干熄焦余熱鍋爐水質(zhì)異常原因分析與處理

宗 欣

（濟(jì)鋼集團(tuán)國際工程技術(shù)有限公司，山東 濟(jì)南 250101）

當(dāng)下干熄焦技術(shù)的應(yīng)用愈發(fā)廣泛，這是一種新型的能源利用技術(shù)，具有明顯的現(xiàn)代化特征，相比其他技術(shù)而言要更有優(yōu)勢，利用惰性氣體帶走紅焦顯熱用于余熱發(fā)電，做到綠色生態(tài)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，因此屬于創(chuàng)新型技術(shù)。但該技術(shù)仍存在不足，尤其是余熱鍋爐使用過程中會(huì)出現(xiàn)水質(zhì)異常等問題影響鍋爐乃至整個(gè)干熄焦系統(tǒng)的安全運(yùn)行，這就需要從根本上去進(jìn)行分析，找到引發(fā)水質(zhì)異常問題的具體原因，并通過有效的措施改善優(yōu)化，以此來促進(jìn)我國的干熄焦技術(shù)能夠進(jìn)一步發(fā)展[1]。

1 干熄焦技術(shù)發(fā)展概況

1.1 干熄焦技術(shù)概述

當(dāng)下的干熄焦技術(shù)發(fā)展得到了重大突破，相比傳統(tǒng)的方法，自然要有更多優(yōu)勢，尤其在能源的使用上面非常出色，可以避免浪費(fèi)熱能，并且大大減少了水資源的消耗，實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)的理念。傳統(tǒng)的技術(shù)在使用上，會(huì)無法避免含有一定水分，大約在5%左右，從而降低了整體的生產(chǎn)效率，而干熄焦則有效改善了這個(gè)劣勢。目前干熄焦設(shè)備形式多樣，不僅有地上集中槽式，還有地下、多室式以及箱籠式等等，不過使用最多的還是地上集中槽式設(shè)備，其使用最為廣泛。雖然該技術(shù)的一次投資較多，但從效果上要比其他工藝更具有優(yōu)勢，因此該技術(shù)絕對是未來的主流發(fā)展趨勢，可以有效取代濕熄焦工藝技術(shù)，不過首先要解決水質(zhì)異常的問題，通過不斷完善提高整體使用價(jià)值。

1.2 干熄焦技術(shù)使用流程

當(dāng)下使用最為廣泛的就是地上集中槽式干熄焦設(shè)備，這也是未來發(fā)展的主流趨勢，該設(shè)備的運(yùn)行通過推焦機(jī)從炭化室推出，經(jīng)導(dǎo)焦車落入裝在運(yùn)焦車上的底開門式盛桶內(nèi)，再由電機(jī)車牽引到提升機(jī)下，并提升到干熄槽頂，最終裝入干熄槽預(yù)存室。一般干熄槽都是由鋼板進(jìn)行焊制，而內(nèi)部則使用耐火磚1000℃左右的紅焦炭在其內(nèi)部，靠著惰性氣體進(jìn)行冷卻，降低至200℃～250℃。

1.3 干熄焦技術(shù)主要使用的設(shè)備

1.3.1 焦罐

焦罐，就是運(yùn)輸紅焦的容器，大多數(shù)容積只能裝下一個(gè)碳化室的焦炭量。該設(shè)備可以經(jīng)受1000℃的高溫，為了能夠更方便的使用，其設(shè)計(jì)成底部開門的方式，需要注意的是在運(yùn)焦過程中，必須加上桶蓋避免煙塵污染。

1.3.2 運(yùn)焦車與電機(jī)車

大部分情況下，運(yùn)焦車都會(huì)設(shè)計(jì)成元寶形狀，并裝有開閉盛焦桶蓋的啟動(dòng)開關(guān)，電機(jī)車有較大的牽引力，一般由盛焦桶的重量來決定，并安裝了自動(dòng)對位檢測裝飾，提高整體操作的安全性。

1.3.3 提升機(jī)

由于提升機(jī)在30m～40m的干熄槽頂部，所以操作起來會(huì)比較麻煩，環(huán)境也相對惡劣，為了改善這一問題，會(huì)設(shè)置自動(dòng)遙控，以此來實(shí)現(xiàn)無人操控，也可以適當(dāng)減少提升機(jī)的功率，來節(jié)約更多的資金[2-4]。

