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1、天然气转化制氢装置锅炉系统操作法1.1引言 制氢装置的废热锅炉，承担着向转化提供烃类转化反应所需要的蒸汽的任务，蒸汽质量的好坏、压力和流量是否平稳，直接关系到转化炉的运转。所以，废热锅炉是本装置举足轻重的设备，操作人员必须特别注意保持蒸汽发生系统的平稳运转；又因蒸汽锅炉是承受高温的高压设备，存在着因受压部件损坏引起爆炸事故的可能性。所以，要求操作人员认真学习有关蒸汽锅炉的基本知识和操作特性，兢兢业业，精心操作，勤检查，勤维护，严格执行操作法，确保锅炉安全和平稳运行。1.2锅炉系统的化学清洗1.2.1化学清洗（煮炉）的目的 新安装、大修改造或长期停用的锅炉，里面含有很多铁锈、油脂和污垢等，化学清
2、洗（亦称煮炉）的目的，就是为了清洗这些杂质和污物，以免影响其蒸汽质量和损坏设备。1.2.2化学清洗的准备工作: a) 准备好煮炉流程（同正常生产流程），从废锅底部给汽；b) 锅炉系统经气密合格，汽包内外检查合格，附件齐全完好，并经清洗和冲洗，处于备用状态；c) 本系统的全部自动控制仪表已经校核良好，处于备用状态；d) 装置内已经引进1.0MPa蒸汽和锅炉水；e) 煮炉用的化学药品已准备齐全，煮炉期间的分析项目和分析频率已经确定。1.2.3 煮炉方法1.2.3.1煮炉用药规定 煮炉用药量的多少按照锅炉的清洁程度而定：见表4。a) 新锅炉从制造到煮炉，期间不超过九个月，氧化腐蚀及清洁程度较好；b)
3、 新锅炉露天库存，有较大量的氧化锈蚀等，清洁程度较差；c) 长期停运的锅炉，除铁锈外还有水垢。表4 碱煮用药量（kg/吨水） 锅炉清洁度 氢 氧 化 钠 磷 酸 三 钠 对有严重污垢及铁锈的锅炉，表列用药量允许增加50100。1.2.3.2加药方法 药液浓度应配成20左右，NaOH可按计算的用量一次加入，Na3PO4可先加入计算量的50，其余50在煮炉过程中加入。锅炉加药前应先将汽包上水至最低可见水位。1.2.3.3煮炉步骤 a) 锅炉系统引入锅炉水进行循环冲洗，分析水的浑浊度小于10×10-6为合格，不合格时继续进行冲洗排放;b) 将1.0MPa蒸汽自废锅底部排污口引入，将锅炉水加
4、热到沸腾状态，在保持汽包最低可见水位的情况下，开始加药;c) 加药后煮炉时间约为24h，一般以水中油脂浓度达到饱和不变时为结束，每h分析一次;d) 煮炉时要分析水的碱度，磷酸根过高时排放，不足时加药，煮炉时要保持较高水位操作;e) 煮炉结束后，打开全部排污阀和低点导淋阀，放出碱水，同时停止循环及蒸汽加热；排尽碱水后，关上全部排污及导淋阀;f) 引锅炉水入系统进行冲洗，至水的值小于8.5、出水清净为止。1.2.3.4煮炉完好的标准 煮炉后应将汽包人孔打开进行检查，锅炉的金属内壁，用水或棉纱擦拭后，能露出金属光泽为合格。煮炉后应特别注意各个排污及导淋阀不要被污物堵塞。3.2.3.5煮炉结束用锅炉水
5、清洗合格后，将流程改好，重新进行气密和开炉。3.3锅炉系统的操作3.3.1锅炉开工前需要具备的条件: a) 整个系统安装或检修结束，保温和油漆完好，流程打通，锅炉附件齐全好用；b) 系统经过水冲洗和煮炉，认为合格，自动控制仪表已经调试完毕，证明好用；c) 系统水压试验合格：水压试验是用来检查受压部件的严密性和有无残余变形的检查性试验，分超压水压试验和工作压力下的水压试验两种。新安装和经过大修的锅炉需要进行超压水压试验。1) 水压试验的条件： 锅炉外观检查完毕，在超压水压试验时，应拆除安全阀，加盲板，关水位计阀；在工作压力下水压试验时，安全阀、压力表、水位计均应参考试压。环境温度应不低于，不得低
