淺談海洋平臺熱介質(zhì)鍋爐調(diào)試檢驗

朱開斌 梁偉 邵然 王亮 鹿隨

海洋石油工程（青島）有限公司 山東青島 266520

1 引言

隨著我國石油行業(yè)的快速發(fā)展，熱介質(zhì)鍋爐在海洋石油工業(yè)中起著舉足輕重的作用，它直接關(guān)系到整個石油平臺是否能順利投產(chǎn)。本文以臥式熱介質(zhì)爐（燃燒器為德國RAY旋轉(zhuǎn)式燃燒器,燃料為柴油/原油雙燃料）為例，對熱介質(zhì)加熱爐首次運行前及運行中的相關(guān)檢查做一介紹。

2 組成及原理

熱介質(zhì)加熱系統(tǒng)，由熱介質(zhì)加熱爐（附有安全保護(hù)及流量監(jiān)測系統(tǒng)），控制柜，自動控制系統(tǒng)，溫度控制器，燃燒系統(tǒng)及燃料油輸送系統(tǒng)等部分組成。其工作原理為：燃料（原油或柴油雙燃料）在加熱爐爐膛內(nèi)燃燒，燃燒產(chǎn)生熱量，分別以輻射和對流的形式將熱量經(jīng)盤管傳遞給中間載熱體（熱介質(zhì)——導(dǎo)熱油Therminal55），由熱介質(zhì)循環(huán)泵建立導(dǎo)熱油系統(tǒng)循環(huán)，被加熱的高溫導(dǎo)熱油在用戶換熱設(shè)備中與用熱工質(zhì)進(jìn)行換熱，從而將燃燒產(chǎn)生的熱量，間接傳給用熱工質(zhì)，實現(xiàn)加熱的目的。換熱后的導(dǎo)熱油再返回到加熱爐進(jìn)行再加熱，如此循環(huán)往復(fù)，實現(xiàn)連續(xù)加熱用熱工質(zhì)的目的。

3 鍋爐裝置外觀檢查

3.1 機(jī)械結(jié)構(gòu)方面檢查

檢查橇塊外觀是否整潔完好，沒有因運輸或裝卸造成的破損；確認(rèn)用于運輸用的附加件已清除，所有螺栓緊固可靠，所有閥門性能良好，無銹蝕。對照設(shè)備安裝圖、工藝流程（PID）圖等有關(guān)圖紙，檢查整個鍋爐裝置現(xiàn)場施工是否已完成，確認(rèn)安裝無誤。檢查放空口是否在系統(tǒng)的最高點，排污口是否在系統(tǒng)的最低點。主要負(fù)荷傳遞點是否可靠連接，如煙囪底座，對流段的壁框架，對流段到輻射段的交接處及輻射段的基礎(chǔ)部分。檢查所有膨脹節(jié)安裝無誤，表面無劃傷，活動元件無卡死或被限制其活動范圍的現(xiàn)象，并確認(rèn)所有用于運輸?shù)谋Ｗo(hù)裝置，如運輸拉桿，運輸固定板已拆除。用目視檢查風(fēng)門是否處在全開還是全關(guān)位置，風(fēng)門的運動必須自如無障礙，風(fēng)門能否置于全開位置。檢查風(fēng)門氣動動作器、定位器是否以正確方向在驅(qū)動風(fēng)門葉片從全開至全關(guān)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的指示器應(yīng)正確的指示風(fēng)門的位置，這項工作不但在控制室要做，而且在現(xiàn)場的手動控制站也要做。

