干熄焦余熱鍋爐用水研究

段毅，高會元

（1.華北理工大學，河北 唐山 063200；2.唐山首鋼京唐西山焦化有限責任公司，河北 唐山 063200）

干熄焦鍋爐是一種特殊的余熱鍋爐，它是干熄焦技術最終實現和經濟轉化的重要載體。由于現有條件技術的限制，在運用干熄焦技術[1]的過程中，很難保證干熄焦余熱鍋爐水質的優質穩定。給水作為余熱鍋爐系統中能量傳遞和轉換的介質，為了防止給水對鍋爐腐蝕、結垢，所以對鍋爐用水pH、電導率、鈣鎂離子含量等進行檢驗[2-4]，使各項指標符合鍋爐用水要求，才能保證汽水品質，確保鍋爐穩定運行。

河北省某大型焦化廠在干熄焦余熱鍋爐水質處理方面有許多經驗，取得了一定的效果，但是水質依然無法達到理想的狀態。結合該公司的干熄焦技術對余熱鍋爐水質進行研究，分析原因制定對策，最終找到合理的方法將水質控制在合格的狀態。

1 干熄焦余熱鍋爐工況

該公司高壓鍋爐，額定蒸發量：148.2 t/h，煙氣溫度：980 ℃，額定蒸汽壓力：9.5 MPa。水汽質量主要指標如表1。

2 干熄焦余熱鍋爐水質調查

水質情況調查：對鍋爐給水進行采樣，共收集120 個數據，對其中48 個不合格數據進行分析，得出的數據結果為：

造成給水不合格的因素中，硬度因素所占比重為1%，溶解氧因素所占比重為10%，pH 因素所占比重為36%，電導率因素所占比重為48%。

表1 水汽質量主要指標

電導率和pH值是造成給水不合格的主要原因。因此需要對電導率和pH 進一步統計分析，這里用單值控制圖進行匯總，如圖1和圖2。

圖1 電導率單值控制圖

從圖1和圖2可以看出：電導率均值在0.50 us/cm，沒有達到小于0.3 us/cm 標準；pH 值超出上下規格線8.8～9.3 點數較多，波動情況較大。鑒于以上情況，需要對鍋爐給水電導率和pH 進行控制調節。

圖2 pH 單值控制圖

3 造成鍋爐給水電導率和pH 不合格的原因分析

從人、機器、物料、方法和環境因素五個方面深度分析，找出影響鍋爐水質不穩定的14 個末端原因，利用因果矩陣圖對相關原因進行匯總評價（評分標準：0～10 分；直接影響：9 分，一般影響：3 分，輕微影響：1 分），得到表2。

表2 矩陣評價表

篩選出5 個可以影響鍋爐水質不穩定末端原因：（1）藥品純度不夠；（2）檢測項目不全；（3）儀表校準精度不夠；（4）混床再生方法不當；（5）藥劑濃度配置不當。

其中，“（4）混床再生方法不當”：由于混床再生是自動的過程，程序設計合理，操作人員只需監督過程，不需操作。驗證再生效果，并不會影響水質結果。所以其不是影響鍋爐水質不穩定的主要因素。

4 制定改善鍋爐水質的對策并實施

4.1 提高藥品純度

提高藥品純度，降低雜質含量，減少加藥次數，可以避免藥品對水質調節帶來的二次污染。選用的新的分析純級藥品（氨水）主要指標分析檢測報告結果（檢驗依據：GB/T631-2007），如表3。

表3 新藥品（氨水）主要指標分析檢測報告結果

提高藥品純度等級，避免了藥品對給水調節帶來的二次污染。

4.2 健全水質檢測項目

細化水質監測指標：由原來的兩項（電導率、pH）增加到六項（電導、pH、Na+、SiO32-、PO43-、溶解氧），可以全面綜合分析各項數據，對水進行準確調節。

4.3 提高檢化驗精度

原來采用的化驗方法是一點標定，且原檢測儀表沒有進行定期標定，現通過兩點標定和定期標定相結合，測量準確度提高，達到了預期效果。

4.4 合理配置氨液濃度

由于原來配制的加氨液濃度不穩定，導致水質控制狀態不佳，現在根據每天給水的消耗，嚴格要求操作人員合理配置氨罐內藥液的濃度。

5 改善后水質的效果驗證

對策措施實施后，對現場給水進行采樣收集，驗證效果，得到的結果：給水的電導率和PH 都有了明顯的改善，達到了預期的改善目標。電導率的均值達到了0.225 9 us/cm，達到了小于0.3 us/cm 標準；pH 值控制在了上下規格線8.8～9.3 內，符合標準。

6 結束語

通過對該焦化廠干熄焦余熱鍋爐用水的研究，驗證了提高藥品純度等級、健全檢測項目、提高檢化驗精度和合理配置氨液濃度等手段，可明顯改善鍋爐用水的水質，為鍋爐的穩定運行提供保障，也為下一步深度優化鍋爐用水水質打下了堅實基礎。該研究為同行企業類似的水處理問題提供了方法和依據，由于本次水質研究只是針對該公司的干熄焦余熱鍋爐，而該公司設備規格與國內其他公司設備規格大部分不一樣，因此數據方法只供參考。

大連松木島化工園區簡介

大連松木島化工園區是以大化集團搬遷改造為契機成立的專業化工園區，始建于2005年下半年，產業區總體規劃面積36.35 平方公里，是大連“一個中心，四大基地”重要組成部分，是大連市“一島十區”重點園區。2007年 11月，松木島化工園區被確定為全國第二批循環經濟試點單位；2009年7月1日，納入遼寧沿海經濟帶國家戰略重點發展和支持區域；2010年4月合并至大連普灣經濟區；2016年3月劃歸第十個國家級新區---大連金普新區。

松木島化工園區作為大連市化工企業搬遷的重要承接地，大力發展醫藥中間體、農藥、催化劑、涂料、染料、添加劑等精細化工產業和以綜合利用為特色的海洋化工產業。

2005年，園區管委會委托中國石油化工規劃院編制了園區產業總體規劃，結合資源條件、產業基礎、技術發展水平、產業特點等因素，確定了合成氣化工、海洋化工、石油化工、精細化工及后加工五大產業為核心的產業鏈條。通過產業鏈的上下游延伸發展，與鹽業、熱電、化肥、農藥、醫藥、染料、氯堿、合成材料、橡膠及化工原料下游加工等行業形成有機整體，相互促進、共同發展，最終形成東北地區和國內具有重要影響的大型精細化工產業基地。

十三五期間，園區將在發揮特色石油化工的基礎上，優化升級合成氣化工，重點發展催化劑、醫藥中間體、高端涂料等精細化工產業。加快推進以海水綜合利用為特色的海洋化工。同時將進一步推進園區規范化建設，全面提升園區特色、專業、綠色、高效發展水平。