6、于-5，进水温度应比环境温度高1020。2) 水压试验的进行： 当上水至满后，关汽包顶部排空气阀，开始加压;在工作压力前，升压速度每分钟0.2MPa0.3MPa；在超过工作压力后，升压速度不超过每分钟0.1MPa。本锅炉系统超压水压试验压力为6.35MPa;检查工作结束后以每分钟0.3MPa0.5MPa的速度降压;降压到常压放水时，需打开汽包顶上的放空阀。3) 水压合格的标准 对于焊接锅炉，应在水压试验压力下维持min，压力不变，所有焊缝及受压部件表面没有水痕、水雾及任何漏水现象；在水压试验结束后，锅炉受压部件没有用肉眼发现的残余变形。 d) 锅炉的三大安全附件压力表、水位计、安全阀已经校核完
7、毕，灵敏好用，安全阀定压合理，水位表外要有良好的照明。1.3.2 锅炉开工步骤 1.3.2.1通知动力给水，缓慢将锅炉水引入汽包，一般要求水温与汽包壁温差不大于50，上水至液位正常，上水前应打开汽包排气阀。上水至正常水位时，停止进水，检查上水管道及锅炉的阀门、法兰及排污阀应严密不漏，水位应不上升或下降，否则应停下修理。3.3.2.2当转化点火、烟气温度100以后，应有意识地提高或降低水位，试验水位报警器。3.3.2.3当有蒸汽发生时，投用PIC-4601控制汽包缓慢升压，升压速度每小时小于1.0MPa，或蒸汽升温速度每小时不大于50。在升压期间应做好以下工作：a) 加强排污，以使锅炉各部温度均
8、匀，并保持联系给水；当目视水位表是脏的时，应在每个排污点每小时排两次，每次排minmin，到正常后每班至少排一次;b) 升压到1.0MPa后，应冲洗水位计，确保水位计指示准确;c) 经常检查各个压力表的指示，压力表及弯管在冬季应保温并用蒸汽伴热;d) 压力升至1.0MPa后，视情况将自产蒸汽引入S10蒸汽管网;e) 请仪表校核PIC-4601及LICA-4601；适时将汽包提至工作压力。1.3.2.4调校安全阀当汽包升压至操作压力后，应在车间领导、设备及安全负责人在场领导下进行安全阀的校核，安全阀调校后，应作标记，并设保护罩。 1.3.3锅炉系统的日常管理与操作 1.3.3.1保证水位在水位表
9、的1/2处，波动范围最大为±5。每班应至少冲洗水位表一次。经常检查室内外液位是否一致。当水位表内看不见水位时，要立即检查水位计，查明是缺水还是满水，以采取相应措施。不可不查明情况便加大上水或加大排污。1.3.3.2正确冲洗水位表 对水位表玻璃进行冲洗操作时，应严防水位表玻璃骤冷骤热，其正确操作法如下：a) 开启排水阀，将水位表中存水放出；b) 关闭水阀，冲洗汽通路；c) 开启水阀；d) 关闭汽阀，冲洗水通路；e) 开启汽阀；f) 缓慢关闭排水阀，水位上升至正常水位处，冲洗操作完毕。1.3.3.3汽压的控制 应保持蒸汽压力平稳，波动范围不大于0.1MPa。 本装置的废热锅炉，蒸发量主要
10、受转化炉热负荷的影响，热源不能被调节。正常运转中只能通过PIC-4601来控制蒸汽的压力，即通过控制排汽量来调节汽包的压力，因此应特别注意保持PIC-4601灵敏好用。当自产蒸汽不能满足转化工艺需要时，应将外网S35引入主汽管，此时应注意FIC-4602和PIC-4601的配合，要求S35蒸汽供应要过量，以保持PIC-4601调节阀有一定的开度，这样才能良好地调节汽包压力。为节能，也应尽量少用外网蒸汽。1.3.3.4 排污操作 随着炉水的不断蒸发，溶解的盐份和其它杂质的浓度也逐渐增加，使炉水品质变坏，引起汽水共腾或受热结垢。排污的方式有两种：a) 连续排污：也称表面排污，是为了排除水表面的杂质