3.2 電氣儀表方面檢查

檢查電氣、儀表設(shè)備的接線是否完好、規(guī)范；所有儀表是否有因運輸或裝卸造成的破損；現(xiàn)場控制柜、各電機(jī)、電加熱器等是否可靠接地；電氣設(shè)備防爆及防護(hù)等級是否滿足要求（至少為IP56）。在鍋爐運行之前，應(yīng)檢查所有的流量控制器、記錄儀、熱電偶、通風(fēng)壓力表和安全關(guān)斷裝置，所有記錄儀應(yīng)該正確的校正到零。熱電偶引線傳送的出口溫度有時是反向的，這樣將不可能對鍋爐進(jìn)行正確的調(diào)節(jié)，因此對引線要仔細(xì)檢查。在鍋爐運行之前還應(yīng)對高溫或低流量等關(guān)斷裝置進(jìn)行測試，火焰故障指示裝置應(yīng)采用模擬危險情況發(fā)生來進(jìn)行檢查。

4 鍋爐裝置主要部件檢查

4.1 爐管清掃檢查

在啟動之前，必須對爐管進(jìn)行檢查，看是否清潔，有無積聚物存留，在完成液壓試驗之后，有可能有一些實驗用水存積在里面。因此可采用具有足夠高的壓力和足夠容量的壓縮空氣或氮氣強制通風(fēng)爐管，以保證獲得滿意的流通量。另外，還應(yīng)檢查鍋爐裝置的制造記錄資料，以便確定用在爐管上的液壓試驗是否合適，一切特殊的試驗是否已進(jìn)行，包括NDT檢查。

4.2 燃燒器安裝的檢查

（1）根據(jù)供貨商印制的說明，再次檢查燃燒器的定位情況，應(yīng)該讓燃燒器的軸保持絕對水平，霧化器和主空氣入口必須保持同心，否則將導(dǎo)致霧化空氣的不規(guī)則，使燃燒器結(jié)焦。

（2）用壓縮空氣或氮氣徹底吹除所有的燃燒器管路，此項工作對于燃燒液體燃料更為重要，并將燃燒器的安裝末端和混合用的孔板拆下來，以便對燃燒器的管線進(jìn)行徹底吹除。

4.3 風(fēng)機(jī)的檢查

（1）對照制造商的圖紙，對測試風(fēng)機(jī)壓力的壓力表安裝位置進(jìn)行檢查。

（2）檢查風(fēng)機(jī)的軸承是否符合制造商的圖紙要求。在運行期間還應(yīng)檢查風(fēng)機(jī)軸承是否過熱。

（3）一般來說，如果關(guān)閉風(fēng)機(jī)吸口的風(fēng)門，便給風(fēng)機(jī)卸載，電動機(jī)的負(fù)荷（以安培表示）便下降：如果關(guān)閉風(fēng)機(jī)出口的風(fēng)門，便給風(fēng)機(jī)加載，電動機(jī)的負(fù)荷（安培）便上升，風(fēng)機(jī)能否引起波動取決于風(fēng)機(jī)的特性曲線。如果運行時風(fēng)機(jī)出現(xiàn)波動，應(yīng)檢查風(fēng)機(jī)的出口側(cè)是否堵塞。當(dāng)起動風(fēng)機(jī)時，如果出現(xiàn)高電流值則應(yīng)按下列情況進(jìn)行檢查。

a)電動機(jī)上的電壓是否正確。

b)進(jìn)氣風(fēng)門是否已關(guān)上。

c)風(fēng)門葉片的轉(zhuǎn)動方向是否正確。

4）通過轉(zhuǎn)動風(fēng)機(jī)的辦法來核對風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)動方向。做法是按下起動按鈕，然后立即按下停止按鈕，檢查轉(zhuǎn)子是否始終朝著排出的方向轉(zhuǎn)動。

5）轉(zhuǎn)動方向檢查之后，按設(shè)定的轉(zhuǎn)速檢查風(fēng)機(jī)軸的振動情況，做法是關(guān)閉進(jìn)氣風(fēng)門，使風(fēng)機(jī)在空負(fù)荷下運轉(zhuǎn)。在風(fēng)機(jī)主體結(jié)構(gòu)上測試振動情況，測得值不應(yīng)該大于廠家規(guī)定值或相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。

