制氢工艺余热锅炉操作法.docx

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制氢工艺余热锅炉操作法

制氢工艺余热锅炉操作法

2.6.1锅炉系统概述

2.6.1.1余热锅炉系统简介

制氢装置内的转化炉排出的高温烟气和转化气都带有大量的余热，为了充分利用此热量，降低装置能耗，在本装置内分别设置了转化炉余热锅炉（ER-2101），转化气余热锅炉（ER-2102）各一台，还有一台中变气蒸汽发生器（ER-2103）。

两台余热锅炉共用一个汽包（D-2110），产生的3.5MPa的饱和蒸汽在转化炉余热锅炉的过热段过热。

锅炉正常运行时满足两种工况：

初期工况、末期工况；在初期工况时产3.5MPa，420℃的过热蒸汽18.9t/h。

这些蒸汽除供本装置使用外，多余部分并入厂区的中压蒸汽管网。

转化炉余热锅炉是一台自然循环水管式余热锅炉。

按烟气运动方向排列，由原料预热段、过热段及蒸发段、空气预热器四个部分组成。

转化炉余热锅炉为负压炉。

转化气余热锅炉是一台卧式自然循环火管式余热锅炉。

炉体锅炉中间设置旁通道，转化气出口设置自动调节机构，以便控制转化气出口温度，保证工艺操作需要。

转化气余热锅炉为正压炉。

转化气余热锅炉和转化炉余热锅炉共用一台汽包（D-2110），汽包安装在标高17米的平台上，以保证锅炉水循环。

余热锅炉给水由系统供给除氧水，除氧水先经换热器（E-2103）换热至220℃后进入余热锅炉汽包（D-2110）和中变气蒸汽发生器（ER-2103）汽包（D-2111）。

2.6.1.2锅炉系统水、汽流程

自装置外来的100℃的除氧水，进入中变气/除盐水换热器E-2103（壳程）与中变气换热到220℃左右，进入余热锅炉汽包（D-2110）和中变气蒸汽发生器（ER-2103）汽包（D-2111）。

余热锅炉汽包内的炉水自下降管进入转化气余热锅炉（ER-2101）内，被转化气加热汽化，汽、水混合物沿上升管上升到汽包进行汽、水分离，水再由汽包底部流入（ER-2101），如此形成了以下降管中的饱和水与上升管中的水汽混合物的密度差为推动力的自然循环。