11、和排除含盐浓度较高的炉水，以维持额定炉水含盐量。本装置锅炉连续排污管出口接V4009，3.5MPa、245的饱和水经减压直接进入V4009，产生的蒸汽并入V4008，未蒸发的水去V4010。b) 定期排污：也称间断或下排污，目的在于排除锅炉水的沉淀物，排污管出口接V4010,与连续排污配合，加速调节炉水品质，当炉水品质不良或悬浮物增多时，应加强定期排污，如水位过高，也可利用其大量放水，以恢复正常水位。平时每班至少排污一次，每次不少于半分钟。注意：a) 排污前通知班长，注意汽包液位；b) 排污前应保持较高水位，液位不正常时立即停止排污。 定期排污的方法：a) 先开第二道排污阀（隔绝阀），然后微开
12、第一道排污阀（调整阀），以便预热排污管道系统。b) 再缓慢开大第一道排污阀。此时排污管道内应无冲击声；发现有冲击声时，则应将第一道阀关小，待冲击声消失后，再缓慢开大它。c) 排污完毕后，应先关第一道排污阀，再关第二道排污阀；这样操作，可以使第二道排污阀（隔绝阀）不受损害，保持严密不漏。d) 上汽包的排污不要和废热锅炉的排污同时进行，以免对液位的影响太大。e) 排污量：本锅炉系统的连续排污量为0.3t/h，实际需要排污量可按下式计算：排给炉.(6) 式中：表1 排：排污量，单位为kg/h； 给：给水中的含盐量,单位为mg/L； ：给水量，单位为kg/h； 炉：炉水含盐量，单位为mg/L。 按水电
13、部规定，本锅炉系统的排污量应为给水流量的左右。1.3.3.5锅炉给水及蒸汽指标表见表5。 表5 锅炉给水及蒸汽指标表项 目单 位炉 水蒸 汽 910.5 溶解氧mg/L<0.03 二氧化硅ppm<25<0.1电 导25 /cm<200<10含 盐5 ×10-6 总 固5000 ×10-6 磷酸根320 ×10-6 氯 根<0.5×10-6硫酸根<0.5×10-61.3.4锅炉系统的正常停运锅炉系统的停运与整个装置的停工同时进行，由于热源的递减，被动地使蒸发量减少，随着转化炉的降量、降温以至熄火，锅炉蒸发
14、量逐渐减少到完全停运，要注意保持上汽包液位正常。a.锅炉停运前，先详细地检查设备及各附件的缺陷，以便列入检修计划。b.为了保证转化工艺蒸汽需要，应在装置停工降量前先将外网蒸汽并入蒸汽管路，并使其正常供汽。c.由于蒸发量逐渐减少，要注意控制上汽包液位；如因控制阀泄漏引起液位上升时，应关小截止阀直至停止上水。此后，应停止连续排污。d.当转化停用蒸汽后，上汽包在半小时内降压到0.7MPa以下。e.当转化停引风机后，待炉水降到70以下时，可将炉水全部放出；冬季需将低点排污阀全部打开排出存水，并引氮气进行吹扫。1.3.5停炉养护:a) 充氮养护（短期停运） 当锅炉系统停工冷却时，将全部炉水排出，关死排污
15、阀，炉内充氮气至压力0.1MPa左右，并保持该压力。b) 湿法养护 锅炉系统充满水，加入N2H4，并随时补加，保持该浓度。c) 干法养护（适用于三个月以上长期停运） 将锅炉系统存水排干，并用氮气扫净对流段管组的存水，然后在上汽包内装入块状生石灰或氯化钙（放在铁盘子上），放入量一般为每立方米锅炉容积无水氯化钙kg或块状生石灰kg，然后将锅炉封闭。以后半个月打开人孔检查一次，再以后每隔一、二个月检查一次，当干燥剂吸水变质后及时更换。1.3.6紧急停工 紧急停炉是在异常情况下，进行被迫迅速停炉，否则将造成人身及设备危险。在下述情况下，才可进行紧急停炉：a) 锅炉严重缺水，虽经叫水（冲洗排水阀，关闭水
