天然气锅炉日常维护与保养及其对提高锅炉热效率的作用

王乔乔

（兰州城市供水（集团）有限公司，甘肃 兰州 730060）

0 引言

天然气锅炉运行时的热量较高，高温环境下的水分很容易蒸发，而在低温区域还会逐渐凝结，使锅炉中存在较多的杂质，锅炉中的灰尘和水垢都会对热效率产生影响，为了解决这一问题，本文对天然气锅炉的维护和保养要点进行研究，通过科学的维护和保养达到提高热效率的目的， 借助维护保养减少腐蚀问题，保证受热面具有良好的传热性能，保障锅炉运行安全，提高运行中的热效率。

1 天然气锅炉的维护方法及其对提高锅炉热效率的作用

1.1 制订锅炉检修计划

检修之前需要制订详细的锅炉检修计划，根据检修计划进行检查和维护，天然气锅炉日常检查和维护需要做到以下几点：第一，工作人员要根据国家相关的安全防护标准，穿戴好安全防护工作装备，使用专门的仪器设备等进行检查和维护，设备和电器线路应具有良好的绝缘性能，保证检修人员的人身安全。 第二，做好通风换气工作，对锅炉内部和烟道内部进行清理时，要使用专门的化学清洗剂，再采用防爆型通风机进行强制通风换气， 工作人员严禁携带火种，保证检修工作和清洁工作的安全。 第三，检修时要关闭相关的管道阀门， 尤其要注意与锅炉连接的管道，确保蒸汽管道与给水管道完全关闭。 第四，如果检修人员进行高处作业时， 要采取高空防坠落安全防护措施。 检修人员必须要在有人监护的情况下方可进入锅炉内部检查和维护， 监护人员要守在出入口区域，保证锅炉内部检修人员的安全。

1.2 锅炉炉胆清理

对锅炉炉胆进行清理， 既可以使用化学清洗法，也可以使用专门的机械， 利用机械清扫法进行维护。如果在检查的过程中发现锅炉炉壁上存在较厚的水垢，可以综合运用两种清扫方法，先用化学清洗剂去除水垢，再用机械将锅炉内部的杂质清理干净。 化学清洗剂中含有部分化学物质，应注意化学清洗剂的用量和清洗要求，按照规范步骤进行操作，避免化学清洗剂损坏锅炉。 同时，还要注意机械清洗法的操作要点，清洗用的工具主要有铣管机和手锤等，清除水垢的过程中，不可以损伤锅炉，铣管机在相同位置停留的时间不可以超过5s，同时，记录检查和清洗的情况，为下次清理工作提供参考。 对给水管进行清扫时，先将管网拆除，再对管道内部进行清扫，检查管道密封面。 对受热面进行清扫时，重点对管道连接的区域进行清扫。

1.3 锅炉烟气侧管束、烟道等部位清扫

除了要对天然气锅炉的炉胆进行维护， 还要对锅炉烟气侧管束、烟道等部位进行清扫，可以采用机械清扫法，还可以采用人工清扫法。 如果没有特殊的情况，采用人工清扫法即可，但是，由于天然气锅炉的烟管群空间狭小，仅仅依靠人工，无法将这些细小的空间全部清扫干净，此时可采用机械吹灰的方法，清除积尘。

由于天然气锅炉有着不同的结构，选择清扫方法的时候应考虑锅炉的结构，无论使用哪种方法，都要对耐火材料和砖墙进行保护， 使其保持一定的干燥性，以免影响耐火材料和砖墙的质量性能。 有四种比较常用的清扫方法：（1）水洗法，准备大量的水，将水的pH 值控制在8～9 之间，用水反复冲洗，同时对耐火砖墙采取防湿保护；（2）蒸汽浸透法，放出一定量的蒸汽， 让灰尘处于湿润的状态， 将浸湿后的灰尘擦掉；（3）使用喷钢珠，或者利用喷砂粒进行清扫；（4）水浸湿法，该方法与蒸汽浸透法的原理相同，水的喷雾可以增加灰尘的湿度，将浸湿的灰尘清理干净。

