提高鍋爐熱能利用率QC小組

PAGE提高鍋爐熱能利用率前言我國能源供應(yīng)緊張,明顯的束縛了國民經(jīng)濟發(fā)展和人民生活水平提高的速度,根據(jù)我國國情所確定的能源總方針是開發(fā)和節(jié)約并重,近期把節(jié)能放在優(yōu)先地位。我國目前每單位能耗所創(chuàng)造的國民經(jīng)濟收入比工業(yè)發(fā)達(dá)國家低得多,因而如何提高能源利用率是各行各業(yè)面臨的共同問題。石油行業(yè)同樣也面臨著如何提高能源利用率的問題。本文主要就如何提高集中處理站鍋爐熱能利用率的問題展開討論。一、小組概況表1：QC小組成員一覽表序號姓名性別年齡職稱文化程度組內(nèi)職務(wù)12345678910圖1：QC小組概況二、選題理由1、如何提高能源利用率是各行各業(yè)面臨的共同問題；2、熱能利用率一直很低，站內(nèi)節(jié)能降耗的要求；3、鍋爐為冬季運行的重要保障，鍋爐提供的熱能占站冬季熱能利用的80%以上。三、現(xiàn)狀調(diào)查鍋爐崗建于1994年9月，三臺鍋爐1994自投產(chǎn)以來一直使用至今，型號為：WNS4-0.98-QT，為臥式內(nèi)燃鍋爐，額定蒸發(fā)量為4噸，額定壓力為0.98Mpa，燃料為天然氣。根據(jù)集中處理站生產(chǎn)運行實際，每年5-9月份鍋爐停運，10-12月份一臺鍋爐即可滿足生產(chǎn)需要，1-4月份點兩臺鍋爐。供熱介質(zhì)為0.2-0.3Mpa蒸汽熱介質(zhì)。三臺鍋爐主要負(fù)責(zé)站內(nèi)生產(chǎn)供熱、各崗值班室和泵房供暖及生活區(qū)供暖，相關(guān)數(shù)據(jù)如下：1、站內(nèi)房間供熱面積：約2426m22、生活區(qū)供熱依靠站內(nèi)兩具卷板式換熱器進行換熱，換熱器參數(shù)如下：型號：LL120,換熱面積：20m2，設(shè)計壓力：2.0MPa試驗壓力：0.8Mpa，介質(zhì)：蒸汽、循環(huán)熱水，設(shè)計溫度：250℃。生活區(qū)主要有住宅樓3棟，辦公樓１棟，食堂1座，另有消防隊兩層樓一棟，料庫平房10間。3、站內(nèi)加熱生產(chǎn)設(shè)施主要有：10000m3凈化罐兩具，3000m3沉降罐兩具，1000m3凈化罐三具，200m3凈化罐四具，浮頭式換熱器一具（型號：03-32,設(shè)計壓力：6.28Mpa，換熱面積：85.5m24、站內(nèi)生產(chǎn)相關(guān)運行參數(shù)如下：罐溫35℃；外輸溫度55℃；最冷月平均溫度-10℃；最冷月平均風(fēng)速2.3m/s；最大凍土深度79cm。四、設(shè)定目標(biāo)根據(jù)調(diào)查現(xiàn)狀，結(jié)合目前實際，確定本次活動的目標(biāo)：針對影響鍋爐熱能利用率各項因素，在現(xiàn)場采取各種措施，如控制鍋爐使用臺數(shù)、控制合理的排煙溫度、控制合理的蒸汽壓力、控制排污時間、改變供熱方式、實現(xiàn)熱能二次利用、降低外界損耗等，從而實現(xiàn)節(jié)能降耗的目的，提高鍋爐熱能利用率。站2008年鍋爐熱能利用率為70%，經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查及小組內(nèi)部討論，將目標(biāo)值定為75%。圖2：活動目標(biāo)圖五、原因分析針對鍋爐熱能利用率不高的問題，我們QC小組成員召開會議，充分發(fā)揚民主，應(yīng)用“頭腦風(fēng)暴法”對此問題各抒已見，集思廣義，進行了廣泛的分析討論，并繪制因果圖：圖3：因果分析圖六、確定主要原因首先排除不可抗拒因素：燃?xì)鈮毫Σ痪?、空燃比不合理、鍋爐年限較高、爐膽結(jié)垢較厚、煙管個別有損壞、操作壓力低、爐體散熱量大、系統(tǒng)設(shè)計存在缺陷。對剩余末端因素進行逐一確認(rèn)。