氫氣鍋爐簡(jiǎn)介及運(yùn)行總結(jié)

氫氣鍋爐簡(jiǎn)介及運(yùn)行總結(jié)［關(guān)鍵詞］氫氣鍋爐；自動(dòng)化；安全；節(jié)約成本；節(jié)能器［摘要］介紹了氫氣鍋爐的特點(diǎn)、工藝流程、設(shè)備、安全保護(hù)措施及日常運(yùn)行出現(xiàn)的問題及解決措施青島海灣化學(xué)有限公司氯堿裝置燒堿產(chǎn)能為30萬噸/年，產(chǎn)生氫氣除供給VCM裝置、鹽酸合成爐、偏硅酸鈉以外，仍剩余部分氫氣放空。為減少氫氣放空量，充分利用氫氣能源，我公司氯堿裝置引進(jìn)一套20t/h氫氣鍋爐裝置，并于2016年11月投入使用?，F(xiàn)就氫氣鍋爐基本情況及日常運(yùn)行出現(xiàn)的問題作簡(jiǎn)單介紹。1氫氣鍋爐特點(diǎn)1.1SZS氫氣鍋爐為雙鍋筒、縱置式、D型布置室燃爐，對(duì)流傳熱部分為單程，煙氣排放暢通，換熱率高，排煙溫度低；1.2鍋爐設(shè)置水液位、排煙溫度、故障、氫氣壓力等報(bào)警聯(lián)鎖安全措施；1.3鍋爐自動(dòng)化程度高；1.4操作檢修方便2氫氣鍋爐工藝流程氫氣鍋爐是利用氫氣處理后的氫氣燃燒產(chǎn)生熱量，將脫鹽水蒸發(fā)成高溫飽和蒸汽并送到公司蒸汽管網(wǎng)，供各裝置使用。來自氫氣處理的干燥、高純度、無雜質(zhì)氫氣通過管道輸送至氫氣鍋爐界區(qū)，經(jīng)手閥、孔板流量計(jì)、過濾器、減壓閥、氣動(dòng)切斷閥后進(jìn)入氫氣鍋爐燃燒器的燃燒室；空氣在助燃風(fēng)機(jī)加壓后，經(jīng)自動(dòng)調(diào)節(jié)閥后也進(jìn)入氫氣鍋爐燃燒器的燃燒室?？諝馀c氫氣按一定比例混合燃燒，在爐膛內(nèi)放出大量熱量并生成高溫?zé)煔?，加熱鍋爐內(nèi)除氧水產(chǎn)生飽和蒸汽。高溫?zé)煔饨?jīng)鍋爐及節(jié)能器換熱后直接從煙囪放空。來自脫鹽水站的脫鹽水首先進(jìn)入脫鹽水箱，后經(jīng)除氧水泵送至除氧器進(jìn)行加熱除氧，除氧后的脫鹽水由鍋爐給水泵經(jīng)節(jié)能器送至鍋爐上鍋筒進(jìn)行加熱產(chǎn)生飽和蒸汽。生成的飽和蒸汽經(jīng)氣水分離后送至低壓蒸汽管網(wǎng)，供各裝置使用。**:Hit［時(shí).虹WF*tuU*#Hll *中!***??氫5.沱毓根借圖圖1氫氣鍋爐工藝流程圖Fig.1HydrogenboilerPID3氫氣鍋爐主要設(shè)備簡(jiǎn)介氫氣鍋爐裝置主要包括鍋爐主機(jī)、燃燒器、風(fēng)機(jī)、除氧器、節(jié)能器等部件組成。鍋爐主機(jī)氫氣鍋爐采用雙鍋筒、縱置式、D型布置的自然循環(huán)型結(jié)構(gòu)。鍋爐主機(jī)由上鍋筒、下鍋筒、膜式水冷壁、對(duì)流管束、鋼架、護(hù)板、保溫層等組成。鍋爐右部為爐膛，其四周均以膜式水冷壁包圍。對(duì)流管束設(shè)置在鍋爐左側(cè)，四周亦以膜式水冷壁結(jié)構(gòu)完全密封，對(duì)流管束采用順列式單回程布置。燃料在右側(cè)爐膛內(nèi)燃燒，與爐膛四周水冷壁進(jìn)行輻射換熱后，產(chǎn)生的高溫?zé)煔饨?jīng)過鍋爐后部爐膛出口進(jìn)入鍋爐左側(cè)對(duì)流管束區(qū)域，沖刷對(duì)流管束進(jìn)行對(duì)流換熱，在進(jìn)入尾部節(jié)能器與給水進(jìn)行熱量交換，最終以較低的溫度經(jīng)煙囪排至大氣。鍋爐后墻設(shè)置觀火孔。為確保安全，在鍋爐頂部設(shè)置了防爆門。[1]燃燒器燃燒器包含燃燒混合系統(tǒng)、風(fēng)量控制系統(tǒng)、燃?xì)庹{(diào)節(jié)系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)、安全聯(lián)鎖系統(tǒng)等全部燃燒系統(tǒng)。氫氣燃燒器采用擴(kuò)散外混式燃燒器燒嘴，燃燒噴頭部分把燃?xì)夥殖蓛蓚€(gè)區(qū)域，火焰中心是燃?xì)獬渥銋^(qū)，火焰邊緣為空氣充足區(qū)。