同时，汽包内的饱和水在转化炉余热锅炉内同样进行着蒸发段自然循环，发生蒸汽。

经汽包分离出来的蒸汽，经过转化炉余热锅炉的过热段过热后，一部分作为转化炉进料配汽，其余部分由PIC-2608送入厂区中压蒸汽管网。

2.6.2锅炉系统质量标准

1）锅炉给水

温度监测TI-2214：

220±10℃硬度：

≤0.03mml/l

溶解氧分析：

≤15μg/lPH值：

8.5～9.2

2）炉水

PH值分析：

9～12

[Cl-]分析：

<1ppm

磷酸根分析：

<25μg/l

3）蒸汽

温度调节TIC-2609/A：

420±10℃

压力调节PIC-2608：

3.5±0.1MPa

钠离子分析：

＜15μg/kg

2.6.3锅炉系统的正常操作与维护

2.6.3.1液位控制

1）余热锅炉汽包（D-2110）液位的控制

2）余热锅炉汽包（D-2110）的液位是锅炉系统的一个极其重要的控制指标。

液位过高，使蒸汽带水，进入转化炉管后会损害转化催化剂，更为严重的是，高温炉管遇水骤冷易发生断裂，因此，要控制液位不能太高。

而液位过低，易导致干锅事故，若干锅给水会引发锅炉爆炸事故。

为此，我们在实际生产过程中，要严格控制好锅炉汽包液位。

3）余热锅炉汽包（D-2110）的液位由LIC-2601控制在液面计55±15%处。

在开工初期或生产波动较大时，可改手动控制，生产稳定后投用自动控制。

4）连续排污扩容器（D-2110）液位控制

连续排污扩容器（D-2112）液位由LV-2603控制在55%左右。

2.6.3.2压力控制

1）通过PIC-2608，调整出装置的蒸汽量，进而控制自产蒸汽的压力在3.5±0.1MPa。

2.6.3.3温度控制

1）通过TIC-2609A调整进入过热段冷却脱氧水来控制自产中压蒸汽的温度在420±10℃。

2.6.3.3炉水质量控制

在锅炉运行过程中，随着炉水的大量蒸发，水中的盐类、悬浮物逐渐积累，使锅炉水质变坏，影响蒸汽质量并对锅炉造成损害。

因此，要对锅炉进行排污处理，以得到合格蒸汽并确保安全、稳定的生产运行。

1）连续排污

又称表面排污。

中压锅炉汽包（D-2110）在运行中，液面上炉水大量蒸发，是盐类、杂质积聚较多的区域。

通过连续排污，对这部分区域的炉水进行适当排放，以维持正常的盐类、悬浮杂质的浓度。

连续排出的高温炉水进入连续排污膨胀器（D-2112），在其中迅速汽化降温，产生的蒸汽进入0.3Mpa蒸汽管网，未汽化的炉水进入定期排污扩容器（D-2113），继续汽化降温降压，蒸汽放空，未汽化的炉水进入水池-2101。