表2：要因確認(rèn)計劃表序號末端因素確認(rèn)內(nèi)容確定方法確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)負(fù)責(zé)人完成時間1天然氣含硫高天然氣含硫到底是多少取樣化驗分析天然氣含硫量是否在20mg/m3以下2操作者經(jīng)驗不足操作者經(jīng)驗怎么樣現(xiàn)場調(diào)查流程掌握全面、實際操作熟練、經(jīng)驗豐富3操作人員資歷不夠操作人員資歷怎么樣現(xiàn)場調(diào)查操作人員是否有鍋爐操作三證4燃燒器老化燃燒器使用年限現(xiàn)場調(diào)查能否保證合適空燃比5無熱能再利用系統(tǒng)無熱能再利用系統(tǒng)與鍋爐熱能利用率關(guān)系現(xiàn)場調(diào)查回水是否得以二次利用，是否存在亂放空現(xiàn)象6操作規(guī)程不科學(xué)操作規(guī)程不科學(xué)對鍋爐熱能利用率有多大影響現(xiàn)場調(diào)查以標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)程序為標(biāo)準(zhǔn)7外界溫度的影響外界溫度的影響有多大現(xiàn)場調(diào)查根據(jù)氣溫的變化調(diào)整供汽量的大小;外輸控制下游油溫8供暖方式的影響外界溫度的影響有多大現(xiàn)場調(diào)查局部流程可以將蒸汽供暖變?yōu)槠渌绞焦┡_認(rèn)一：天然氣含硫高通過與南25#站聯(lián)系溝通，了解到站天然氣來氣的含硫量在10-18mg/m3，屬于合理范圍。結(jié)論一：天燃?xì)夂蚋卟皇侵饕?。確認(rèn)二：操作者經(jīng)驗不足通過對鍋爐崗在崗10名人員全面調(diào)查，發(fā)現(xiàn)在崗年限都在5年以上，操作者能夠順利解決各種常見故障,經(jīng)驗豐富。結(jié)論二：操作者經(jīng)驗不足不是主要原因。確認(rèn)三：操作人員資歷不夠站鍋爐崗共有員工10人，經(jīng)查實：10人均具有鍋爐操作的三證，均受過良好的培訓(xùn)，其中：高級工一人，技師一人，中級工8人。結(jié)論三：操作人員資歷不夠不是主要原因。確認(rèn)四：燃燒器老化三臺鍋爐的燃燒器均為2000年前更換，設(shè)備低端，不能自動調(diào)整空氣供應(yīng)量，經(jīng)常由于空燃比不合理造成排煙溫度過高、自動停爐等問題。（1）、燃?xì)忮仩t在燃燒良好的情況下,氣體不完全燃燒熱損失較小。根據(jù)燃燒器廠家提供的數(shù)據(jù),燃燒器的燃燒效率一般為99.0%～99.5%,即氣體不完全燃燒熱損失率為1.0%～0.5%。但在燃燒不良的情況下,氣體不完全燃燒熱損失率很高。（2）、排煙熱損失是燃?xì)忮仩t最主要的熱損失,它取決于排煙溫度與空氣系數(shù)。通常,燃?xì)忮仩t的排煙溫度較高,燃?xì)鉄崴仩t排煙溫度一般為150～180℃,燃?xì)庹羝仩t排煙溫度一般為200～250℃。排煙溫度偏高,導(dǎo)致鍋爐的熱效率降低。以陜甘寧天然氣為例,通過計算,得出不同空氣系數(shù)和排煙溫度下的排煙熱損失率(見表3)。排煙熱損失隨排煙溫度的升高和空氣系數(shù)的增大而增大。表3：不同排煙溫度和空氣系數(shù)下的排煙熱損失率結(jié)論四：燃燒器老化為主要原因。確認(rèn)五：無熱能再利用系統(tǒng)蒸汽鍋爐回水利用節(jié)約了成本、降低了能量消耗、減少蒸汽浪費，明顯提高鍋爐熱能利用率。站供暖回水白白流入污水井，熱能沒能得以再利用。結(jié)論五：無熱能再利用系統(tǒng)為主要原因。確認(rèn)六：操作規(guī)程不科學(xué)崗位上備有標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)程序，這些操作規(guī)范都是由王窯大隊專業(yè)培訓(xùn)組根據(jù)隊實際情況精心編寫出來的，非常有針對性，前期隊也就此作業(yè)程序進行了深入培訓(xùn)。結(jié)論六：操作規(guī)程不科學(xué)不是主要原因。確認(rèn)七：外界溫度的影響冬季溫度變化大，如能根據(jù)天氣溫度的變化調(diào)節(jié)供暖，達(dá)到“精確供熱”，按照用戶對熱量的需求合理供給熱量，在保證室溫的條件下達(dá)到最大限度的節(jié)能，也能明顯地提高鍋爐熱能利用率。結(jié)論七：外界溫度的影響為主要原因。確認(rèn)八：供暖方式的影響局部供暖方式可由蒸汽供暖調(diào)整為熱水供暖；部分換熱器可由原來的蒸汽對油加熱改為油對油加熱。熱水供暖方式有以下穩(wěn)定優(yōu)點：（1）、熱水供暖可以節(jié)約大量燃料20%～40%。因為它沒有凝結(jié)水和二次蒸發(fā)損失。其次,熱水供暖管道散熱損失小。蒸汽供暖管道漏汽損失較大。