余热锅炉创新保养法探究

张翀

摘要:余热锅炉停运期间需要采取恰当的保养措施，防止产生腐蚀，本文介绍了燃气蒸汽联合循环停运时一种创新的余热锅炉停炉保养方法。根据燃气蒸汽联合循环特点，利用燃机空载时的排气余热烘干锅炉，即方便快捷，又降低了保养成本。

关键词：联合循环；锅炉保养；燃机空载；成本

0引言

某公司有两套燃气—蒸汽联合循环机组，燃机是GE公司生产的PG9171E型燃气轮机，余热锅炉是中船重工第703所设计的三压无补燃、双汽包、带一体化除氧器、卧式烟道、立式螺旋翅片管自然循环水管锅炉，汽轮机是南京汽轮电机厂生产的双压、冲动、单排汽、单轴、可调整抽汽凝汽式汽轮机。

公司作为开发区内唯一热源点，为满足开发区内用户用热需求，机组全年连续对外供热，两套机组一运一备。备用机组在无启动计划时为热备用，根据电网调度命令随时启动。为保证机组处于良好备用状态，机组停备时需采取有效的保养手段，尤其是避免在此期间余热锅炉发生氧腐蚀，对热力系统带来严重的危害。停炉保养方法的选择主要依据停运时间、现场条件、可操作性和经济性等。由于机组运行方式较灵活，启停时间不确定，因此，针对燃气—蒸汽联合循环运行特点，做好余热锅炉停炉保养工作尤为重要。

1锅炉停炉保养的必要性

锅炉在停运后，金属表面暴露在空气中，由于锅炉内部水分多，湿度大，锅炉内部表面会附着一层薄水膜，空气会通过锅炉表面一些狭小裂缝进入炉内，溶解到锅炉水膜中，产生氧腐蚀化学反应。如果金属表面积有污垢、水渣或其他杂质时，化学腐蚀过程会进一步加快。主要原因就是金属表面上的杂质物可能有裂缝、狭小缝隙，造成此区域的氧溶解浓度高，从而加剧化学腐蚀。结果表明，产生严重腐蚀的锅炉多是在停炉期间形成。因此，在停炉期间采用一些恰当的保养方法，对防止锅炉产生化学腐蚀具有重要意义。

2锅炉停炉保养的方法

锅炉停炉保养的基本原则就是不让外界的空气进入锅炉的汽水系统：保持汽水系统管道金属表面干燥；使金属表面浸泡在含有除氧剂或其他保护剂的溶液中；在金属表面上涂上防锈层。锅炉在停炉期间的保养方法主要分为干法和湿法两大类。干法保养主要有干燥剂法、烘干法、充氮法、涂料法。湿法保养主要有碱液法、亚硫酸钠保护法、热法。

一般停炉三个月以上应采用干法中的干燥剂法；停炉1-3个月可采用充氮法、碱液法或亚硫酸钠法；锅炉停运后24小时内启动时，可采用保压法，对于间断运行或停运时间在一周以内的锅炉也可采用此法；锅炉停运不超过1个月或因检修而停运时，可采用烘干法。

由于公司机组停运备用时间一般不超过1个月，停炉保养采用热炉放水余热烘干法结合充氮法。

3现行保养方法的弊端

公司机组运行方式主要为一套机组运行，另一套机组备用，定期进行切换。停备机组锅炉保养主要采用烘干法，辅以充氮法。锅炉停运后采用热炉放水烘干，停运15天后采用充氮法进行保养，或者每隔15天上水、点火，到达热炉放水参数后放水烘干。

在进行余热锅炉热炉放水烘干时，燃机需要启动带至空载满速，由于燃机空载满速时排气温度在280℃左右，余热锅炉升温升压缓慢，达到热炉放水参数的时间较长，且每半个月进行一次热炉放水烘干，保养成本较高。

