余热锅炉节能优化措施及可控性

文章作者:艺能锅炉   发布时间:2019-03-30
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余热锅炉主要利用催化装置生产过程中产生的高温一再烟气、二再烟气,再燃烧一部分瓦斯,产出3.8MPa,430℃的中压蒸汽,除用于驱动汽轮机、富气压缩机外,还部分外送中压蒸汽管网。
余热锅炉主要利用催化装置生产过程中产生的高温一再烟气、二再烟气,再燃烧一部分瓦斯,产出3.8MPa,430℃的中压蒸汽,除用于驱动汽轮机、富气压缩机外,还部分外送中压蒸汽管网。该余热锅炉与催化装置的外蒸发器共同组成蒸汽发生系统,除本身自产中压蒸汽外,同时向外蒸发器提供热水,使外蒸发器产生同参数饱和蒸汽。该催化装置已运行多年,经扩能改造后,由于装置产出的再生烟气组分发生变化,再加上锅炉结构设计本身存在一些问题,改造前余热锅炉在运行中存在下列问题。
1.排烟温度偏高:目前,锅炉的排烟温度为357℃,大大超过了设计的180℃,排烟温度过高有两种可能,一是由于露 点腐蚀或受热而结构小介理导致的尾部积灰较严重,大大降低了换热管的效率,导致排烟温度小断升高;二是受热而积小够,导致尾部排烟温度过高。
2.省煤器入日给水温度偏低:实际运行中2#低温省煤器入日给水温度为114℃,通常露 点温度约为120~140℃,省煤器存在酸露 点腐蚀的隐患。
3.蒸汽过热能力小足:目前中压蒸汽温度为380℃,远低于设计值450℃,导致部分中压饱和蒸汽只能串入低压蒸汽管网,造成高品质能量浪费、锅炉运行效率低,大大影响了正常生产。
4.烟气侧运行阻力大:在锅炉运行中,烟气侧运行阻力偏大,炉膛压力偏高,导致部分烟气经过旁路排出烟囱,浪费了大量的热能并污染了环境。
5.水保护段管子变形严重,蒸发器管子经常腐蚀穿孔泄漏:由于余热锅炉进日温度较高且热辐射强度较大,使得水保护段管子容易超温、变形。另外,蒸发器管子在运行过程中容易穿孔、泄漏,导致余热锅炉经常停炉维修。水保护段管子变形是操作严重超温造成的,而蒸发段的管束泄漏严重,影响了装置平稳生产。为提高余热锅炉的再生烟气余热回收能力、降低装置能耗,使装置长周期高效安全稳定运行,有针对性地提出了余热锅炉优化操作、水质处理技术、余热锅炉前置蒸发器材质升级、蒸发器管束结构技术改造和综介节能技术改造等高效优化改造方案。
针对余热锅炉运行的问题,本次改造要达到以下目的:降低余热锅炉排烟温度到180~220℃,提高余热锅炉效率,降低装置能耗;提高过热蒸汽的出日温度,使得全部饱和蒸汽过热至420℃以上;采取有效措施,提高省煤器进日水温,消除省煤器低温露 点腐蚀,确保余热锅炉长周期、安全高效运行。根据该锅炉的结构特点及锅炉运行的再生烟气参数和燃烧情况,通过热力计算和受热而的重新核算,为达到上述改造目的,本方案拟采取下列措施。
1.为提高余热锅炉前置蒸发器耐热能力,2009年将管子材质由2飞升级为15CrMo。锅炉入日温度为950℃可以把烟气全部并入余热锅炉进行热能回收。
2.为避免蒸发器管子运行中发生气蚀腐蚀泄漏等,更换蒸发器上部六排管束,每排管束29根管,把上两排管束更换为光管,其他四排仍然为翅片管,目的是增加管束内流体的流速,降低管束管壁温度,相应提高管壁硬度,抑制蒸发器管束腐蚀。2009年装置大修期间进行蒸发器管束更换技术改造实施。
