CN103574584B - 一种余热锅炉煮炉工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种余热锅炉煮炉工艺，包括前处理、煮液配制、煮炉步骤，具体包括：用压力水将垢面进行冲洗，对锅筒底部、联箱处堆积的淤泥、垢渣进行清除；按锅炉容水量称量碱煮除垢药剂放入水箱中加水搅拌溶解，启动给水泵送入锅内；将汽包升压至0.3~0.5MPa进行保压10~14h，继续将汽包升压至0.6~0.8MPa，保压10~14h，再次将汽包升压至1.0~1.6MPa对炉水碱度和磷酸根进行测定即完成。本发明以焦炭和转炉氧枪操作配合产生热量并在三个不同阶段控制吸热量，使药剂能与反应物充分反应，达到清除余热锅炉在制造、运输、安装过程中带入系统内的杂质、油污和铁锈及在金属内表面钝化成膜，延长余热锅炉使用寿命。

Description

一种余热锅炉煮炉工艺

技术领域

本发明属于冶金化学技术领域，具体涉及一种余热锅炉煮炉工艺。

背景技术

余热锅炉，顾名思义是指利用各种工业过程中的废气、废料或废液中的余热及其可燃物质燃烧后产生的热量把水加热到一定工质的锅炉。具有烟箱、烟道余热回收利用的燃油锅炉、燃气锅炉、燃煤锅炉也称为余热锅炉，余热锅炉通过余热回收可以生产热水或蒸汽来供给其它工段使用。

燃油、燃气、燃煤经过燃烧产生高温烟气释放热量，高温烟气先进入炉膛，再进入前烟箱的余热回收装置，接着进入烟火管，最后进入后烟箱烟道内的余热回收装置，高温烟气变成低温烟气经烟囱排入大气。由于余热锅炉大大地提高了燃料燃烧释放的热量的利用率，所以这种锅炉十分节能。

余热锅炉按燃料分为燃油余热锅炉、燃气余热锅炉、燃煤余热锅炉及外媒余热锅炉等。按用途分为余热热水锅炉、余热蒸汽锅炉、余热有机热载体锅炉等。燃煤燃烧释放出来的高温烟气经烟道输送至余热锅炉入口，再流经过热器、蒸发器和省煤器，最后经烟囱排入大气，排烟温度一般为 150～180℃，烟气温度从高温降到排烟温度所释放出的热量用来使水变成蒸汽。锅炉给水首先进入省煤器，水在省煤器内吸收热量升温到略低于汽包压力下的饱和温度进入锅筒。进入锅筒的水与锅筒内的饱和水混合后，沿锅筒下方的下降管进入蒸发器吸收热量开始产汽，通常是只有一部分水变成汽，所以在蒸发器内流动的是汽水混合物。汽水混合物离开蒸发器进入上部锅筒通过汽水分离设备分离，水落到锅筒内水空间进入下降管继续吸热产汽，而蒸汽从锅筒上部进入过热器，吸收热量使饱和蒸汽变成过热蒸汽。根据产汽过程的三个阶段对应三个受热面，即省煤器、蒸发器和过热器，如果不需要过热蒸汽，只需要饱和蒸汽，可以不装过热器。当有再热蒸汽时，则可加设再热器。余热锅炉核心部件包括锅筒、活动烟罩、烟道、氧枪口和下料管，锅筒上开设有供酸洗、热工测量、水位计、给水、加药、连续排污、紧急放水、安全阀、空气阀等的管座，以及人孔装置等。锅筒设有两只弹簧安全阀；水位计两只，采用石英管式双色水位计，安全可靠，便于观察，指示正确。在锅筒进水管孔以及其它可能出现较大温差的管孔采用套管式管座，防止管孔附近因热疲劳而产生裂纹。锅筒内部装置设置有供汽水分离的分离装置，以及锅炉给水、加药等连接管。锅筒配置有两个支座，一个为固定支座，一个为活动支座。给水分配集箱由配水集箱和连接管组成；锅炉给水从锅筒引出由下降管引出入给水集箱，为了使集箱各部位温度不出现偏差，给水分配集箱与下集箱进水采用多根分散下降管引入。汇集集箱由出水集箱和连接管组成，为了使集箱各部位温度不出现偏差，汽水混合物由多根连接管引入出水集箱，再由上升管引入锅筒。活动烟罩管组由上集箱、下集箱、管组组成，上下集箱间用180根φ45×5无缝钢管连接，管间用扁钢焊接组成下部烟罩。