16、位表汽阀）仍未看到炉水水位时；b) 炉水水位迅速下降，虽不断给水并采取其它措施，仍不能使水位回升时；c) 给水系统发生严重故障，不能保证锅炉给水需要时；d) 水位表、安全阀、压力表等安全附件有任何一种完全失效时；e) 锅炉受压部件泄漏或严重损坏。紧急停炉的操作程序：a) 请示班长，准备全装置紧急停工，转化炉熄火；b) 只要不是因缺水停炉，就应继续向炉内给水，并维持其正常水位；c) 如因严重缺水紧急停炉时，严禁向炉内给水或调节汽包压力，以防锅炉系统压力急骤变化而扩大事故；此时要密切注意上汽包压力，必要时关PIC-4601，适当开启紧急放空阀。1.3.7锅炉系统的事故与处理1.3.7.1缺水的事故
17、a) 现象：LIC-4601指示低于正常值并发出低水位报警;b) 原因：1) 液位调节阀LIC-4601失灵；2) 水位计指示不正确，操作错误；3) 给水系统发生故障，实际给水量下降；4) 锅炉排污后未关阀或泄漏严重；5) 对流室管组管子破裂。c) 处理：首先进行液位计冲洗，用“叫水法”检查缺水程度，如果用该法检查仍见不到水位时，应紧急停炉；如果经检查可见水位时，应加大上水量，建立汽包液位，并检查原因，进行处理。1.3.7.2汽水共腾 a) 现象：水位表内水位剧烈波动，甚至看不清水位位置，严重时主汽管内会产生水击，蒸汽含盐量急剧增加，水位报警器间断地发出或高或低的信号;b) 原因：炉水水质差，
18、碱度高，给水中含油多，水位过高，在极限浓度时炉水负荷剧增;c) 处理：加强连续排污和间断排污，同时注意加强给水调节，防止液位过低，通过换水来改善炉水品质；当炉水分析合格后，调整排污量到正常标准。3.3.7.4液位计玻璃破裂 a) 现象：汽包液位计一端大量冒汽，有响声;b) 处理：迅速从另一侧接近液位计，关闭其汽阀和水阀；同时组织力量更换玻璃板。换好玻璃板后，应先微开汽阀，预热液位计玻璃板，然后缓慢开启水阀，开大汽阀，投用液位计。1.3.8余热回收系统正常操作1.3.8.1除氧器V4008的操作除盐水进装置经E4003换热后同酸性水一并进入除氧器除氧处理，除氧器压力是通过PICA-4602控制阀
19、调整除氧蒸汽进入量，V4008液位控制通过LIC-4603控制阀调整除盐水进入量。V4008压力、温度、炉水氧含量高，调整除氧蒸汽量。1.3.8.2中压汽水分离器V4003的操作除氧水经E4002A、E4002BC换热后进V4003，炉水自V4003至F4002对流段，加热自然返回V4003，另一路炉水自V4003至E4001蒸汽发生器，产生蒸汽返回V4003。V4003顶蒸汽去转化配蒸汽，一路经压控PIC-4601压控阀出装置。V4003液面是通过LICA-4601的液控阀调整除氧水进入量。压力与液位是采取分程控制。V4003压力3.5MPa温度：242。1.3.8.3中压汽水分离器液位操作
20、中压汽水分离器（V4003）液位是本系统关键操作参数，过高将会引起汽水共沸，引起自产蒸汽带水等不良后果，过低会引起干锅事故，严重影响转化系统的正常操作。中压汽水分离器液位波动的主要原因如下：A锅炉给水量波动（给水泵操作异常）或排污过猛。B自产蒸汽压力波动或管网压力波动。C炉水质量差，引起汽水共沸。D系统泄漏或仪表失灵。处理时可视情况精心调节锅炉给水量，并且对波动的原因分析处理。3.3.8.4炉水水质不合格处理炉火的质量直接关系到产汽品质，转化操作的正常运行，因此必须严格控制。A炉水氧含量高，要适当增加除氧器的除氧蒸汽量，确保除氧效果。B炉水其他指标偏高（PH值、POD等），要及时增加炉水加药量。C及时进行连续排污和间断排污，确保炉水总固体指标合格。1.3.8.5中变气冷却脱水操作。中变气经E4002B、E4002BC换热冷却后进入V4004脱水又经E4003换热冷却进V4005脱水又经A4001空冷，又经E4004水冷后进入V4007脱水后进PSA产出合格氢气。三个分水罐的未反应水进汽提塔T4001，用蒸汽汽提，酸性水合格进除氧器作锅炉给水。