工業生產中的趨勢,在工業生產中,鍋爐對能源的消耗很大,因此有效地降低鍋爐能耗,在保證安全生產的前提下,進一步提高鍋爐效率,減少熱損失,實現能源的充分利用,使工業鍋爐達到節能、降耗、減污的目標成為當務之急,而鍋爐又是具有高溫、高壓的特種設備,必須在運行安全的前提下實現經濟運行,節能降耗。

1鍋爐節能分析

基于工業鍋爐機組的熱平衡分析,鍋爐輸出熱量為生產蒸汽的有效利用能量與運行過程中的各種熱損失,熱損失主要為以下幾項:機械未完全燃燒熱損失,排煙損失、散熱損失,灰渣帶走物理熱損失及冷卻熱損失。因而工業鍋爐的節能主要從燃料的充分燃燒,減少散熱損失以及余熱回收幾個方面來實現。

1. 1合理選擇爐型,優化供熱方式

鍋爐的燃燒方式有層燃、室燃、以及沸騰燃燒。一般小型工業鍋爐都是采用層燃燃燒方式,其適應范圍比較廣,對煤種沒有要求。由于空氣和煤的接觸面較小,煤不容易燃盡,而煤灰的覆蓋也使得燃燒工況不佳,燃燒效率不高。通過改進爐排,可以使得燃燒效率有所提高。室燃方式主要應用于煤粉爐、以及燃油燃氣鍋爐,將燃料以粉狀、霧狀或氣態隨同空氣噴入爐膛進行燃燒。煤粉爐，主要應用于電站鍋爐,投入成本高,對煤種要求也較高,燃燒效率也較高。流化床燃燒方式是通過爐膛里面的風帽將煤吹起,在爐膛內呈沸騰狀的燃燒,適用煤種較廣,但鍋爐埋管磨損較為嚴重,飛灰多?；诠I生產的用熱需要、以及初投資考慮合理選擇鍋爐的燃燒方式。

工業生產中用熱量隨工況的變化而波動,選擇鍋爐容量時應滿足用熱高峰時最大供熱量,這就導致大部分鍋爐在用熱低峰期低負荷運行,造成燃料不完全燃燒及排煙熱損失增大,降低鍋爐熱效率。通過采用區域供熱措施,對化工產業及其他需要熱單位進行規劃,采用容量較大鍋爐,并采用可靠的調度措施,合理錯開各廠家的需熱高峰期,保證鍋爐負荷平穩運行。

1. 2提高燃燒效率

針對量大面廣的層燃鍋爐,基于爐膛中煤的分段燃燒特點,耗氧量的不同特征,可采用分段送風等措施,并隨不同的煤種控制送風量。在保證爐膛溫度的同時,通入適量的二次風,延長煙氣流程,使煙氣中的煤粉充分燃燒,控制空氣比來提高熱效率相同。通過經濟燃燒來提高熱效率,就是在爐膛內合理布置爐拱,利用其輻射熱作用加熱新煤,同時使煙氣形成一個流場,利用其紊流作用來起到強化傳熱的效果,提高熱效率。

1. 3能源的梯級利用

傳統意義上的節能都是從數量上來評價能源利用的優劣,如熱效率等,但是對能源的利用評價不應該停留在數量上,而在品質上必須充分重視?；跓崃W第二定律,熱力系統所具有的在理論上能夠轉換為機械能的那部分能量稱為Exergy。隨著鍋爐制造水平的提高,燃燒技術已經較為成熟,在燃燒效率上提高較為困難,因而在傳熱過程中來提高鍋爐的能源利用效率。在能源利用中應優先考慮高品位能源的充分利用與回收?？衫媚茉礈囟仍礁邉t品質也就越高,在考慮投資運行成本的基礎上,應盡量提高蒸汽的溫度,并充分利用。同時考慮不同工況的能源梯級利用,上一工況出口處能源品質,在保證滿足下一工況的壓力、溫度要求的條件下,供下一工況使用。

