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摘要：锅炉属能源转换装置，天然气锅炉使用中，炉内水会受热蒸发，并在温度较低的位置凝结，无法蒸发水中富含大量杂质，并生成水渣与水垢，则附着锅炉表面，造成锅炉热效率降低。另外，锅炉内部潮湿通风不畅，如果空气中CO2与O2溶于锅炉水，氧化锅炉金属，则导致锅炉寿命降低，甚至造成爆炸产生。本文主要针对液化天然气锅炉的安全运行及成本进行简要分析。
关键词：液化天然气；锅炉；安全运行；成本
1企业锅炉“煤改气”背景
根据国务院《大气污染防治行动计划》（国发[2013]37号）、浙江省《浙江省大气污染防治行动计划》（浙政发[2013]59号）及《遂昌县高污染燃料“五炉”淘汰改造工作实施方案》遂政办发（2017）63号文件精神，要求全面淘汰或改造10蒸吨/小时以下的燃煤锅炉及尾气排放严格要求，企业开始调研考虑更换清洁燃料锅炉（用电锅炉、生物质燃料锅炉和天然气锅炉），经从当时的运行成本、燃料的环保问题和生产蒸汽用量的实际情况考虑，最终选用1台2蒸吨/小时天然气锅炉，并建立液化天然气站，安装液化天然气储罐及气化设施，淘汰了2台4蒸吨/小时燃煤锅炉，正式启用液化天然气锅炉。
2液化天然气锅炉的优缺点、环保的提升要求和改进意见
2.1液化天然气锅炉与燃煤锅炉优势比较：一是启炉快，生产用汽启动快；二是不需要压炉为第二天烧炉做准备；三是天然气燃烧值高，蒸汽量生成快；四是自动化程度高，大大降低了司炉工的劳动强度；五是降低了人工成本，原两班6人轮班操作，现4人操作即可；六是天然气属清洁能源，按国家目前氮氧化物排放标准，无需增加尾气的治理设施和相关费用及担心锅炉尾气排放达标问题，根据《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271—2014）规定氮氧化物浓度上限是200mg/cm3，2018年企业经当地环保检测单位实际检测氮氧化物浓度是173mg/cm3。
表1
2.2液化天然气锅炉与燃煤锅炉劣势比较：一是天然气价格高，价格受市场油气产品影响变化大，2018年到目前为止，价格上升近20%，导致生产成本上升；二是燃气锅炉自动化程度高，锅炉和液化天然气站设备零部件价格高，维修成本高；三是自动化程度高，对司炉工的操作水平要求更高，间接增加了锅炉操作和压力容器操作的培训等管理成本；四是按规定要求设立液化天然气站，增加液化天然气储罐及气化设施，且液化天然气属易燃易爆危险化学品，一旦使用管理不当，造成严重事故，所以增加了企业生产的危险系数和管理成本。
3液化天然气锅炉运行成本分析
按目前企业生产使用固体硝酸铵计算，每吨炸药在7月份的天然气成本如下（含管路损耗）：
7月份生产用固体硝酸铵用气量统计如表1。
成本计算结果：7月份夏季生产，原材料在固铵生产条件下，平均每吨产品的成本是63.012元。
4分别采用固、液体硝酸铵生产天然气成本对比测算分析和建议（说明：因冬、夏季蒸汽损耗不同，故采用同一季度用气比较）
4.1液体硝酸铵生产用气量测算。液体硝酸铵生产用气量统计（表2）。
表2
4.2固体硝酸铵生产用气量测算。
固体硝酸铵生产用气量统计（表3）。成本计算结果：按当前液化天然气价格4995元/吨计算，采用固体硝酸铵生产每吨炸药的成本是64.343元。结论：经测算对比分析，天然气锅炉，生产原材料采用液体硝酸铵生产比采用固体硝酸铵生产，每吨产品成本节省45.493元（见表4）。成本比较（表4）。
表4
4.3分析建议：在采用固体硝酸铵生产时，根据生产工艺需要、硝酸铵需要溶解成温度在90~110℃，溶解时需要大量的热量能耗，所以天然气用消耗比较大，但在采用液体硝酸铵生产时，液态硝酸铵本身温度有110℃左右，温度完全满足生产需要，不需要进一步加热，大大减少了蒸汽用量的需求，所以与生产用固体硝酸铵相比，天然液化气的用量大大减少。
因此，在固、液硝酸铵等同价格条件下，企业应使用液体硝酸铵生产，以降低生产成本，或根据固、液硝酸铵市场价格的变化和不同硝酸铵厂家的价格情况，及时转换采购使用固、液硝酸铵来降低生产成本。
5天然气锅炉的保养措施
保养工作，直接关系到天然气锅炉耐久性和服务年限。现结合10t天然气锅炉的基本情况，分析其具体的保养措施，详细内容如下。
5.1压力保养
压力保养是一种相对适应停炉周期<7d的保养方式。其主要是借助天然气锅炉内部残余的氧气，促使锅炉内部进本不富含氧气，并防止空气的再次进入。这样可有效的控制天然气锅炉的腐蚀速度，增加服务年限。另外，为进一步达到保养效果，可适当添加燃料，达到锅炉加热的目的。
5.2湿法保养
湿法保养的方式，可以适用于停炉周期小于1个月的天然气锅炉。主要将碱性溶液灌入到水汽系统中，促使腐蚀反应生成氧化膜，达到预防腐蚀的目的。具体保养中，需要彻底的展开的清扫工作，并关闭相关阀门，加入软化水，达到最低水位线，注入碱液，从而达到养护的目的。值得注意的是，如果区域气候相对严寒，需要做好防冻措施。
5.3干法养护
干法养护适用于停炉时间相对较长的锅炉中。保养人员将锅炉内部的炉水排除，并清理排污、给水等管道，关闭相关阀门，开啟人孔，锅筒自然干燥，适当加入干燥剂，确认炉内干燥后，关闭手孔与人孔，避免湿空气进入。值得注意的是，需间隔半个月打开锅炉一次，观察干燥剂状态，并结合实际情况进行更换。
5.4充气保养法
主要适用于停炉时间很长的天然气锅炉，主要是借助向锅炉水汽系统注入氨气或氧气，实现对锅炉的养护。这类养护方式，不需要进行放水。通过注入氨气后，氨水遇水会变成碱性，可驱除氧气，并的降低氧气腐蚀程度，达到养护的效果。值得注意的是，充气保养法，需要重视水汽系统严密性的监督管理工作。
6结束语
综上所述，天然气作为一种清洁能源，必将成为未来能源发展的方向，用燃气锅炉代替燃煤锅炉已经成为社会经济发展与环保要求的必要路径，因此燃气锅炉也将大范围得到应用，成为城市集中供热的主力炉型。所以燃气锅炉的安全运行就显得更加重要，深入理解和重视天然气安全在燃气锅炉安全运行中的重要性，将大大提高燃气锅炉运行的可靠性。
参考文献
[1]液化天然气(LNG)及其应用研究[J].程跃东.化工管理.2019(04)
[2]液化天然气储存及应用技术探析[J].罗玉龙.石化技术.2018(11)
论文作者:杨晓波,郭喜娟,马文立
论文发表刊物:《防护工程》2019年第6期
论文发表时间:2019/7/3
标签：锅炉论文; 硝酸铵论文; 天然气论文; 成本论文; 固体论文; 气量论文; 液体论文; 《防护工程》2019年第6期论文;