1.4 明确维护的要求和规程

对天然气锅炉进行维护之前，必须要对零部件进行检查，保证零部件的完整性，维护人员要掌握天然气锅炉的结构、性能、用途和原理，具备维护保养和故障排除的能力，按照维护的规程进行操作，分别对进口部位和出口部位的温度、压力、流量进行控制，不要在温度和压力过高的环境下进行维护， 做好记录工作。 检查人员要在固定的时间、地点和线路上进行巡查，检查的内容包括：温度、压力、泄露部位、异常声响、螺栓、仪表装置、绝热层。 在维护的过程中要经常进行擦拭和打扫，保证天然气锅炉没有灰尘、污垢，没有出现泄露问题。 在日常维护工作中重点检查过滤器和除污器，将其清洗干净，在管道的维护中，对气管和水管进行清洗，保证管道的畅通性。 维护人员要保证锅炉房的整洁性，及时清理灰尘、废纸、塑料等物质，避免这些物质进入风机中。 对压力表、温度表、流量计、安全阀和压力控制器进行检查和维护；对燃烧头的鼓风轮、扩散器、火眼探头进行清理；如果燃料过滤器不够干净，要及时更换；对风门和燃气蝶阀的螺栓进行检查，发现松动的螺栓后，及时将其拧紧；将炉胆、回燃室、烟管中的灰尘全部清除干净，一般来说，当排烟温度比常规温度高20℃时，要采用停炉的方式清理灰尘，如果该问题频繁发生，要对燃烧头进行检查；对安全阀进行检查，避免阀芯和阀座完全无法移动。 总体来说，除了要进行日常检查与维护外，还要对锅炉进行年检，年检的检查工作和维护工作要更加全面和细致。

2 天然气锅炉的保养方法及其对提高锅炉热效率的作用

2.1 压力保养法

锅炉在停止运行时，锅炉内部存在大量的水分和氧气，这些物质长期与受热面的金属接触，会使金属受到腐蚀，金属的厚度将变得越来越薄，使一部分热量散失，为避免锅炉出现严重的腐蚀问题，需要定期对锅炉进行保养，避免水汽系统受到腐蚀，通过保养保证炉体的完整性，减少热量的损失。 天然气锅炉的保养人员需要在停炉的情况下进行，停炉的时间未超过一周时，一般会采用压力保养法。 保养人员要对锅炉内部的水温和残余压力进行控制，炉内水温刚好高于100℃，压力处于0.05～0.1 MPa 之间，满足这两个条件，基本可以保证锅炉水中没有氧气，这一环境条件还能避免外部空气进入到锅筒内部，极大程度减轻了锅炉的腐蚀问题。 对温度和压力进行调整和控制时，可点燃一部分炉膛内的燃料，或者利用周边锅炉的蒸汽进行调节，在燃料或蒸汽的作用下进行加热。

2.2 湿法保养法

停炉时间不超过一个月时， 可以采用湿法保养法，该方法需要使用特定的溶液，即碱性溶液，工作人员要将该溶液倒入水汽系统内。 湿法保养法的原理为：锅炉炉体的金属能够与碱性溶液发生反应，产生一层氧化膜，在氧化膜的保护下，金属将不会受到水分和氧气的影响，避免锅炉炉体持续受到腐蚀。 湿法保养法的操作过程为：停炉后，把锅炉内部的水全部排到炉外，展开清扫工作，清除水垢和灰尘，将各个部位的灰尘清除干净。 完成清扫工作后，关闭所有的阀门，天然气锅炉还有很多人孔与手孔，也要全部关闭，以免其他锅炉的空气和水分透过这些部位进入锅炉中，将需要保养的锅炉和其他锅炉分隔开来，不要让其他锅炉对其产生影响。 关闭所有阀门之后，倒入软化水，控制好倒入的水量，不得低于最低的水位线，同时，配置碱性溶液，利用专用泵灌注溶液，将其灌注到锅炉内部，打开水循环系统，使软化水和碱性溶液充分融合。 保养人员要一直关注锅炉受热面的情况，一旦发现外部出现了湿润的情况，立即生微火，确保受热面的干燥性，让锅炉保养的更加充分。 为了保持溶液的浓度，需要多次打开水循环系统，同时，检测溶液的浓度，若浓度降低，及时添加碱性溶液。 保养人员还要注意保养时的季节，冬季的气温非常低，保养期间一定要采取防冻措施。