1. 4應用熱管技術回收余熱

在工業鍋爐運行過程中存在著排煙溫度高、爐膛溫度低、燃燒不充分、鍋爐熱效率低等問題。排煙熱損失中的能源品質較低,回收成本較高,但能源數量龐大。將這一部分能源充分利用,來預熱空氣和水,提高空氣溫度以及給水溫度,回收尾部煙道煙氣余熱,在保證煙氣溫度大于露點溫度的基礎上,盡量降低排煙溫度,提高鍋爐的熱效率。常用的余熱回收設備有省煤器、空氣預熱器,主要是以水和空氣為介質。熱管換熱器是利用密封在真空管子內的液態工質的相變來進行換熱,液態工質在蒸發段吸熱相變成為蒸汽,在微小的壓力差下,流向冷凝段,而在冷凝段冷凝液化,將熱量導出,并且在毛細吸液芯的作用下,流回蒸發段,完成一個循環。熱管換熱器結構簡單,傳熱效率高,無需動力,能在較低的溫差下傳遞較多的熱量?？筛鶕煔鈪祵峁艿氖軣崦鏈囟瓤刂圃诼饵c溫度以上,這樣能有效地防止尾部受熱面酸蝕,達到經濟安全的目的,從而提高能源的利用效率。

2鍋爐的運行安全

工業鍋爐在運行過程中,承壓部件長期受到高溫高壓的作用,如何防止事故的發生,對實現鍋爐的安全運行十分重要。

2. 1定期檢驗,消除隱患

參照《鍋爐定期檢驗規則》對鍋爐設備進行定期的內檢和外檢,發現鍋爐運行中存在的安全隱患并及時整改。調試安全附件,看其是否安全可靠,觀察承壓部件是否存在異常,檢查排污是否正常。在鍋爐停爐時,首先對鍋筒、封頭、管板、水冷壁等主要受壓部件進行宏觀監測,必要時對其硬度、厚度進行監測,看其材質是否改變,對鍋筒主焊縫進行無損探傷,確保缺陷及時被消除;另外還要檢查鍋爐中結垢現象是否嚴重,水垢的存在會影響傳熱,使得能耗加大;也可能導致受壓部件局部過熱,使材質變壞,造成嚴重的安全隱患。因而對鍋爐運行定期檢驗對其運行安全十分重要。

2. 2爐膛空間氣流的合理組織

爐膛空間氣流的合理組織，由前后拱、二次風來完成。如前所述，從鏈條爐排各處上升的氣體成分很不一致，在爐排頭尾存在大量過?？諝?；在爐排中部因燃料層上部存在還原區而存在許多CO、H2等氣體。另外，大部分揮發分及被吹起的細煤末也是在爐膛中部空間燃燒，尤其在拋煤爐的懸浮空間中細煤粒更多。為使它們能夠燃盡以減少不完全燃燒損失，需加強空間氣流的混合和攪拌。這可由前、后拱的配合及二次風來完成(如圖3)。

后拱的作用是將爐膛后部的過?？諝饧案邷責煔馔葡蚯安?，在由前后拱形成的“喉口”處與爐膛前部的過?？諝夂蛽]發分混合，促使可燃氣體充分燃燒。同時，由于后拱低而長，可減少燃料層對受熱面的直接輻射，保持燃盡階段所需要的溫度，減少機械不完全燃燒損失及飛灰量。應指出，除了上述作用外，前后拱對加快新燃料的著火也起很大作用。

二次風的作用是加強爐內氣流的攪拌與混合。同時利用兩股二次風對吹，可使爐內氣流產生旋渦運動，從而增加可燃物在爐內的行程，增加燃燒時間。同時，因氣流的旋渦分離作用，可使一部分飛灰落回到爐排上，從而減少飛灰量及機械不完全燃燒熱損失。對拋煤機爐而言，為減少揚析飛灰損失，二次風的正確組織更顯得十分重要。

二次風應具有足夠的動量，即要有一定的風量和風速。在總風量一定的條件下，為保證爐排上主燃燒的風量及爐排的冷卻，一次風不宜過小，因此二次風量不大，一般占總風量的5％～10％，視煤種而異，如煤中細末過多，二次風則多用于攪拌和助燃。二次風量不大但風壓要高，因流速大才有強的穿透能力，才能起到攪拌和混合作用。二次風介質可用熱空氣、煙氣或蒸汽。二次風噴口裝設的地點最好能接近煤層，但同時應不接觸煤層表面，以免影響煤層的穩定。

3結語

總之，我們要實現鍋爐的節能應因地制宜的選擇燃燒方式,采用區域供熱措施。通過實現能源的梯級使用,在燃燒和傳熱過程中減少損失,最大限度地利用能源,并通過余熱回收,減少排煙熱損失,以提高能源利用效率。通過鍋爐的定期檢驗、強化運行管理,實現鍋爐的安全平穩運行。