由于工艺的原因，活动烟罩经常需要上下移动，活动烟罩和炉口段间就存在间隙，为防止高温烟气向外泄露，在活动烟罩上部制作水封槽，采用水封的形式进行密封，为防熔渣溅入密封槽，在密封槽端部设置有挡渣板，为便于清理水箱中的杂物，在水封槽上还开设有清理手孔。由分配集箱、下集箱、管组、上集箱组成。锅炉给水从锅筒引出入分配集箱，为了使集箱各部位温度不出现偏差，分配集箱与下集箱进水采用分散下降管引入，水进入下集箱后分散进入132根φ42×4无缝钢管和6mm厚扁钢组成的节圆为φ2400mm的圆形烟道受热面，然后产生汽水混合物进入上集箱，由上升管引入锅筒。为使集箱避开火焰区，管束低部为U型弯管，炉口段烟道与水平夹角为55度。为了防止烟道发生变形，在烟道上适当位置设置有加固环。集箱、管子材质均为20（GB3087-1999）。斜一段烟道、斜二段烟道、末一段烟道、末二段烟道各段烟道管组由分配集箱、下集箱、管组、上集箱组成。锅炉给水从锅筒引出进入分配集箱，为了使集箱各部位温度不出现偏差，分配集箱与下集箱进水采用分散下降管引入，水进入下集箱后分散进入132根φ42×4无缝钢管和6mm厚扁钢组成的节圆为φ2636mm的圆形烟道受热面，然后产生汽水混合物进入上集箱，由上升管引入锅筒。为了防止烟道发生变形，在烟道上适当位置设置有加固环。为了方便检修，在烟道还设有人孔。集箱、管子材质均为20（GB3087-1999）。在炉口段烟道上设有氧枪口，氧枪口由管束、上下集箱组成，由于此处温度较高，为防止入口处结构变形，均采用了可卸式水冷套结构，氧枪入口处为防止烟气外喷，还设置氧枪口氮封装置（含氮封塞）。在炉口段烟道上设有下料管，下料管由管束、上下集箱、防磨板组成。ZG系列针形管余热回收装置，是专为烟气余热回收而设计的专用高效节能产品。采用针形管强化热元件扩展受热面，水管烟侧的受热面可大大增加，同时烟气流经针形管表面时形成强烈的紊流，起到提高传热效率和减少烟灰积聚的作用。该余热回收装置具有结构简介、热效率高、运行寿命长、安全可靠、运行寿命长、安全可靠、维护方便等优点。

 常用余热锅炉采用烟管换热，其金属受热面最低壁面温度与热流体排放温度之间大致处于一种倍数关系。关于烟管换热器，假如金属受热面壁面温度请求不低于150℃时，其排烟温度通常不得低于300℃，否则必然惹起低温结露腐蚀。新建投用的余热锅炉为了清除余热锅炉在制造、运输、安装过程中带入系统内的杂质、油污和铁锈，这些脏物的存在，不但会堵塞水管、使蒸汽品质恶化，并会使传热变坏，受热面易过热烧坏。二是使金属内表面钝化成膜，延长使用寿命。因为新建投用的钢铁企业没有蒸汽源，很多新建的余热锅炉都无法进行煮炉，致使余热锅炉的受热管经常突发性的爆管，造成意外停产检修。因此，为解决上述问题，开发一种能达到清除余热锅炉在制造、运输、安装过程中带入系统内的杂质、油污和铁锈及在金属内表面钝化成膜，延长余热锅炉使用寿命的煮炉工艺是非常必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种余热锅炉煮炉工艺。