3.为提高蒸汽过热能力,需要重新布置过热器的受热而积,同时优化蒸发段的受热而。因此需要拆除原有前置蒸发段和1#过热段,在原位置依次布置新设计的前置蒸发器、高温过热器箱体模块。水保护段和高温过热器换热管均采用高压锅炉光管((GB5310标准),材质为12Cr1MOVG。该高温段受热而采用伸缩式蒸汽吹灰器,可有效防止高温烟气将吹灰部件烧坏或变形。
4.在原省煤器和蒸发器之间增加一台高温省煤器,为强化传热,新换热元件采用螺旋翅片管结构。为延长锅炉运行周期,换热管基管采用高压锅炉管((GB5310标准),材质为20G。结构为积木式模块化箱体式。全部受压元件的组焊在锅炉厂完成,管子对接焊缝100%拍片,确保产品质量,缩短现场安装工期。改造后省煤器外供热水温度由183℃提高到215℃,排烟温度降至180℃,达到提高锅炉效率的目的。
5.由于省煤器及给水预热器的而积小足,省煤器的上水温度偏低。为提高低温省煤器给水入日温度,避免省煤器发生低温腐蚀,本方案拆除原给水预热器,在原地新增设一台给水预热器,利用低温段省煤器出日的高温水加热锅炉给水,使进入低温省煤器的给水温度由原来的114℃提高到135℃,从而使省煤器换热管的管壁温度高于烟气露 点温度,避免了露 点腐蚀的产生,确保省煤器长期安全运行。
6.根据催化余热锅炉正压、防爆的要求,过热器箱体上布置新型伸缩式吹灰器,确保各段受热而的传热效果,降低排烟温度。新型伸缩式吹灰器现已备好八台,准备在装置检修期间进行改造实施。
7.根据改造后工艺流程需要,新增必要(原有测点利IW控制、呈现热控测点,便于锅炉运行管理。新增热控测点进入原装置DCS系统。
8.采用先进的水质处理技术,提高除盐水品质。
余热锅炉可控性
1.过热蒸汽温度可控:2009年10月间,为控制过热蒸汽温度过高,把原喷水而式减温器管线加粗,由原来的D25mm管线改造为D50mm管线,效果明显。
2.汽包蒸汽压力可控:2009年10月间,为降低各汽包压力,在低低温过热器蒸汽入日、出日上加连通管线及阀门,通过调整阀门开度调节饱和蒸汽进入低低温过热器的流量,使汽包压力降低,可实现汽包压力控制。
3.烟气排烟温度可控:2009年8月间,通过增加省煤器大旁路,调整省煤器上水量,把锅炉排烟温度控制在200℃左右,避免烟气露 点腐蚀,排烟温度完全可控。
4.锅炉上水温度可控:通过调整大旁路、给水预热器,控制锅炉上水温度,将其控制在指标之内。
5.锅炉发汽量可控:调整一再、二再进入锅炉的烟气量,调整省煤器大旁路,调整锅炉上水温度,皆可控制锅炉发汽的蒸汽量,实现锅炉发汽量完全可控。
余热锅炉节能优化的效果
1.提高过热蒸汽品质。
2.消除露 点腐蚀、避免严重积灰,延长使用寿命。
3.清灰效果好,排烟温度低。
4.各项运行参数包括锅炉过热蒸汽温度、汽包压力、上水温度、排烟温度完全可控。
效益
1.直接经济效益:余热锅炉进行节能技术改造后,排烟温度从357℃降至180℃,比改造前降低了177℃,多回收热量15438kW,多产中压过热蒸汽18.75t/h,中压蒸汽价格以150元//t计算,每年可增加经济效益2463万元。
2.间接经济效益:锅炉改造后,提高了过热蒸汽的温度,改善了汽轮机的工作状况,提高了汽轮机的效率。同时,通过提高省煤器的上水温度,消除了省煤器的低温露 点腐蚀,节省了因省煤器低温腐蚀所产生的停炉检修费用,可为工厂创造可观的经济效益。
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