4.4 耐火材料的檢查

1）鍋爐的幾個大件組裝起來之后，若要檢查所有的耐火材料區(qū)域就不可能了，因此這種檢查必須在大件組裝之前完成。如有可能，對于指定用目視檢查之處，可利用煙囪上設(shè)置的入口門，并將位于對流段的爐壁打開進(jìn)行檢查。

2）核查輻射段耐火材料的完好性，確保所有的構(gòu)件結(jié)合處已經(jīng)包扎好、無裸露的結(jié)構(gòu)。

5 鍋爐啟動前的檢查

5.1 系統(tǒng)完工狀態(tài)檢查

（1）鍋爐整個系統(tǒng)機(jī)械完工狀態(tài)，直接關(guān)系到鍋爐能否正常啟動。因此，啟爐前必須作好系統(tǒng)的完工狀態(tài)檢查。

（2）對于鍋爐橇塊本體：確認(rèn)上述外觀檢查無誤，且內(nèi)部具備完工狀態(tài)，即內(nèi)部所有電纜的接線、校線工作已完成；鍋爐內(nèi)部控制邏輯的程序編寫和測試已完成；鍋爐內(nèi)部燃油泵的測試已完成；鍋爐內(nèi)部伺服機(jī)構(gòu)調(diào)整的測試已完成；鍋爐內(nèi)部轉(zhuǎn)杯電機(jī)及其它設(shè)備運轉(zhuǎn)部件潤滑油、潤滑脂加注完好；鍋爐CO2消防系統(tǒng)的測試已完成；鍋爐橇塊內(nèi)部燃油管線電伴熱和保溫工作已完成；鍋爐橇塊油漆噴涂工作已完成。

（3）確認(rèn)熱介質(zhì)循環(huán)泵橇的安裝就位以及單機(jī)調(diào)試工作已完成。確認(rèn)相關(guān)熱介質(zhì)管線及燃油管線的連接、吹掃、試壓、氣密試驗、伴熱、保溫等工作已完成。

（4）確認(rèn)配電盤與鍋爐動力電纜、控制電纜的連接、校線等工作已完成。

（5）確認(rèn)熱介質(zhì)膨脹罐的安裝、單機(jī)調(diào)試工作已完成。

（6）確認(rèn)燃油日用罐/原油日用罐的安裝就位和單機(jī)調(diào)試已完成。

（7）確認(rèn)燃油傳輸泵橇的安裝就位、單機(jī)調(diào)試工作已完成。

5.2 啟爐前的測試工作

為保證下一步鍋爐的安全、正常運行，啟動前的一些測試工作是必不可少的。在確認(rèn)完上述啟爐條件具備后，方可做啟動前的一些測試工作。

1）鍋爐橇塊上所有電機(jī)的冷態(tài)絕緣測試

對于電機(jī)冷態(tài)絕緣標(biāo)準(zhǔn)為：新安裝的或停用三個月以上的電動機(jī)，用兆歐表測量電動機(jī)各項繞組之間及每項繞組與地（機(jī)殼）之間的絕緣電阻，測試前應(yīng)拆除電動機(jī)出線端子上的所有外部接線。通常對500V以下的電動機(jī)用500V兆歐表測量，對500～3000V電動機(jī)用1000V兆歐表測量其絕緣電阻，按要求，電動機(jī)每1kV工作電壓，絕緣電阻不得低于1兆歐，電壓在1k伏以下、容量為了1000千瓦及以下的電動機(jī)，其絕緣電阻應(yīng)不低于0.5兆歐。如絕緣電阻較低，則應(yīng)先將電動機(jī)進(jìn)行烘干處理，然后再測絕緣電阻，合格后才可通電使用。

2）對靜態(tài)報警點模擬測試

由廠家設(shè)定鍋爐系統(tǒng)各報警參數(shù)，使之滿足鍋爐正常的運行要求，并在廠家配合下對各報警參數(shù)進(jìn)行現(xiàn)場模擬測試，且每一報警點應(yīng)在中控正確顯示。需注意的是：做完每一個報警點測試后必須恢復(fù)設(shè)定值。