本发明的目的是这样实现的，包括前处理、煮液配制、煮炉步骤，具体包括：

A、前处理：用压力水将垢面进行冲洗，对锅筒底部、联箱处堆积的淤泥、垢渣进行清除；

B、煮液配制：按锅炉容水量称量碱煮除垢药剂放入水箱中加水搅拌溶解，启动给水泵送入锅内；

C、煮炉：将汽包升压至0.3~0.5MPa进行保压10~14h，继续将汽包升压至0.6~0.8MPa，保压10~14h，再次将汽包升压至1.0~1.6MPa对炉水碱度和磷酸根进行测定即完成。

本发明以焦炭和转炉氧枪操作配合产生热量并在三个不同阶段控制吸热量，使药剂能与反应物充分反应，达到清除余热锅炉在制造、运输、安装过程中带入系统内的杂质、油污和铁锈及在金属内表面钝化成膜，延长余热锅炉使用寿命。

附图说明

图1为本发明工艺流程图；

图2为本发明余热锅炉整体结构示意图；

图中： 1-为汽包，2-为除氧器， 3-低压循环泵， 4-锅炉给水泵， 5-活动烟罩， 6-炉口固定段， 7-Ⅰ段， 8-Ⅱ段， 9-尾段， 10-氧枪口， 11-1号下料口，FW-锅炉给水管，DW-除盐水管，LPWS-低压循环供水管，LPWB-低压循环回水管，NCWS-自然循环供水管，NCWB-自然循环回水管，S为蒸汽管。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。

本发明所述余热锅炉煮炉工艺，包括前处理、煮液配制、煮炉步骤，具体包括：

A、前处理：用压力水将垢面进行冲洗，对锅筒底部、联箱处堆积的淤泥、垢渣进行清除；

B、煮液配制：按锅炉容水量称量碱煮除垢药剂放入水箱中加水搅拌溶解，启动给水泵送入锅内；

C、煮炉：将汽包升压至0.3~0.5MPa进行保压10~14h，继续将汽包升压至0.6~0.8MPa，保压10~14h，再次将汽包升压至1.0~1.6MPa对炉水碱度和磷酸根进行测定即完成。

所述的煎煮除垢剂由烧碱和磷酸三钠组成。

烧碱的主要成分是氢氧化钠NaOH，它对油污以及硅酸盐垢都有一定的溶解作用，氢氧化钠NaOH与硅酸盐的反应如下：SiO₂+2NaOH→Na₂SiO₃+H₂O。磷酸三钠Na₃PO₄的作用是使坚硬、致密的硫酸钙水垢和碳酸钙水垢转型变成松软的磷酸钙水垢，起反应如下：3CaSO₄+2Na₃PO₄→Ca₃(PO₄)₂↓+3Na₂SO_4、3CaSO₃+2Na₃PO₄→Ca₃(PO₄)₂↓+3Na₂SO₃磷酸钙Ca₃(PO₄)₂水垢能被盐酸溶解：Ca₃(PO₄)₂+6HCL→3CaCL₂+2H₃PO₄。

所述的煎煮除垢剂中烧碱加入量为2~4Kg/m³；磷酸三钠加入量为2~3Kg/m³。

所述的给水泵对于高压循环系统进水顺序为：脱氧水箱→脱盐水泵→除氧器→汽包给水泵→汽包→各烟道→定期排污管。

所述的给水泵对于低压循环系统进水顺序为：脱氧水箱→脱盐水泵→除氧器→热力泵→ 活动烟罩、氧枪套、下料溜槽套→活动烟罩排污管。

所述的煮炉热源为焦炭。

所述的煮炉热源是在转炉内伴随氧枪吹氧作用下升温，将热量传递给烟道各受热面。

所述的汽包水位控制在40~60%。

所述的除氧器水位控制在40~60%。

所述的煮炉期间每隔1~3h对汽包、除氧器进行炉水取样，分析炉水碱度及磷酸根，保持碱度在100~120毫克当量/升以上。

本发明在系统清洗、试压合格后便可以进行煮炉。煮炉前要对系统进行全面 检查，检查系统有无卡阻的地方，特别应该注意检查烟道和管道的支吊架，保证固定支架固定可靠；滑动支架及摇摆支架能够自由滑动及摇摆，无卡阻现象；将弹簧支吊架的固定卡板拆除，确保整个系统在温度升高时能够自由膨胀。在烟道及管道的末端及膨胀量大的地方应做出记号， 以便在温度升高时随时观察烟道及管道的膨胀量，并与理论值进行对比，如发现异常现象应及时检查并及时排除，防止损坏管道及设备。