即氫氣在燃燒前不與空氣混合，分兩路進(jìn)入爐膛邊混合邊燃燒，使燃燒更為充分，防止了燃燒回火，并合理安排火焰的高、中、低溫區(qū)，形成特殊的火焰旋流方向，使氫氣完全燃盡，得到極高的燃燒效率，同時(shí)保證沒有剩余氫氣積累，造成爆炸，確保燃?xì)涞陌踩煽啃浴３跗鞒跗髦饕ǔ跛^及除氧水箱兩大部件。鍋爐給水雖然為經(jīng)過處理的脫鹽水，但水中仍然含有氧氣和二氧化碳等氣體，其中氧的存在會(huì)使接觸面發(fā)生氧化反應(yīng)，產(chǎn)生氧腐蝕，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使鍋爐設(shè)備產(chǎn)生穿孔。除氧器給水由除氧器上部進(jìn)入，經(jīng)過布水器裝置，水經(jīng)過噴嘴霧化成細(xì)小水滴，受除氧器下部進(jìn)入的蒸汽加熱，使其達(dá)到在相應(yīng)壓力下的飽和溫度，去除大部分溶解氣體，再下落到填料層加熱除氧。節(jié)能器節(jié)能器主要包括一系列螺旋翅片管、進(jìn)出口集箱、彎管、保溫材料等。節(jié)能器被安裝在鍋爐尾部煙道，鍋爐給水經(jīng)過節(jié)能器后再進(jìn)入鍋爐，利用鍋爐排除的高溫?zé)煔饧訜峤o水，螺旋翅片管作為換熱管束，臥式串聯(lián)布置，給水在管內(nèi)流動(dòng)，煙氣則在管外沖刷進(jìn)行換熱。4氫氣鍋爐的日常運(yùn)行情況20t/h的氫氣鍋爐自首次運(yùn)行以來，整體上安全、高效、平穩(wěn)，自動(dòng)化程度高，只需在DCS點(diǎn)擊“啟爐”，鍋爐即可自動(dòng)完成爐膛吹掃、閥組檢漏、點(diǎn)火槍利用天然氣點(diǎn)火、氫氣燃燒等過程，DCS只需根據(jù)實(shí)際情況調(diào)節(jié)負(fù)荷即可。氫氣鍋爐滿負(fù)荷時(shí)運(yùn)行指標(biāo)如下：蒸汽壓力1.2Mpa，蒸汽溫度194°C，蒸汽流量20t/h,氫氣流量4600Nm3/h，氫氣壓力20Kpa，除氧器水溫104C。氫氣鍋爐的運(yùn)行使得原本放空的氫氣得以重新利用產(chǎn)生蒸汽，并入公司管網(wǎng)，供公司各裝置使用。自氫氣鍋爐運(yùn)行以來，每月產(chǎn)生蒸汽約11500噸，利用氫氣超過10000萬m，。5氫氣鍋爐運(yùn)行過程中的主要問題及解決方案5.1給水PH低氫氣鍋爐運(yùn)行初期，脫鹽水從外管網(wǎng)進(jìn)入脫鹽水箱，然后未經(jīng)過任何處理直接進(jìn)入除氧器。由于外管網(wǎng)脫鹽水PH呈弱酸性，所以經(jīng)過除氧器后進(jìn)入鍋爐的除氧水也呈現(xiàn)弱酸性，從而導(dǎo)致除氧器被腐蝕，除氧水中鐵離子含量隨之升高，這對(duì)除氧器及氫氣鍋爐長(zhǎng)期安全穩(wěn)定運(yùn)行造成不利影響。解決方案：增加氨水加藥裝置：現(xiàn)場(chǎng)增加氨水加藥箱，定期向加藥箱內(nèi)加入濃度約28%的氨水，并通過空氣攪拌使氨水混合均勻，隨后用氨水加藥泵將稀釋后的氨水加入到除氧水泵出口管道，后進(jìn)入到除氧器。由于進(jìn)除氧器的脫鹽水PH升高，除氧器出水的鐵離子含量也下降到指標(biāo)范圍內(nèi)；同時(shí)由于進(jìn)氫氣鍋爐的除氧水PH升高，鍋爐的磷酸三鈉加入量隨之下降。5.2爐水磷酸根含量忽高忽低氫氣鍋爐運(yùn)行初期，爐水中磷酸根含量時(shí)常忽高忽低，此時(shí)會(huì)同時(shí)調(diào)節(jié)磷酸三鈉溶液濃度、磷酸三鈉加藥泵沖程以及上鍋筒連排量。此種調(diào)節(jié)方式同時(shí)調(diào)節(jié)的參數(shù)太多且較為混亂，即使本次將磷酸根指標(biāo)調(diào)節(jié)到合格范圍內(nèi)，但仍不能找出正確的調(diào)節(jié)規(guī)律。所以，爐水中磷酸根含量仍然時(shí)常超出指標(biāo)范圍。解決方案:影響爐水磷酸根指標(biāo)的主要影響因素有加藥濃度、連排量、定排量和磷酸鹽加藥泵沖程，通過固定加藥濃度、連排量和定排量，只調(diào)節(jié)磷酸鹽加藥泵沖程，即調(diào)節(jié)加入到上鍋筒的磷酸三鈉溶液的流量，逐漸找出規(guī)律，將爐水中磷酸根含量控制在指標(biāo)范圍內(nèi)。6結(jié)論在氫氣鍋爐運(yùn)行過程中通過增加氨水加藥裝置、規(guī)范爐水