5.3 啟爐前的燃油加注及冷態(tài)循環(huán)檢查

確信燃油加注完成，相關(guān)管線和罐體的電伴熱已正常送電工作，電伴熱的伴熱溫度符合正常的溫度要求。因在原油（重油）模式調(diào)試時，為了避免原油（重油）在燃油管線和燃油儲罐內(nèi)凝結(jié)而導(dǎo)致再次啟爐時燃油無法流動，所以加注量要適當(dāng)，以便于調(diào)試結(jié)束后用柴油對管線內(nèi)的原油（重油）進(jìn)行沖洗置換。

加注完燃油后，同時需要對整個系統(tǒng)進(jìn)行冷態(tài)循環(huán)。冷態(tài)循環(huán)的主要目的有三個：一是使熱介質(zhì)系統(tǒng)充滿熱介質(zhì)；二是將熱介質(zhì)系統(tǒng)管線中的氣體通過循環(huán)排放；三是將管線內(nèi)的雜質(zhì)過濾。其基本方法是，通過熱介質(zhì)循環(huán)泵，向熱介質(zhì)膨脹罐內(nèi)加注熱介質(zhì)油（THERMINAL55），直到罐內(nèi)液位和壓力穩(wěn)定不變。最終保持膨脹罐內(nèi)熱介質(zhì)油液位在1/3～1/2范圍之內(nèi)。記錄熱介質(zhì)系統(tǒng)內(nèi)加注的熱介質(zhì)油容積，并與系統(tǒng)管線容積核算值比較。該過程主要檢查所有閥門、儀表是否處于正常的工作狀態(tài)，系統(tǒng)管線、閥門是否存在泄漏。如果熱介質(zhì)油循環(huán)泵入口壓力指示在0位以下，表明此時循環(huán)泵入口濾器已經(jīng)堵塞較嚴(yán)重，需要對該濾器拆卸并清洗濾網(wǎng)。

6 鍋爐啟動的相關(guān)檢查

確認(rèn)上述所有檢查項和測試等準(zhǔn)備工作都完成無誤后，方可啟動鍋爐，對運行的功能及性能進(jìn)行檢查。

6.1 點火裝置簡介

該套熱介質(zhì)鍋爐有自動點火裝置，燃燒器可全自動操作，能實現(xiàn)重油、中油和輕油間的任意轉(zhuǎn)換。當(dāng)吹掃時間結(jié)束后，點火變壓器和燃油點火電磁閥從自動控制單元獲得一個脈沖信號，在點火電極上產(chǎn)生一個電弧，點火燃油被點燃形成引火火焰，引火火焰被火焰探測器檢測到，通過自動控制單元，燃油電磁閥被打開，從而進(jìn)入燃燒過程。

6.2 點火步驟及相關(guān)檢查

啟爐的檢查是最關(guān)鍵的一步，不光要做好數(shù)據(jù)的記錄，還應(yīng)該對系統(tǒng)安全運行的一些條件作好檢查。首先確認(rèn)已有兩臺熱介質(zhì)循環(huán)泵正在運行且壓力正常。然后選擇要啟動的鍋爐，完全打開鍋爐進(jìn)出口管線上的閘閥，建立起充足的循環(huán)用熱介質(zhì)油流量，可以通過全面檢查流量指示器或者是流量控制器的辦法來確保在所有的通道中都有熱介質(zhì)油在循環(huán)；確認(rèn)熱介質(zhì)油的壓力、溫度正常，管線上的壓力表、壓力開關(guān)正常，連接閥已經(jīng)打開，放空閥已經(jīng)關(guān)閉，儀表氣供氣壓力正常；確認(rèn)鍋爐風(fēng)機(jī)電源已經(jīng)供上。鍋爐控制盤上的電源開關(guān)打至開的位置，使控制盤與電源接通，電源指示燈亮。

在確認(rèn)系統(tǒng)具備點火條件后，方可啟動RAY旋轉(zhuǎn)點火頭。并對以下進(jìn)行逐項檢查。

（1）檢查燃油罐是否被裝滿，濾網(wǎng)被清洗過，燃油關(guān)斷閥打開了，通過窺油鏡檢查軸承潤滑油的液位。

（2）檢查鍋爐水位且位于“低液位”以上.