煮炉用药品（氢氧化钠、磷酸三钠）及临时加药设施到位。

操作、炉水分析化验及维护人员到位，实施全过程跟踪，并作好记录。

煮炉安全条件具备。（防护用具、安全警示、操作安全培训）。

蓄热器已灌水至正常水位(就地水位计刻度值1050mm，中心线+700mm)。

氢氧化钠(NaOH)按3kg/m3水配方，磷酸三钠按2.63kg/m3Na3PO4·12H2O配方。

煮炉系统进水，高压循环系统：脱氧水箱→脱盐水泵→除氧器→汽包给水泵→汽包→各烟道→定期排污管；低压循环系统：脱氧水箱→脱盐水泵→除氧器→热力泵→ 活动烟罩、氧枪套、下料溜槽套→活动烟罩排污管； 汽包及除氧器水位控制在50%。

在进水的过程中将计算得到一次性投加药量溶解后配为0.5～1.0% 的溶液投加与脱盐水箱，随着进水按比例把药剂完全投加完。

焦炭在转炉内伴随氧枪吹氧作用下开始升温，并逐步将热量传递给烟道各受热面。

当汽包升压到0.3～0.5MPa时，整个系统保压12h，补充焦炭同时氧枪开始吹氧，对汽包升压至0.6～0.8MPa，然后停止氧枪吹氧适当将转炉倾斜，系统保压12 小时。补充焦炭同时氧枪开始吹氧对汽包升压至1.0～1.6MPa分析炉水碱度及磷酸根。若碱度<50～60mmol/L时应补充加药。当最大流量压力下，排水处水色及透明度与入口目测一致为合格。当炉水磷酸根含量渐渐趋向稳定，或炉水碱度为8 ~ 12 毫克当量/升即为合格。

为了更好理解本发明，下面结合实例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅限于下面的实例。

实施例1

本发明在2012年1月昆钢2^#  120t转炉投产时得以使用，成功的在系统管道镀膜，有效保证了昆钢2^#  120t转炉配套余热锅炉系统安全稳定运行。

具体实施如下：

当汽包升压到0.45MPa时（采取就地或控制室打开汽包电动放散阀排汽稳压），停止氧枪吹氧适当将转炉倾斜，除氧水箱升压到0.1MPa，整个系统保压12h。在此期间应对系统进行检漏、紧固各人孔、阀门、法兰螺栓等部件。要求炉水监督，每隔2小时对汽包、除氧器进行炉水取样，分析炉水碱度及磷酸根。若碱度<100毫克当量／升时应补充加药，具体检测数据、检测次数及补充药量相关数据见表1：

表1   相关检测数据及操作情况表

汽包和除氧水箱在保压12小时后各排污一次，逐个打开固定烟罩、1段主烟道、2段主烟道、尾部烟道下联箱排污阀，注意每次只开1只阀。每次排污量为汽包水下降100毫米，排污后应向汽包及时加水，至原来水位。打开除氧器底部排污阀，排污量为除氧水箱水位下降100毫米，排污后应及时加水，至原来水位。同时对取样的炉水化验确定补充的药量随着补水进入循环系统内。注意观察定排排水口处排污水情况。

