中小型燃油燃气锅炉设施管理

2023-01-06朱雅雯

设备管理与维修 2022年19期

朱雅雯

（上海工业锅炉研究所有限公司，上海 201114）

0 引言

随着我国对节能环保水平的要求越来越高，中小型燃煤锅炉逐渐退出各一线城市的历史舞台，随之而来的是越来越多的，节能高效、洁净环保的燃油燃气锅炉。

在工业生产及人们生活中，锅炉是主要的供能供热中心，有着重要作用。但是锅炉的运行管理不当会造成长期燃烧状况欠佳、效率降低或设备工作失灵，继而导致浪费能源、污染环境、缩短本体和元件的使用寿命、引发安全事故等一系列问题。正确和专业的运行管理能消除上述隐患，确保锅炉正常、高效、经济、安全地运行，节约可观的运行费用，避免因恶劣工况而引起的维修和不正常停炉带来的损失。

1 锅炉的安全运行

根据特种设备安全技术规范TSG 11—2020《锅炉安全技术规程》的要求，对于液体和气体燃料燃烧器应采用程序燃烧，同时应设置自动控制器等安全与控制和联锁保护装置；在所谓“锅”的部分综合技术规范同样对于安全阀、压力测量装置、水位测量与示控装置、温度测量装置、排污和放水装置等安全附件及安全保护装置做出了严格的要求。这些装置在一定程度上保障了锅炉的安全平稳运行。

随着自动化水平的提高，燃油燃气锅炉运行的自动化程度越来越高。国家对这类锅炉运行管理的要求也发生了一些变化。在燃煤锅炉时期，安全技术规范中对司炉工值守有不得擅自离开锅炉房的明确规定；不过TSG 11—2020 的第8.2 条规定：“B 级及以下全自动锅炉可以不设跟班锅炉作业人员，但是应当建立定期巡回检查制度。”[1]锅炉自动化程度的提高，减少了司炉人员的工作量和工作强度。

但是在锅炉的运行管理中也出现了新的问题。

（1）操作运行人员对锅炉自动化了解程度不高，对锅炉及其辅机（水泵、风机、水处理设备等）熟悉程度不够等。如果遇到锅炉发生故障，操作人员往往操作盲目性大，处理方法不当。

（2）由于自动化程度提高，一些锅炉操作人员过于依赖自动化，动手能力下降，工作状态懒散。

因此在锅炉安全运行方面需加强锅炉操作人员的日常培训，督促操作人员的不断学习。燃油燃气锅炉的运行工作量相较以前有所减少，锅炉操作人员有更多的时间和良好的机会学习。企业可以通过建立岗位责任制、采取合理的激励措施，培养锅炉操作人员的工作责任心，让其主动学习锅炉的安全与节能知识并运用到实践中。按照规程建立锅炉房紧急情况应急预案，对锅炉安全管理人员、操作人员等人员每年进行一次应急预案演练，这样在遇到突发状况时可以减小人员伤亡、财产损失，将不良影响控制在最小范围内。

2 锅炉的节能环保运行

在特种设备行列中，锅炉属于高耗能、高排放设备。随着国内国外技术的进步，我国自1998 年颁布《节约能源法》以来，节能减排工作不断前进变化，目前锅炉节能环保领域亦形成了一套非常完整的法律法规标准制度管理体系，贯穿于锅炉的全寿命周期。锅炉能效的提高意味着产生单位能量时燃料消耗量减少、单位生产成本下降，因此重视锅炉的节能减排工作具有重要的经济效益、社会效益和环境效益。

影响锅炉运行效率及污染物排放的参数、因素有很多，主要有锅炉运行负荷、炉水水质、排烟温度以及空气过量系数、燃料种类、系统的“跑冒滴漏”等。锅炉使用单位可通过以下措施进行节能减排管理：

（1）依据《中华人民共和国特种设备安全法》《高耗能特种设备监督管理办法》《锅炉安全技术规程》《锅炉节能技术监督管理规程》及《锅炉大气污染物排放标准》的要求，进行每台锅炉的能效测试，及时分析检测结果，使锅炉运行达到燃烧和热效率最佳状况。

（2）进行锅炉烟气、锅炉排污、蒸汽锅炉冷凝水的回收利用，并记录相关节能数据。

（3）进行锅炉房设备及相关管道、阀门的检查工作，杜绝“跑冒滴漏”，消除蒸汽浪费现象。

（4）进行各用能用热设备的检查工作，发现有“跑冒滴漏”的情况及时抢修，防止不必要的能源浪费。

（5）锅炉操作运行人员严格执行锅炉运行规程，精心调整锅炉运行工况，保证燃料充分燃烧，保证运行过程中环保设施不解列、不违章操作。

（6）定时对环保设施进行检查（一般在锅炉巡回检查时一并进行）发现问题及时报修，保持环境设施完好，不带病工作。

使用单位可采取一定的激励措施，对于锅炉运行节能效果突出的月份进行奖励。

3 锅炉的水质管理

水是工业锅炉最常用的介质，水质的优劣直接影响锅炉能否安全、经济及环保运行。国家也有明确的锅炉水质标准，GB/T 1576—2018《工业锅炉水质》中表示，工业锅炉运行时给水以及补给水需要满足标准要求[2]。

目前常用的锅外水处理方式是通过钠离子树脂交换法去除锅炉给水中的钙离子、镁离子，防止锅炉结垢影响传热，从而降低锅炉排烟温度，提高锅炉运行效率。大量实践证明，这是一种先进、可靠的降低硬度的锅外水处理方式，它利用离子交换反应的可逆原理，置换出锅炉给水中的钙离子、镁离子，降低锅炉给水硬度。经过交换器软化后的锅炉给水，硬度参数可降低至0.03 mmol/L 甚至更低。