1.3.4 余熱鍋爐

作為整個(gè)回收熱能的主體設(shè)備，沒有燃燒系統(tǒng)，與普通余熱鍋爐存在較大區(qū)別，其在負(fù)壓100mm～200mm水柱下工作，因此必須具備一定的密封性能，泄漏系數(shù)要控制在1%。

1.4 余熱鍋爐水質(zhì)硬度的產(chǎn)生

在干熄焦余熱鍋爐水質(zhì)異常分析過程中，鍋爐給水硬度是非常重要的檢測項(xiàng)目，大多數(shù)情況下超過硬度指標(biāo)，水就會(huì)在鍋爐爐管內(nèi)壁結(jié)垢，這會(huì)對鍋爐傳熱效率造成很大的影響，同時(shí)降低鍋爐安全性，也會(huì)增加鍋爐內(nèi)磷酸鹽的使用量，因此要采取有效的措施來控制給水硬度，確保其在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)。在發(fā)現(xiàn)鍋爐給水硬度偏高的情況下，可以通過全自動(dòng)取樣或人工取樣分析給水水質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo)，包括爐水導(dǎo)電率等，如果出現(xiàn)小幅度上升，須采取有效的措施來恢復(fù)各項(xiàng)指標(biāo)到正常范圍。

2 判斷干熄焦余熱鍋爐水質(zhì)異常的標(biāo)準(zhǔn)

判斷水質(zhì)異常的問題，都會(huì)有相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)與依據(jù)，首先要分析產(chǎn)生該問題的主要原因，一是鍋爐給水水質(zhì)控制，二是是給水輔助控制，這兩個(gè)因素會(huì)有相應(yīng)的指標(biāo)，如果出現(xiàn)較大偏差，就代表水質(zhì)出現(xiàn)異?，F(xiàn)象。給水水質(zhì)控制涉及到三個(gè)重要的指標(biāo)，包括PH值、硬度與爐水導(dǎo)電率，三個(gè)指標(biāo)必須要符合標(biāo)準(zhǔn)要求，才不會(huì)導(dǎo)致水質(zhì)異常問題出現(xiàn)。給水輔助控制，與以上三個(gè)指標(biāo)有重要關(guān)聯(lián)，不同的是給水輔助控制必須要添加藥物，例如爐水中添加磷酸三鈉緩蝕阻垢劑，才能實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的控制功能，另外三個(gè)指標(biāo)要求也有一定差距，比如爐水PH值范圍要求會(huì)有所提高。在判斷鍋爐水質(zhì)問題時(shí)，就可以利用這三種指標(biāo)，如果出現(xiàn)水質(zhì)問題必須及時(shí)處理，通過有效的措施進(jìn)行改善。

3 當(dāng)前技術(shù)條件下干熄焦余熱鍋爐水質(zhì)異常原因分析

3.1 鍋爐給水控制導(dǎo)致的水質(zhì)異常問題

給水造成的水質(zhì)異常問題，必須要針對給水渠道進(jìn)行詳細(xì)的分析，而給水渠道主要分為兩種形式，其中包括發(fā)電冷凝回水以及能源動(dòng)力廠除鹽水，一般來說給水造成的水質(zhì)異?，F(xiàn)象，都是由給水渠道造成。但是這兩種主要的給水渠道，會(huì)涉及到較為復(fù)雜的程序，首先要針對藥品質(zhì)量、冷凝回水水質(zhì)以及給水取樣冷卻水，結(jié)合當(dāng)下的水質(zhì)異常標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行有效的排查，從而找到具體的水質(zhì)異常原因。一般來說藥品質(zhì)量引發(fā)的水質(zhì)異常，可以通過兩種不同的藥品，觀察使用前后的區(qū)別即可驗(yàn)證水質(zhì)異常問題，如果沒有明顯變化，就代表不是藥品原因?qū)е?。雖然其他的方法略有不同，但大多也都是采用對比的方法，來對原因進(jìn)行一一排除。

