中国石油集团渤海石油装备制造有限公司辽河热采机械制造分公司 辽宁盘锦 124209
摘要：注汽锅炉保温由于受烟气冲刷、频繁启停热胀冷缩等因素影响，特别是随着锅炉清灰次数增多，保温层不可避免受到损伤，本体保温老化程度逐年递增，过渡段顶部保温脱落、人孔、辐射段炉管进出口等处串烟故障频繁，设备维修工作量大。据统计，注汽锅炉零修工作量中保温故障维修占到零修费的31%。本文对注汤锅炉局保温方式进行的探讨。
关键词：注汽锅炉；局部保温；方式改进；探讨
1锅炉现有保温技术分析
1.1平铺保温技术
平铺保温技术是将硅酸铝纤维毯顺次铺于锅炉炉壳内表面，在内层平铺毯与外层之间铺铝箔。通过计算，采用220mm厚的保温层理论表面温度在75℃左右，由于保温钉和接缝处所形成热桥，一般运行中炉体表面平均温度均高于设计值，运行六个月后由于高温强度下降，其炉体表面温度上升至80-95℃。
1.2高纯硅酸铝折叠块保温技术
高纯硅酸铝折叠块保温技术是将硅酸铝纤维材料先预制成折叠压缩块，再铺到筒体表面，一般先铺一层平毯，再铺压缩块，在两者之间加铝箔。由于折叠压缩块较之平铺形式导热系数低、强度较高，经一段时間运行，温度上升趋势较缓，通过计算，采用220mm厚的保温层理论表体温度在70℃左右。
1.3喷涂保温技术
喷涂保温技术是把保温材料（乳胶状物）喷附在炉膛内和过渡段筒体内，干燥后形成固状物质，具有更高的比强度和绝热稳定性，这种保温方法在增强热稳定性的同时，炉体表面温度能降低至65℃。
2注汽锅炉保温结构现状
油田注汽锅炉炉衬保温是用硅酸铝纤维毡平铺铆固工艺,注汽锅炉辐射段整体结构如图1所示，我们发现这种结构在使用过程中不仅易脱落,而且保温隔热效果差,导致炉表温度高,排烟温度高,锅炉整体热效率低。
3保温损坏原因分析
3.1保温层使用过程中因频繁停炉而产生收缩现象(包括纵向、横向方向和厚度),使得原拼接缝产生大的间隙,而平铺层也产生收缩间隙,从而造成炉膛内的高温烟气从间隙中穿出到炉壳表面,致使炉表面温度升高,热损失增加从而导致整炉效率降低。
3.2辐射段炉管进出口处保温为软保温，由于锅炉频繁启停，炉管热胀冷缩，该处保温常出现串烟现象，极易造成炉管温度测温热电偶及补偿导线的损坏，甚至造成锅炉辐射段后墙钢板烧损，局部保温层温度高，造成锅炉散热损失增加，严重影响注汽锅炉热效率和设备使用寿命，影响现场管理水平的提高。
4保温方式改进措施
4.1改抓丁式结构为笼式结构
针对过渡段、辐射段顶部，前后墙等部位保温层已脱离问题，在外壳上焊接钢筋笼，然后把保温折叠块强塞进去，然后再横向插入加强筋，实现保温层的牢靠固定，延长设备使用寿命。
4.2改软密封为硬密封
辐射段炉管进出口炉管处保温为软密封，新设备保温层结实，密封较好，炉管的热胀冷缩引起的攒动不会对保温层造成很大影响，随着设备的老化，保温材料也发生紧缩甚至老化脆化，在辐射段后墙炉管进出口处，保温层极易损坏，同时造成这里安装的2只管温热电偶及补偿导线受到高温烟气冲刷而损坏，影响仪表准确率。加装不锈钢管箍，焊接到后墙上，四周实施笼式保温，管箍与炉管间隙塞紧硅酸铝保温棉，在炉壳外部做同样处理，这样，即使该处串烟，也不会影响到锅炉后墙的整体保温，由于串烟面小，仅是定期塞一下保温棉即可解决问题。
4.3加强管理，制度保障
根据注汽锅炉维修保养规程，落实锅炉修保责任，完善锅炉清灰管理制度，用制度来约束并保障设备保养完好。
5提高锅炉热效率的方法
5.1降低排烟热损失
