水泥熟料线余热锅炉冬季防冻措施研究

【摘 要】本文结合位于内蒙古高寒地区余热锅炉的运行实例，论述了水泥熟料线配套余热锅炉在冬季运行中易发生冰冻事故的原因，给出了改造和防护的措施。

【关键词】余热锅炉；防冻；措施

【Abstract】This paper， Taking an example of heat recovery boiler in cold area of Inner Mongolia， discusses the cause of the cold accident of heat recovery boiler of Cement Clinker Line in Winter， and gives the renovation and protection measures.

【Key words】Heat Recovery Boiler； Antifreezing； Measures

水泥窑余热锅炉的开发和应用，对节约能源，降低水泥生产成本，保护环境等方面起到重要的作用[1]。乌兰察布中联水泥公司8MW纯低温余热发电项目是利用乌兰水泥公司#2、#3两条日产2500吨熟料线配套建设而成，由我公司投资运营。该项目由分立在#2、#3两条日产2500吨熟料线窑头和窑尾的四台余热锅炉和一台8MW 凝汽式汽轮发电机及其他配套辅助设备组成。其中锅炉为室外布置，两条线的窑头锅炉型号为QC113/360-9-1.25/340，窑尾锅炉型号为QC165/350-14.5-1.13/330，窑头AQC 炉整体采用管箱式结构，自上而下有过热器管箱、两个蒸发器管箱及两个省煤器管箱，烟气由旋风式分离器进行粉尘分离后自锅炉顶部进入炉体；窑尾SP炉烟气则直接从上向下分别经过热器、蒸发器和省煤器，气流方向与粉尘沉降方向一致，且每级受热面都设置了振打除尘装置，粉尘随气流均匀排出炉底。

1 冬季运行中存在问题

该项目于2008年9月份投产发电，在冬季运行中，运行人员发现时常出现汽包水位计显示不准问题，导致锅炉无法准确保持汽包水位，为防止发生干烧或者满水事故，不得不派人进行就地观察。12月份，由于水泥熟料线停产，余热机组同步进行停机检修，停机后对锅炉本体及其附属管道进行放水。检修完毕，启机后发现主给水管道和部分阀门冻裂、管道内大面积结冰，随后对锅炉内部进行检查，发现两台窑头锅炉省煤器管束大面积受冻，两台窑尾锅炉省煤器也受冻出现漏水点。

2 事故原因分析

（1）本地区属内蒙古高原大陆性气候，冰冻期长，年平均最低气温-4.4℃，绝对最低气温-38.2℃[2]。该余热锅炉采购自杭州锅炉厂，设计和施工中没有充分考虑项目所处地区的气候特点，锅炉为室外布置，没有特别防冻措施，仅在顶部汽包和底部给水管道阀门及炉水取样点设置了2个彩钢板保温房，然而实际中远远无法满足正常运行要求，导致运行中汽包水位计压力表管受冻失灵，锅炉本体及给水管道受冻。

（2）该余热项目为利用已有的水泥熟料线进行改造施工，原水泥生产区无排水系统，施工中为了节约时间，采取了将四台锅炉排水管道延长至一点，在此处设置联排扩容器进行汽水分离，导致由于排水管长，且窑头锅炉排水管高于锅炉最低点，使得排水不畅、排水管路易冻结，直接导致四台锅炉，特别是窑头锅炉的省煤器受冻。

（3）运行人员经验不足，运行防冻措施不到位，运行中没有针对余热锅炉的特点，采取有效的防冻措施。

3 防冻改造及防冻措施

3.1 防冻改造

这对上述原因分析，我们针对设计施工中的不足，做了针对性的技术改造，包括：

（1）在四台锅炉底部新建排水沟，深度要达到防冻要求，同时在四台锅炉下部各设置一排扩容器，改善锅炉排水，保证停炉时的排水要求。

（2）在主给水管道、省煤器出口管等低压管道容易积水点加防水阀门，阀门口径不能过细，防止在放水压力降低时冻结。

（3）重做水管道、取样管道、压力表管的保温层，在内部加设金属伴热电缆。

（4）锅炉本体的蒸发器和过热器原有排水管路采取的是单独由窑头管箱或窑尾集箱引出直接引至锅炉底部进行排水，由于管线长，管路直径细而且每层都是不连续排污导致容易受冻，无法排水，改造中，我们将并排多跟的排水管束改成一根大直径的排水管，每层蒸发器和过热器的排水直接引入大直径排水管，缩短了距离，且大直径排水管由于管径粗，长时间有水流动，不易受冻。

（5）改造原有保温房，并在保温房内加设电暖气保持室温。

3.2 冬季运行及停炉放水的防冻措施

（1）冬季运行人员操作中，应当遵循保持系统流动性的原则，防止死水冻结，具体包括：较少每次的上水量、增加上水时间，取样管等不要关死、保持小流量的流动。

（2）冬季一旦停炉，或者临时停炉时间预计较长，应果断采取防水措施，在水泥熟料线尚能提供热量时，使得锅炉进行带压放水。

（3）放水过程应提前制定冬季防冻应急预案，对放水流程、放水阀门位置都要明确规定，有专人检查操作结果。

（4）给水管道防水结束后，拆除给水管道上的阀门，用压缩空气对给水管道进行吹管，在各个放水口进行检查，每个放水口有气吹出，保证水已放尽。

（5）锅炉本体放水后，将窑头窑尾锅炉进口阀开到30%左右，出口阀开到50%，打开所有放气阀，维持锅炉内部温度在100～250℃，将炉内放不尽的水分全部烘干。

4 小结

我国北方地区冰冻期较长，气温低，余热锅炉运行中的防冻措施十分重要，一旦水泥熟料线停运，余热锅炉无自身热源，因此防冻工作也必不可少，如果发生管道冻裂，带来的直接和间接经济损失较大。采取上述改造和防冻措施后，该余热发电系统没有再次发生管道冻裂的现象，取得了良好的应用效果。

【参考文献】

[1]孙庆斌，李妍.水泥窑余热锅炉的发展趋势[J].应用能源技术，2005（4）.

[2]王永胜.高寒地区余热锅炉的防冻问题[J].水泥，2011（2）.