排污量一般为锅炉给水量的2～3%。

2）定期排污：

定期排污的主要作用是排出炉水中的沉淀物，与连续排污配合调整炉水品质。

当炉水质量不良或是悬浮物增多时，应加强定期排污。

另外，如遇锅炉液位过高也可通过定期排污大量排放，以恢复正常水位。

为保证锅炉水质，每班必须排放一次，每次至少半分钟。

注意：

1）定期排污时要事先通知班长及主操作；

2）注意监控锅炉液位，液位不正常时应立即停止排污；

3）排污时炉水大量汽化，要注意安全。

2.6.3.4炉水加药

1）加药的作用

由于锅炉中盐类大量浓缩，其中的Ca2+等离子极易在炉壁结垢，影响传热效果并对锅炉造成损害。

为此，可在炉水含量超标或锅炉给水硬度增大时，向锅炉的炉水中加一定量的磷酸三钠（Na3PO4）水溶液。

PO43-离子可与Ca2+离子生成磷酸三钙[Ca3（PO4）2]，磷酸三钙为具有高度分散的胶体颗粒，作为炉水的结晶中心，减少锅炉受热面的结垢。

围绕磷酸三钙生成的松散水垢不会附着于汽包壁上，待定期排污时排出锅炉系统。

2）加药方法

（1）投入一定量的磷酸三钠于D-2114中，加入计算好的一定量的除氧水配置成20～30%的药液。

（2）开搅拌器搅拌均匀。

（3）启动锅炉加药泵，根据炉水中含磷酸根的浓度情况，调整P-2102/1，2，3的输出量，连续给锅炉加药。

（4）每次加药，开加药泵前要先开泵的回流阀，由回流阀调节泵的出口压力，待压力大于泵出口线介质压力时，开泵出口阀。

停止加药时，先停加药泵，再关出口阀。

2.6.3.5锅炉系统岗位的正常检查、操作。

1）检查锅炉系统的管线、阀门、法兰、设备及附属设备的泄露、破损、仪表准确好用等情况。

2）检查汽包液面，每班至少冲洗液面计一次，并检查与室内二次表是否一致，发现问题及时联系仪表处理。

3）当液面计看不见水位时，要立即检验液面计，查明是缺水还是满水，以采取相应措施，严禁在不明实际液位状态的情况下盲目上水或大量排污。

一般采用“叫水法”判断汽包是否严重缺水或满水。

2.6.3.6叫水操作：

1）打开液位计排水阀，冲洗水、汽管路；

2）关水阀，让汽路冲洗；

3）开水阀，关汽阀让水路冲洗；

4）关闭水阀，注意观察玻璃液位计是否出现水位，若能看到水位，说明还可以进水，若采用“叫水法”仍不上水，则说明完全干锅。

5）每班进行一次定期排污一分钟以上。

6）查看炉水及锅炉给水水质分析报告，及时调整炉水质量。

如发现炉水中磷酸根含量过低，或锅炉给水总硬度突然大幅度上升，迅速联系汇报班长及车间技术人员进行加药工作。

7）遇到其它异常现象又无法正常调节时，立即汇报班长及车间技术人员，及时处理，严禁长时间异常运行。

2.6.4锅炉系统的正常停运

2.6.4.1正常停炉操作

余热锅炉的停运与制氢装置的停工同时进行。

制氢装置接到停工指令后，转化降温降量，锅炉系统随之降温，自产蒸汽随温度的降低而降低。

至转化炉熄火前，锅炉系统始终要保持正常的汽包液位，防止锅炉干锅。

1）锅炉停运前，先彻底地检查设备及附件的缺陷，以便停工后处理。

2）锅炉降温后自产蒸汽减少，可引入管网3.5Mpa蒸汽。

3）转化炉切除原料气并补充氮气后，以20～30℃/h的速度降温，锅炉系统随之自然降温，蒸发量减少，注意保持工艺入炉蒸汽量和汽包液面。

4）当转化炉床层温度降至450℃或中变床层温度降至250℃（3.5Mpa蒸汽开始液化时的温度理论值为242℃）时，切除进炉蒸汽，蒸汽全部送入管网。

5）待汽包温度降至250℃时，断开与3.5Mpa蒸汽管网的连接，自产蒸汽改过热段出口放空，汽包开始降压，注意控制降压速度≯0.5Mpa/h，同时注意保持好汽包液面。

6）随自产蒸汽量的减少，锅炉可以间断上水，开大间断排污，但要保持汽包液位稳定。

7）当炉水温度降到70℃以下时，可将炉水全部放出。

8）排净D-2110、D-2111、D-2112、D-2113、E-2103（壳程）及管线内积水。

9）排净其余蒸汽采样线、炉水采样线内的存水。

2.6.4.2锅炉保养

锅炉停运期间，受热面遇氧气发生氧化腐蚀，锅炉运行后，在高温下会加剧腐蚀，影响强度和使用寿命。

因此，在锅炉停运之后，一定要对其进行合理的维护保养。

停炉保养的主要方法有以下几种：

1）压力保养：

用通入蒸汽或定期加热的方法使锅炉保持一定的压力，保持炉水温度在100℃以下，并注意控制液面在正常水平。

这样，就可以保证炉水中无氧且能阻止空气进入锅炉内部。

这种方法适用于短时间停炉的保养，而且在冬季时不能采用。

2）湿法保养：

停炉后将炉水放净，清除水垢后关死各处人孔、阀门等。

锅炉加软化水至最低液位，用锅炉加药系统向锅炉内加入事先配置好的碱性保护液，开锅炉给水阀向锅炉注水至全满，用专用泵使锅炉进行水循环，达到均匀分布，同时，要定期用微火烘炉，保护受热面外部干燥。

当炉水碱度降低至一定限度时应予补加。

此方法也适用于冬季。

3）干法保养：

停炉后将炉水放净，清除水垢后用氮气吹净对流段管组的存水，然后按每立方米容积投放量3kg左右的标准在D-2114内放入生石灰或氯化钙（放置于铁盘中），然后将锅炉封闭，每隔半月打开人孔检查一次，当干燥剂吸水变质后，应及时更换。

此方法适用于长期停炉时的锅炉保养。

4）充氮保养：

在锅炉各部炉水排净后，用氮气吹扫出剩余存水后用氮气将锅炉充压至0.1～0.3Mpa，长期密封，注意保持氮气压力，严防空气进入。

2.6.5紧急停炉

2.6.5.1紧急停炉

紧急停炉是在异常情况下，进行的保护人身和设备安全的必要措施。

在下述情况下，可进行紧急停炉：

1）锅炉严重缺水，经叫水操作后仍未看到锅炉水位时。

2）锅炉水位迅速下降，虽不断给水并采取其他措施（关闭各路排污、开锅炉给水付线、增开备用水泵等）但液位仍不回升时。

3）全部给水阀失灵或给水泵停车并无法开启，或给水系统严重故障，而一时无法修复，不能保证锅炉给水需要时。

4）所有水位表、安全阀失灵时。

5）锅炉受压部件泄露或严重破损时。

如上述情况之一发生，应立即通知班长和车间技术人员，联系调度，准备全装置紧急停工。

转化系统按紧急停工方案进行。

严禁锅炉无液面上水，严禁在无车间技术人员指挥的情况下对锅炉系统做大幅度的调整（如开关汽包出口大阀等），以防锅炉受到急骤应力变化而扩大事故。

2.6.5.2紧急停炉的操作步骤

1）汇报班长及车间技术人员，转化系统准备停工。

2）迅速引入外来中压蒸汽，自产蒸汽改过热段出口放空，注意控制汽包压力下降速度不能过大。

3）只要不是因锅炉缺水而紧急停炉，就应该保持锅炉正常液位。

4）如因缺水而紧急停炉，严禁向汽包给水并确认进水阀全部关死，以防干锅给水引发爆炸事故。

转化炉停止进料，立即熄火，关鼓风机，全开烟道挡板，所有看火孔全部打开以加速降温，按紧急停工处理。