3.2 鍋爐內(nèi)部水系統(tǒng)封閉導(dǎo)致水質(zhì)異常問題

另外水質(zhì)異常問題的原因，也有可能是內(nèi)部水系統(tǒng)封閉性不足導(dǎo)致的，因此可以針對性的進(jìn)行分析，經(jīng)過以往的大量實(shí)踐，最有可能出現(xiàn)泄漏的位置就是凝汽器。大部分情況下，高參數(shù)蒸汽會(huì)通過汽輪機(jī)，并經(jīng)過做功成為乏汽進(jìn)入排氣室，最后在凝汽器中與循環(huán)水進(jìn)行熱交換處理，乏汽變?yōu)槌乩淠?，進(jìn)入除鹽水箱循環(huán)使用。循環(huán)水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)較低，若在凝汽器設(shè)備存在泄漏，也會(huì)導(dǎo)致水質(zhì)異常問題的出現(xiàn)。

3.3 鍋爐給水硬度不達(dá)標(biāo)導(dǎo)致的水質(zhì)異常問題

一般來說給水硬度不達(dá)標(biāo)的主要原因，可能是因?yàn)榻M成鍋爐給水的補(bǔ)給水、凝結(jié)水以及工藝?yán)淠?dāng)中，滲入了雜質(zhì)所引起的硬度增加，其次未經(jīng)除鹽處理的水由于閥門不嚴(yán)，或由于滲漏到給水系統(tǒng)，最終導(dǎo)致硬度增加，只要針對污染的來源進(jìn)行排查，就能促使硬度指標(biāo)恢復(fù)到正常范圍內(nèi)。大部分情況下凝結(jié)水與動(dòng)力廠純水補(bǔ)水混合，在除氧氣中進(jìn)行除氧處理，最終進(jìn)入鍋爐換熱，產(chǎn)生高參數(shù)蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)做功，因此只要對冷凝回水與鍋爐補(bǔ)水的管線閥門進(jìn)行統(tǒng)一排查，就能找到問題所在，并采取有效的措施改善水質(zhì)異常問題[5]。

3.4 硬度來源排查

3.4.1 藥品質(zhì)量原因

可以通過使用同一批藥品，針對水質(zhì)變化進(jìn)行觀察，判斷是否由藥品質(zhì)量應(yīng)發(fā)的水質(zhì)異常。

3.4.2 給水泵冷卻水原因

在出現(xiàn)水質(zhì)異常的情況下，開啟給水泵檢驗(yàn)冷卻水是否存在泄漏問題，通過判斷冷卻水無串漏，排除給水泵冷卻水泄漏原因?qū)е碌乃|(zhì)異常。

3.4.3 鍋爐給水取樣器冷卻水原因

通過關(guān)閉鍋爐給水取樣閥門，冷卻器冷卻水進(jìn)出口閥門不做調(diào)整，取樣器沒有流出水就說明不存在串漏現(xiàn)象，從而排除取樣器冷卻水原因?qū)е隆?/p>

3.4.4 鍋爐補(bǔ)水原因

對鍋爐補(bǔ)水進(jìn)行檢測化驗(yàn)，準(zhǔn)確的檢測出補(bǔ)水硬度，并及時(shí)與動(dòng)力廠進(jìn)行溝通，采取有效的措施進(jìn)行消除，確?？梢曰謴?fù)到正常標(biāo)準(zhǔn)。如果還是無法達(dá)到相關(guān)的指標(biāo)，因?yàn)橛酂徨仩t對應(yīng)汽輪發(fā)電機(jī)機(jī)組多為純凝式或抽凝式發(fā)電機(jī)組，冷凝水大部分都回流到除鹽水箱進(jìn)行循環(huán)利用，只有外送蒸汽、連續(xù)排污與定期排污散失少量蒸汽，可以通過補(bǔ)水進(jìn)行解決，也能排除補(bǔ)水原因造成的水質(zhì)異常。

3.4.5 冷凝回水水質(zhì)原因

對冷凝水水樣進(jìn)行化驗(yàn)，如果多次化驗(yàn)，硬度依然無法下降，說明是由冷凝回水水質(zhì)污染，導(dǎo)致的水質(zhì)異?，F(xiàn)象。大多數(shù)情況下出現(xiàn)問題，都是在凝汽器的位置，由于經(jīng)過復(fù)雜的循環(huán)流程再次利用，所以循環(huán)水質(zhì)會(huì)相對較差，在長期運(yùn)行過程中，可能會(huì)腐蝕凝汽器，引發(fā)泄漏的現(xiàn)象，這也是導(dǎo)致水質(zhì)異常的主要原因。