额定压力小于1.5 MPa 的锅炉可采用天然碱度法进行水质管理。使用单位可投加Na2CO3等无机物性质药剂复合单宁等有机物，通过调节锅水pH 值构成锅水碱性环境，防止碳酸钙、碳酸镁等固态物质析出凝结吸附在锅炉金属表面形成水垢。

对于水质要求更高的锅炉可采用锅内锅外共同处理的方式，锅外一般采用钠离子树脂交换器，锅内投加磷酸盐等无机物质和有机物质组成复合药剂进行水质处理。需要注意的是，用磷酸盐用作锅内加药水时，锅炉给水硬度须小于0.03 mmol/L。向锅内投加药剂时，还可使用含有亚硫酸钠等还原性物质的、具有除氧作用的水处理药剂，可以防止锅炉氧腐蚀。

锅炉水处理过程中应结合使用单位原水水质、水质化验结果调整钠离子交换器再生时间、锅炉加药量等参数以及通过排污等方式共同保证锅炉的水质合格，额定蒸发量不低于10 t/h的锅炉给水需除氧，防止锅炉水侧金属表面被腐蚀，缩短锅炉使用寿命，影响蒸汽质量。

钠离子交换器及除氧装置往往自动化程度高，系统各程序控制之间相互联系、相互影响，任何一个环节出现问题都会影响锅炉水质，因此在锅炉水质管理方面需提高操作人员对于工业锅炉水质标准、水质化验知识、水处理设备内部结构、设备流程以及设备控制原理的掌握水平。

4 定期维护保养

锅炉设备日常所处环境相对较恶劣，一方面锅炉金属表面长期不断受高温烟气的冲刷，会产生磨损、腐蚀等，另一方面锅炉金属、辅机（水泵、风机、阀门等）及锅炉房供热供汽管道长期处于高温高压的热水或蒸汽中，锅炉房一般气温较高，导致锅炉房内电气设备长期处在高温环境，因此运行过程中锅炉本体、阀门、管道及电气元器件等装置很容易出现故障。

使用单位应当建立锅炉定期维护保养制度，发现问题及时处理。锅炉的定期维护保养工作可分为三级。

（1）一级保养由锅炉运行值班人员完成，主要内容包括锅炉运行状况及安全附件巡视检查、正确真实记录压力表温度计等锅炉运行参数以备查，巡视周期可每一小时或每两小时进行一次。另外每天进行锅炉定期排污、水质化验、水处理系统保养等日常工作进行锅炉水质管理，每天需进行锅炉本体、燃烧器设备及管道的清洁工作。

（2）二级保养可由锅炉安全管理人员及锅炉运行值班人员一起完成，主要包括锅炉运行温度的设定调整、主用备用锅炉的切换、安全阀手动测试。使用单位可以制定锅炉定期检查的表格防止缺项漏项，维保周期可根据锅炉使用情况确定。

（3）三级保养由专业的有资质的锅炉维保公司进行，相比使用单位，外包维保公司有更加专业的人员储备、更加系统的专业知识，维保内容主要包括各安全保护动作及控制系统，燃烧器燃烧、配风、供油（气）系统及调整锅炉运行状况至最佳。同时建议进行三级维保时为专业维保公司提供停炉的条件，打开炉门检查锅炉内部情况，及时发现问题采取措施消除安全隐患。维保周期一般为月度、季度或半年。

三级维护保养层次应相辅相成，共同保证锅炉运行的安全、节能、环保。

5 停炉期间的保养

锅炉停用期间，设备的保养未引起一些锅炉使用单位重视，停用锅炉未采取任何维护保养措施，导致锅炉各部位金属表面发生较严重的氧腐蚀，缩短锅炉使用寿命。尤其在我国南方空气潮湿地区，停炉期间造成的锅炉损害往往比运行期间更严重，因此锅炉使用单位必须加强停炉保养工作。

停用锅炉腐蚀的原因有两种，一种是锅炉内壁表面潮湿发生电化学腐蚀，另一种是氧浓差腐蚀。防止停用锅炉的腐蚀只要采取下列措施之一即可：①防止空气进入停用的锅炉内；②保持停用锅炉的金属表面充分干燥；③向锅炉内加入钝化剂、除氧剂或缓蚀剂等药剂，以减缓金属的腐蚀[3]。

锅炉停炉保养的方法有很多，各有特点和适用范围，在选择时应结合锅炉结构、环境温度、锅炉停用时间、锅水的质量要求、锅炉房现场条件等因素综合考虑。目前常用的停炉防腐蚀有湿法保护及干法保护两种方式。

5.1 湿法保护

湿法保护是一种比较简便的锅炉保护方法，锅炉停用时不用放掉炉水，而是通过保持蒸汽压力、蒸汽侧充氮气、加入碱液或有机药剂等方法，防止空气与锅炉金属表面接触，从而达到防腐的目的。

（1）保持蒸汽压力法：此方法适用于短期停用锅炉，并能够满足随时启炉的情况。

（2）蒸汽侧充氮气法：停炉后加入磷酸盐或有机药剂，在金属表面形成致密保护膜，保护水侧金属，蒸汽侧充满氮气，防止空气进入锅炉。

（3）加入碱液或有机药剂法：此法要求炉水充满整个锅炉，在炉水中加入合适的碱性药剂或有机药剂，在金属表面形成一层保护膜保护金属表面。使用蒸汽侧充氮气法、加碱液法或有机药剂法防腐时，注意水温应在10 ℃以上（不能低于0 ℃），防止水温过低冻坏设备，注意启炉时需要将含有碱液或有机药剂的炉水放尽，冲洗锅炉金属表面重新加入软水后方可启炉。