（3）檢查點火氣和點火油是否可用，關(guān)斷閥是否被打開。

（4）打開主控制器

（5）打開罐內(nèi)的電加熱器，加熱筒上的溫度調(diào)節(jié)器必須設(shè)定在40-50℃ (對重燃油)

（6）打開日用罐加熱器，加熱筒的溫度設(shè)定在70-80℃（對重燃油）

（7）打開輔助燃油電加熱器（對重燃油）

（8）啟動燃油供給泵，起泵前檢查雙泵控制臺上的選擇開關(guān)是否打在要求的泵上。

（9）運行開關(guān)打到“預(yù)加熱”位置。

（10）將伺服電機(jī)的控制位置達(dá)到“微火”,將火爐上的助燃空氣風(fēng)扇負(fù)壓控制開關(guān)從“手動控制”打到“自動控制”。

（11）當(dāng)達(dá)到必要的油溫后操作開關(guān)打到“運行”位置，油溫可以從測量模塊的溫度表上讀出來。

（12）當(dāng)點火頭完成啟動后，只要開關(guān)打到“微火”位置，燃燒器將保持小火運行。

6.3 熱介質(zhì)管線系統(tǒng)脫水檢查

在管線施工中存留于管線內(nèi)的水分較多，過量的水分混合在熱介質(zhì)管線中，會使熱介質(zhì)系統(tǒng)壓力升高，熱效率降低，熱量損失很大。為此，必須將熱介質(zhì)系統(tǒng)管線中的水分利用鍋爐的小火運行將熱介質(zhì)加熱，從而使其中混合的水分蒸發(fā)排空。熱介質(zhì)系統(tǒng)脫水所要求的溫度保持在100～110℃，熱介質(zhì)膨脹罐頂部的放空閥必須打開。由于熱介質(zhì)油系統(tǒng)脫水時間持續(xù)較長，需要對幾臺熱介質(zhì)循環(huán)泵輪流運行，以保證整個熱介質(zhì)油系統(tǒng)管線內(nèi)的水分充分蒸發(fā)排空。

6.4 動態(tài)報警點（關(guān)斷）測試

按照設(shè)計要求該鍋爐系統(tǒng)有以下關(guān)斷報警點：熱油流量低低關(guān)斷報警、熱油出爐管匯溫度高高關(guān)斷報警、熱油入爐壓力低低關(guān)斷報警、火焰故障關(guān)斷報警、煙氣溫度高高關(guān)斷報警、助燃風(fēng)壓力低低關(guān)斷報警、進(jìn)燃燒器原油溫度低低關(guān)斷報警、進(jìn)燃燒器原油壓力低低關(guān)斷報警、緊急停關(guān)斷報警。在廠家和儀表工程師配合下，對各報警參數(shù)進(jìn)行現(xiàn)場模擬測試，且每一報警點應(yīng)在中控正確顯示，現(xiàn)場有聲光報警顯示。在該過程中，注意檢查鍋爐的邏輯控制是否有混亂的現(xiàn)象。要求每次啟爐時都以“前吹掃”為起始，進(jìn)行前吹掃→關(guān)風(fēng)門→點火→主油閥→運行→后吹掃→停爐的循環(huán)。