2.3 干法保养法

当停炉的时间超过一个月时，保养人员可以采用干法保养法，该方法非常适合对长时间停用的锅炉进行保养。 干法保养法的原理为：将干燥剂放在锅炉中，放在炉膛内，在干燥剂的作用下达到保养的目的。 天然气锅炉停用后，将炉内的水排出，检查受热面外表面的情况，清理掉表面的污渍、积尘，去除水垢后，关闭所有的管道阀门，包括给水、排污、蒸汽等管道，用挡板堵住阀门等部位， 确保锅炉与其他部位完全隔开。 与湿法保养法不同的是，干法保养需要打开人孔，在自然的状态下使水分慢慢蒸发，逐渐使锅筒内部干燥，此时，将适量的干燥剂倒在敞口盘上，将敞口盘放在锅筒内， 保养人员也可以用布袋包裹住干燥剂，布袋具有一定的透气性，将布袋吊在锅筒内部，同样能起到干燥的作用，吸收锅筒中的潮气。 放入干燥剂后，立即关闭人孔，避免外部环境中的潮湿空气流入锅炉中，在保养的过程中要随时关注腐蚀问题。 运用干法保养法的时候还要注意一点要求，保养人员需要记录第一次保养的时间，半个月之后打开锅炉人孔，检查干燥剂，如果发现干燥剂已经粉化，意味着该干燥剂已经失去了干燥的作用，需要放入新的干燥剂，将粉化的干燥剂倒掉，或者放到锅炉中加热，除潮后还可以继续使用。 每次检查都要记录时间，以半个月为期限，定期进行检查和更换。

2.4 充气保养法

对长时间停炉的锅炉进行保养时，除了干法保养法，还可以对充气保养法加以运用。 充气保养法的原理为：将氨气或氮气注入水汽系统内，用充气的方式达到保养的目的。 充气保养法的操作方法：保养人员不必在停炉后进行排水，检查水位，以最高水位线为标准，确保炉内的水刚好到达最高水位线，满足水位条件后，对炉内的氧气进行处理，在脱氧处理后，将炉内和外界环境完全隔离， 不要让外部的空气进入炉内。 将氨气或氮气注入炉内时，需要在锅炉最高处进行充气，氨气和氮气都属于小质量空气，将其从上方注入后，锅炉内部的大质量空气就会从底部的位置排出，彻底消除炉内的氧气，避免了金属和氧气接触，受到腐蚀。 氮气接触到氧气后，会发生化学反应并产生一种新的物质，即氧化氮，该物质能够对金属进行保护，避免氧气与其接触。 如果充气的气体为氨气，该气体与水接触，就会将水转变为碱性水，以此来消除氧气，碱性反应还可以阻止腐蚀，避免金属构件受到影响。 由此可见，氮气和氨气都能在锅炉中呈现出较好的防腐蚀效果， 运用充气保养法时需要注意一点要求，必须要保证水汽系统的密封性，只有在完全密封的环境中，才能有效隔绝外部空气中的氧气。 总的来说，腐蚀会使炉内的热量快速流失，在日常的生产中需要耗费更多的能源资源，这四种锅炉保养方法都能有效解决锅炉的腐蚀问题，大大提高了锅炉运行的热效率，提高了能源资源的利用率。

3 其他提高锅炉热效率的方法

工作人员可以通过定期维护和科学保养解决锅炉热效率较低的问题，还可以采用另外两种方法提高锅炉热效率，第一种方法是增加受热面积，在受热面出口处进行排烟时，温度一般在150℃以上，入口处环境温度和受热面灰尘会对排烟温度产生较大影响，经常进行吹灰有利于增加受热面积和提高热效率。 工作人员要做好维护保养工作，避免受热面存在较厚的灰尘，同时还要注意锅炉炉膛烟气的压力值，炉膛出口区域的烟气压力值在1.96～4.91 KPa 之间时， 属于正压燃烧锅炉， 有可能是因为除尘器或尾部受热面堵塞、烟道或引风机漏风，应保证锅炉的严密性；烟气压力超过0.3 MPa 时，属于正压锅炉；烟气压力比大气压力低时，属于负压燃烧锅炉，负压过高的情况下，将会增加漏风量，应加强压力的控制。 另外，还可以对锅炉给水进行软化处理，控制管壁温度，以此来提高热效率。 第二种方法是调整锅炉的热放量，当空气系数较大时，会流失一部分热量，浪费燃烧的燃料，当空气系数过小时，往往要进行二次燃烧。 要加强风门开度的控制，在控制和调整的过程中参考负荷参数，尽量将空气系数保持在1.3～1.4 之间，对含氧量进行检测，根据含氧量调整开启度，在调整热放量的过程中提高热效率。

4 结语

天然气锅炉长期在高温的环境中运行，为了让天然气锅炉的运行过程更加安全， 需要定期进行检查、维护和保养，将锅炉中的水垢和灰尘等物质全部清除干净，运用科学的维护保养方法，解决锅炉的积灰问题和腐蚀问题，通过定期维护和科学保养提高锅炉热效率，延长锅炉的使用寿命，减少能源的消耗量。