4 解決干熄焦余熱鍋爐水質(zhì)異常的方法措施

4.1 通過控制干熄焦余熱鍋爐排污量改善水質(zhì)異常問題

排污主要采用兩種特定的方式，連續(xù)排污以及定期排污，連續(xù)排污方法需要參照鍋爐蒸發(fā)量，大多數(shù)情況下會(huì)以2%為標(biāo)準(zhǔn)，定期排污則以次數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)，每班一次，每次10s左右的排放時(shí)間。按照給水以及爐水導(dǎo)電率的標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)具體情況調(diào)整排污量，首先是余熱鍋爐連續(xù)排污量，可以相比以往提高2%，而定期排污可通過以增加排污次數(shù)來起到同樣效果，適當(dāng)增加1次～2次左右的排放次數(shù)即可。

4.2 通過調(diào)整干熄焦余熱鍋爐中的加藥技術(shù)改善水質(zhì)異常問題

由于干熄焦余熱鍋爐加藥操作不恰當(dāng)?shù)?，也?huì)造成水質(zhì)異常問題，因此調(diào)整藥物劑量就能起到一定改善效果，在加藥過程中，可以適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行調(diào)整與處理。一般來說主要使用的藥物有三種，也就是磷酸三鈉、液氨、以及聯(lián)氨或者二甲基同肟等，這三類藥物有不同的使用效果，例如緩解鍋爐結(jié)垢問題，降低水中的各類鐵、銅含量等，可以起到非常關(guān)鍵的作用。如果出現(xiàn)水質(zhì)異常的現(xiàn)象，鍋爐給水與爐水PH值會(huì)有明顯降低，并出現(xiàn)爐水硬度較大等現(xiàn)象，就可以增加三種藥物的劑量，并針對給水、爐水的PH值進(jìn)行控制，大多數(shù)情況下給水PH值都要保持在9～9.3之間，而爐水PH值則要相對高一些，需要控制在9.0～10.5之間，通過控制藥物的使用劑量，能夠有效改善水質(zhì)異常的問題，從而減少引發(fā)的各類損失。

4.3 通過調(diào)整干熄焦余熱鍋爐內(nèi)部水系統(tǒng)密閉改善水質(zhì)異常問題

一般情況下針對水系統(tǒng)密閉措施不足，引發(fā)的水質(zhì)異常問題，可以通過對內(nèi)部水系統(tǒng)進(jìn)行檢查與維修，來改善水質(zhì)異常的現(xiàn)象，從根本上去避免水質(zhì)異常問題出現(xiàn)，這也是較為有效的方法之一。首先要針對水質(zhì)異常進(jìn)行判斷，是否由系統(tǒng)密閉不足引起，在確定具體原因后，采用相應(yīng)的調(diào)整措施改善。找到其中存在漏水部件的確切位置，并統(tǒng)一關(guān)閉出口閥門，開啟凝汽器孔進(jìn)行內(nèi)部循環(huán)放水，以此來對漏水位置進(jìn)行排查，發(fā)現(xiàn)泄漏的位置可以利用紫銅管封堵，從而改善漏水的問題。除此之外注意整體的修復(fù)工作后，要進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑O(shè)備測試，確保設(shè)備能夠正常使用，如果還是無法正常運(yùn)行，必須再次查漏檢驗(yàn)，確保沒有任何泄漏問題時(shí)，方可投運(yùn)[6]。

5 結(jié)語

在經(jīng)過相關(guān)分析后，確定了引發(fā)水質(zhì)異常問題的主要原因，并提出了有效的改善措施來控制鍋爐給水的質(zhì)量，最大程度保證鍋爐給水各項(xiàng)重要的指標(biāo)能夠處于正常狀態(tài)，徹底消除爐水硬度，促使?fàn)t水電導(dǎo)率維持在正常標(biāo)準(zhǔn)控制范圍內(nèi)以確保鍋爐處于正常的運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)下要加強(qiáng)干熄焦技術(shù)的研究，加大技術(shù)創(chuàng)新改善鍋爐內(nèi)水系統(tǒng)的封閉管理，進(jìn)而促進(jìn)我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。