补充焦炭同时氧枪开始吹氧，对汽包升压至0.78MPa，然后停止氧枪吹氧适当将转炉倾斜，系统保压12 小时。每隔2h 取炉水样化验一次，化验次数及化验结果见表2。

表2  炉水化验结果及合格标准

过程中除氧器及低压强制循环系统将一定程度升压，除氧水箱升压至0.2MPa，每隔4 小时进行排污，直到炉水合格，低压系统煮炉可结束，具体化验次数及化验结果见表3。

表3  炉水化验结果及合格标准

补充焦炭同时氧枪开始吹氧对汽包升压至1.58MPa，每隔4小时进行排污，直到化验炉水合格，高压强制循环系统煮炉可结束，具体化验次数及化验结果见表4。

表4  炉水化验结果及合格标准

实施例2

本发明在2012年6月昆钢1^#  120t转炉投产时得以使用，成功的在系统管道镀膜，有效保证了昆钢1^#  120t转炉配套余热锅炉系统安全稳定运行。

具体实施如下：

当汽包升压到0.48MPa时（采取就地或控制室打开汽包电动放散阀排汽稳压），停止氧枪吹氧适当将转炉倾斜，除氧水箱升压到0.1MPa，整个系统保压12h。在此期间应对系统进行检漏、紧固各人孔、阀门、法兰螺栓等部件。要求炉水监督，每隔2小时对汽包、除氧器进行炉水取样，分析炉水碱度及磷酸根。若碱度<100毫克当量／升时应补充加药，具体检测数据、检测次数及补充药量相关数据见表5：

表5   相关检测数据及操作情况表

汽包和除氧水箱在保压12小时后各排污一次，逐个打开固定烟罩、1段主烟道、2段主烟道、尾部烟道下联箱排污阀，注意每次只开1只阀。每次排污量为汽包水下降100毫米，排污后应向汽包及时加水，至原来水位。打开除氧器底部排污阀，排污量为除氧水箱水位下降100毫米，排污后应及时加水，至原来水位。同时对取样的炉水化验确定补充的药量随着补水进入循环系统内。注意观察定排排水口处排污水情况。

补充焦炭同时氧枪开始吹氧，对汽包升压至0.8MPa，然后停止氧枪吹氧适当将转炉倾斜，系统保压12 小时。每隔2h 取炉水样化验一次，化验次数及化验结果见表6：

表6  炉水化验结果及合格标准

过程中除氧器及低压强制循环系统将一定程度升压，除氧水箱升压至0.15MPa，每隔4 小时进行排污，直到炉水合格，低压系统煮炉可结束，具体化验次数及化验结果见表7。

表7  炉水化验结果及合格标准

补充焦炭同时氧枪开始吹氧对汽包升压至1.6MPa，每隔4时进行排污，直到化验炉水合格，高压强制循环系统煮炉可结束，具体化验次数及化验结果见表8。

表8  炉水化验结果及合格标准

Claims (3)

1.一种余热锅炉煮炉工艺，其特征在于包括前处理、煮液配制、煮炉步骤，具体包括：

A、前处理：用压力水将垢面进行冲洗，对锅筒底部、联箱处堆积的淤泥、垢渣进行清除；

B、煮液配制：按锅炉容水量称量碱煮除垢药剂放入水箱中加水搅拌溶解，启动给水泵送入锅内；煎煮除垢剂由烧碱和磷酸三钠组成，烧碱加入量为2~4Kg/m³，磷酸三钠加入量为2~3Kg/m³；给水泵对于高压循环系统进水顺序为：脱氧水箱→脱盐水泵→除氧器→汽包给水泵→汽包→各烟道→定期排污管；给水泵对于低压循环系统进水顺序为：脱氧水箱→脱盐水泵→除氧器→热力泵→活动烟罩、氧枪套、下料溜槽套→活动烟罩排污管；汽包水位控制在40~60%，除氧器水位控制在40~60%；

C、煮炉：将汽包升压至0.3~0.5MPa进行保压10~14h，继续将汽包升压至0.6~0.8MPa，保压10~14h，再次将汽包升压至1.0~1.6MPa直至炉水磷酸根含量趋向稳定，或炉水碱度为8~12毫克当量/升即完成；煮炉期间每隔1~3h对汽包、除氧器进行炉水取样，分析炉水碱度及磷酸根，若碱度50~60mmol/L时补充加药。

2.根据权利要求1所述的余热锅炉煮炉工艺，其特征在于所述的煮炉热源为焦炭。

3.根据权利要求1或2所述的余热锅炉煮炉工艺，其特征在于所述的煮炉热源是在转炉内伴随氧枪吹氧作用下升温，将热量传递给烟道各受热面。