采用充氮保养时，运行人员需对余热锅炉汽水系统进行普查，并关闭所有通大气的阀门，充氮建压后，还需要对各阀门进行检查，加关存在内漏的阀门。充氮保养运行操作量大，消耗工时较多，汽水系统严密性要求极高，且采购氮气成本较高。

4一种新的余热锅炉保养方法

在进行热炉放水烘干保养时，观察到燃机空载时排气温度仅280℃，余热锅炉正常运行时过热器入口烟温超过550℃，翻阅余热锅炉说明书，厂家规定“整台余热锅炉各受热面可在烟气温度低于400℃短期干烧运行。在此条件下，锅炉给水系统不允许启动”。燃机空载满速时的排烟温度满足余热锅炉说明书规定的锅炉无水运行标准。根据锅炉无水运行标准，尝试采用燃机点火烘干法，并制定方案措施。燃机空载烘干前余热锅炉已进行热炉放水，并执行保养操作，过程中余热锅炉给水系统停运，利用燃机空载满速时烟气余热加热锅炉受热面，烘干汽水系统中残留的水份。严格控制燃机空载满速运行时间不超过10分钟，烘干过程中开启汽水系统中的所有放空气阀及疏水阀，通过燃机点火烘干，肉眼可见汽包对空排汽排出大量蒸汽，高压汽包压力一度达到0.5MPa。由此可以看出热炉放水过程中，汽水系统中存在较多放水死角，并且热炉余热无法完全烘干。下表1对比了热炉放水余热烘干与燃机空载烘干时的高低压汽水系统参数。

表1

参数	热炉放水 余热烘干	燃机空载 烘干
高压汽包压力	0.22MPa	0.11 MPa
高压过热蒸汽 出口集箱压力	0.06MPa	0
高压过热蒸汽 出口集箱温度	114.24℃	118.78℃
低压汽包压力	0.13MPa	0.01 MPa
低压过热蒸汽 出口集箱压力	0.05MPa	0
低压过热蒸汽 出口集箱温度	109.56℃	107.55℃

由表1可已看出，采用燃机点火空载满速烘干，能够达到热炉放水时的温度，燃机空载烘干是在热炉放水后执行，空载运行10分钟，不违反厂家对锅炉无水运行的规定，其烘干效果好于热炉放水，能将汽水系统放水后管道死角内残留的水排出，保养效果较好。

5新方法的优势

采用燃机空载烘干法可以将热炉放水后残留在锅炉汽水系统内的水加热蒸发并排出，达到保养的目的。记录燃机空载烘干和热炉放水余热烘干法两种保养方式的成本，比较两者的优劣，具体情况如表2。

表2

项目	燃机空载 烘干法	热炉余热 烘干法	较优的方法
天然气消耗 （标方）	3500	7000	空载烘干
耗电量 （kWh）	5000	7000	空载烘干
耗水量 （吨）	0	200	空载烘干
工时 （小时）	4	12	空载烘干

经过多次试验，燃机空载满速烘干法较热炉放水余热烘干法具有以下几个优势：

（1）保养效果好。燃机空载烘干法可以排出余热锅炉热炉放水后残留在各受热面管道内的水份。

（2）成本较低。燃机空载烘干法保养时，余热锅炉无需上水，节省大量除盐水。同时，由于受热面无水，达到烘干温度的时间短，消耗的天然气减少。

（3）节省工时。燃机空载烘干法仅需要开启受热面放空阀及疏水阀即可，省去了余热锅炉启动前检查、上水换水等操作，大大减少了人员的操作量，减轻运行人员工作负担。

参考文献：

[1]余热锅炉安装、使用、运行、维护说明书 中船重工703所

[2]浅谈锅炉停炉保养方法 张志

[3]浅谈工业锅炉停炉保养中存在的问题及采用的措施 孔树学 沈鑫远

作者介绍：

张翀，男，浙江湖州，工程师，从事电厂管理工作