排烟热损失是锅炉热效率低下的重要原因，而使锅炉排烟损失偏大主要受到排烟温度和排烟容积的影响。所以要提高锅炉热效率，一方面可以通过降低锅炉排烟温度，将锅炉的排烟温度控制在155℃至165℃之间，另一方面可以降低锅炉内空气过剩系数，将锅炉内的空气过剩系数控制在1.4左右，使排烟容积减小，通过这两方面的措施，能有效提高锅炉的热效率。此外，由于锅炉受热面出现积灰、结垢，也会造成排烟温度升高，因此，要及时采取吹灰除焦、清除结垢、保证清洁等方式，来使锅炉受热面结垢、积灰现象得以避免。这样能有效降低排烟损失，提高锅炉热效效率。
5.2降低炉膛出口烟气含氧量
炉膛出口烟气含氧量是对炉内燃料燃烧是否充分的重要反映，是过量空气系数的体现。如果过量空气系数过大，那么送风机负荷也增大，耗电量增大，排烟热量增大，同时还会使锅炉内的辐射传热能力降低，从而降低锅炉热效率，而如果过量空气系数过小会造成不完全燃烧过大，形成热量损失，造成锅炉热效率低下，所以控制好炉膛出口烟气含氧量，保证过量空气系数在合理的范围之内。从相关数据统计中，我们发现，当炉膛内的烟气含氧量控制在2%至3%时，锅炉产生的蒸汽量最大，热效率为87.9%以上，不仅减少了不完全燃烧造成的热损失，而且增加了经济效益。
5.3提高锅炉传热性能
锅炉的传热性能是由锅炉受热面传热性能、受热面积以及传热温差较小等几方面因素的影响。为了提高锅炉的转热性能，可以在锅炉受热面传热系数较低的一侧增加肋片，从而使锅炉受热面增加。从锅炉的实际运行状况来看，添加肋片的锅炉比没有添加肋片的锅炉的排烟温度降低了15℃。对于低温段的空气预热器，由于传热温差小，往往导致锅炉热效率低下，可以采用高导热性能的热管式空气预热器，通过高导热性能的热管式空气预热器的应用，可以使锅炉漏风情况得以避免，同时这种空气预热器还具有耐腐蚀性、耐磨损性质，而且使锅炉的流动阻力减小，能有效减少所需要的受热面积。而锅炉传热恶化也会影响锅炉的传热性能，锅炉传热恶化主要受到烟气中含尘和软化除盐水品质差引起的，同时要及时清灰、排污，从而使锅炉受热面保持清洁。
5.4加强水处理管理
锅炉的水质也会对锅炉的热效率造成影响，也是锅炉能够安全稳定运行的重要保证。然而由于工作人员对公路水处理较为忽视，使得水处理设备缺乏有效的管理，锅炉水质无法达到要求的标准，从而使锅炉炉内产生结垢，甚至使锅炉和管道遭到腐蚀，造成爆管的事故经常发生，不仅影响锅炉的使用寿命，也使锅炉的热效率大大降低。在对锅炉进行水处理时，可以采用化学方法、离子交换软化方法和磁化方法。化学方法就是将生石灰乳和纯碱加人水中，使水中的钙镁离子与石灰乳和纯碱发生化学反应而沉淀下来。磁场软化方法就是使水流过磁场，与磁力线香蕉，进而使水中的钙镁离子分离，从而避免锅炉受热面出现水垢。
6结论
（1）降低锅炉散热损失，提高锅炉热效率。锅炉辐射段后墙保温改进维修后测试平均炉壁温度47℃，比保温改造前103℃降低56℃，热损失降低54%。（2）延长了注汽锅炉保温层使用寿命。通过保温方式改进，及清灰保温制度落实，锅炉串烟现象、保温损坏现象降低，减少保温故障停炉次数和停炉时间，大大延长锅炉保温层使用寿命。（3）减少职工劳动强度。通过保温方式改进，及清灰保温制度落实，锅炉保温损坏现象降低，职工维护工作量减少。在油田同行业中，我们率先采用硬密封，在同行业中处于领先水平，值得在油田其他单位推广。
参考文献:
[1]杨立华.注汽系统的热损失分析及改进措施[J].化工设计通讯,2016,42(02):64+66.
[2]王春华.注汽系统用能分析及提高注汽锅炉效率研究[D].大庆石油学院,2009.
论文作者:刘波
论文发表刊物:《防护工程》2019年第5期
论文发表时间:2019/6/13
标签：锅炉论文; 热效率论文; 汽锅论文; 炉管论文; 排烟论文; 烟气论文; 温度论文; 《防护工程》2019年第5期论文;