6.5 煙氣含氧量檢查

為了滿足環(huán)保要求，煙氣格林曼系數(shù)（黑度）應(yīng)小于1（參照GB5468-91的規(guī)定），即沒有黑煙。實際操作中是通過伺服馬達(dá)開度的調(diào)節(jié)，從而改變風(fēng)/油配比，來實現(xiàn)煙氣氧含量的調(diào)節(jié)。爐內(nèi)燃燒好壞，可以通過燃燒器旁側(cè)的窺火鏡來觀察爐內(nèi)火焰和觀察煙囪的煙氣來判斷。若火焰呈金黃色，煙氣呈淺灰色，則說明爐內(nèi)燃燒工況好；反之，如火焰暗紅，煙囪冒黑煙，則表明爐內(nèi)燃燒不好；如果火焰呈刺眼的白色，煙囪里排白煙，說明空氣過量，即空氣比系數(shù)太大，應(yīng)減少送風(fēng)量。

6.6 機(jī)械性能檢查及參數(shù)記錄

運行鍋爐至少兩小時。在這過程中，除了檢查鍋爐運行狀態(tài)有無異常，整個管路系統(tǒng)有無泄露外，還應(yīng)該注意一些關(guān)鍵參數(shù)的變化，是否存在異常的突增或突減現(xiàn)象，并對運行穩(wěn)定狀態(tài)的數(shù)據(jù)作記錄。如：膨脹罐的最高液位和穩(wěn)定狀態(tài)的液位；運行正常時的原油出口溫度；熱介質(zhì)入口、出口溫度；運行正常時原油的壓力；各盤管中熱介質(zhì)的溫度；投入運行的熱介質(zhì)循環(huán)泵的出口壓力；熱介質(zhì)流量；煙氣出口溫度；煙氣含氧量；并檢查鼓風(fēng)機(jī)、轉(zhuǎn)杯電機(jī)、電加熱器等的運行電流是否穩(wěn)定，控制盤上相應(yīng)電流表量程是否滿足要求。所有這些數(shù)據(jù)需參照廠家資料進(jìn)行比較，對出入較大者需查找原因。

7 調(diào)試完畢的檢查

為了避免未燃燒完的重油，在冬季凝固，而堵塞管道影響設(shè)備使用。所以調(diào)試結(jié)束前，需要用柴油置換重油。其做法是，將鍋爐轉(zhuǎn)換至柴油模式進(jìn)行燃燒，直到管線內(nèi)的重油基本完全燃燒為止，最后停爐斷電。在停爐后，為了防止系統(tǒng)中的高溫?zé)崦接?，積留在管線中，而產(chǎn)生結(jié)焦物。所以需要熱介質(zhì)循環(huán)泵繼續(xù)運轉(zhuǎn)30分鐘左右。最后方可斷開鍋爐現(xiàn)場控制盤、公共盤的動力電源和控制電源；斷開各泵的電源；斷開原油沿程管線的電伴熱電源。最后需檢查系統(tǒng)流程的相關(guān)管線上的閥門是否恢復(fù)到試驗以前的狀態(tài)，主要包括燃油輸送泵橇出/入口閥門、柴油泵入口閥門、燃油日用罐出口閥門以及柴油日用罐出口閥門等。

8 鍋爐主要故障、可能原因及處理辦法

鍋爐在初始調(diào)試或是長期運行后，都會發(fā)生各種故障。及時判斷故障原因，進(jìn)行相應(yīng)處理，是防止故障擴(kuò)大，保證設(shè)備正常運行的一項重要的工作。下面例舉鍋爐常見的故障、可能原因及處理辦法。

9 結(jié)語

隨著我國工業(yè)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，鍋爐的使用也將越來越廣泛。在實際的運用中，可能存在設(shè)計不合理，安裝出現(xiàn)異常，或是調(diào)試運行不理想，或是機(jī)組不匹配等現(xiàn)象。因此作好鍋爐的相關(guān)檢驗工作，是對設(shè)計是否合理，安裝、調(diào)試是否完善等問題的一個有效控制。從而確保鍋爐更加安全穩(wěn)定，經(jīng)濟(jì)有效的運行。