最后,熱水供暖可根據(jù)室外環(huán)境溫度的變化,靈活地對熱水進行質(zhì)量調(diào)節(jié),達(dá)到既節(jié)約燃料又保證供熱質(zhì)量的要求。（2）、熱水供暖熱半徑大,可達(dá)幾十公里,而蒸汽供暖受管道阻力損失限制,一般僅為2～3公里。（3）、高溫水供暖適合于區(qū)域性供熱事業(yè)的發(fā)展。而采用區(qū)域性集中供熱不僅可以節(jié)約大量燃料,又可減少鍋爐對大氣環(huán)境的污染。結(jié)論八：供暖方式的影響為主要原因。七、制定對策我們小組經(jīng)過多方論證，針對已確定的四個要因，制定出相應(yīng)的對策和措施。表4：對策措施表序號要因?qū)Σ吣繕?biāo)措施負(fù)責(zé)人日期1燃燒器老化更換燒燃器控制合理的空燃比，降低排煙溫度引進新型全自動燃燒器，該燃燒器可根據(jù)燃?xì)饬孔詣诱{(diào)節(jié)供風(fēng)量使燃料更充分。2無熱能再利用系統(tǒng)尋求熱能充分利用實現(xiàn)余回收進行現(xiàn)場改造，讓回水得以二次利用3外界溫度的影響設(shè)法降低溫度的影響根據(jù)外界溫度的變化及時調(diào)整供熱根據(jù)外界氣溫變化調(diào)節(jié)生活區(qū)及站內(nèi)生產(chǎn)供暖；根據(jù)東營溫度需求及時調(diào)整外輸溫度4供暖方式的影響尋求合理科學(xué)的供暖方式通過供暖方式的改變來減少蒸汽消耗局部供暖方式由蒸汽供暖調(diào)整為熱水供暖；部分換熱器由原來的蒸汽對油加熱改為油對油加熱八、對策實施對策一:針對燃燒器老化，空燃比不合理，從而造成排煙溫度偏高的問題，引進新型全自動燃燒器，該燃燒器可根據(jù)燃?xì)饬孔詣诱{(diào)節(jié)供風(fēng)量使燃料更充分，排煙溫度偏高的問題也隨之得以解決。對策二:針對供熱系統(tǒng)運行中大量高溫蒸汽回水排入污水井內(nèi)，大量的熱能白白浪費掉，同時每天浪費60m3左右軟化水。結(jié)合原設(shè)計方案及運行中高溫回水排入軟化水罐造成罐內(nèi)水溫過高，鍋爐上水泵發(fā)生氣蝕的生產(chǎn)實際，于2009年夏天做出了以下改造：部分回水排入軟化水灌，部分排入生水罐，部分直接排入污水井內(nèi)用于站內(nèi)污水井、污油井連通管線防凍堵，具體工藝見下圖。隊部、換熱器回水隊部、換熱器回水穩(wěn)定、計量回水生水罐軟化水罐＃采出水、消防回水圖4：回水利用改造圖對策三:(1)、根據(jù)天氣變化與生活區(qū)服務(wù)隊聯(lián)系，按照住戶對熱量的需求合理供給熱量，在保證室溫的條件下達(dá)到最大限度的節(jié)能。避免了以往“室外冬天，室內(nèi)夏天”的過量供熱的場面，提高了熱能利用率。(2)與東營站聯(lián)系，在保證凈化油正常輸送的情況下，盡量降低原油外輸溫度。外輸溫度每減少10℃Q=CG△t=0.75×500×1000×365×10=13.7×108kcal/a。對策四:(1)站內(nèi)原來室內(nèi)供熱為蒸汽供熱，09年夏天自行進行改造，將蒸汽供熱改為熱水供熱，減少了二次蒸發(fā)損失和供暖管道散熱損失。（2）根據(jù)集輸站多年的運行經(jīng)驗及—東營原油外輸管線的溫降計算結(jié)果，外輸首站在4月、5月、10月、11月四個月份中外輸油溫控制在45℃左右即可滿足長輸管線輸油要求。因此，凈化油外輸加熱工藝流程在這四個月運行過程中可由原來的利用鍋爐蒸汽加熱調(diào)整為由加熱爐來油進行加熱。調(diào)整后工藝流程見下圖。換熱器換熱器4、5、6換熱器1加熱爐換熱器7換熱器2、3長6來油長2來油三相分離器產(chǎn)進罐沉降罐百方罐外輸至東營外輸罐外輸換熱器坪北罐圖5：回水利用改造圖九、效果檢查1.活動后,鍋爐的排煙溫度由250℃降到210℃,降低了40℃2、活動后，站內(nèi)蒸汽回水得以二次利用。3、活動后，生活區(qū)供暖及外輸油溫控制更趨于合理。4、通過供熱方式的改變，減少了蒸汽消耗。5、站的鍋爐熱能利用率由原來的70%提高到了75%。十、措施鞏固為了進一步鞏固QC小組所取得的成績，我們制定了以下措施：1、保持已經(jīng)取得效果的基礎(chǔ)上，繼續(xù)就如何提高站熱能利用展開思考討論；2、繼續(xù)運用QC方法對該工藝技術(shù)進行改進和完善，提高該工藝技術(shù)的可靠性，為下一步繼續(xù)開展此類工藝技術(shù)研究提供可靠的方法；3、繼