干熄焦余熱鍋爐水質異常原因分析與處理

宗 欣

（濟鋼集團國際工程技術有限公司，山東 濟南 250101）

當下干熄焦技術的應用愈發廣泛，這是一種新型的能源利用技術，具有明顯的現代化特征，相比其他技術而言要更有優勢，利用惰性氣體帶走紅焦顯熱用于余熱發電，做到綠色生態經濟發展，因此屬于創新型技術。但該技術仍存在不足，尤其是余熱鍋爐使用過程中會出現水質異常等問題影響鍋爐乃至整個干熄焦系統的安全運行，這就需要從根本上去進行分析，找到引發水質異常問題的具體原因，并通過有效的措施改善優化，以此來促進我國的干熄焦技術能夠進一步發展[1]。

1 干熄焦技術發展概況

1.1 干熄焦技術概述

當下的干熄焦技術發展得到了重大突破，相比傳統的方法，自然要有更多優勢，尤其在能源的使用上面非常出色，可以避免浪費熱能，并且大大減少了水資源的消耗，實現綠色生產的理念。傳統的技術在使用上，會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效率，而干熄焦則有效改善了這個劣勢。目前干熄焦設備形式多樣，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備，其使用最為廣泛。雖然該技術的一次投資較多，但從效果上要比其他工藝更具有優勢，因此該技術絕對是未來的主流發展趨勢，可以有效取代濕熄焦工藝技術，不過首先要解決水質異常的問題，通過不斷完善提高整體使用價值。

1.2 干熄焦技術使用流程

當下使用最為廣泛的就是地上集中槽式干熄焦設備，這也是未來發展的主流趨勢，該設備的運行通過推焦機從炭化室推出，經導焦車落入裝在運焦車上的底開門式盛桶內，再由電機車牽引到提升機下，并提升到干熄槽頂，最終裝入干熄槽預存室。一般干熄槽都是由鋼板進行焊制，而內部則使用耐火磚1000℃左右的紅焦炭在其內部，靠著惰性氣體進行冷卻，降低至200℃～250℃。

1.3 干熄焦技術主要使用的設備

1.3.1 焦罐

焦罐，就是運輸紅焦的容器，大多數容積只能裝下一個碳化室的焦炭量。該設備可以經受1000℃的高溫，為了能夠更方便的使用，其設計成底部開門的方式，需要注意的是在運焦過程中，必須加上桶蓋避免煙塵污染。

1.3.2 運焦車與電機車

大部分情況下，運焦車都會設計成元寶形狀，并裝有開閉盛焦桶蓋的啟動開關，電機車有較大的牽引力，一般由盛焦桶的重量來決定，并安裝了自動對位檢測裝飾，提高整體操作的安全性。

1.3.3 提升機

由于提升機在30m～40m的干熄槽頂部，所以操作起來會比較麻煩，環境也相對惡劣，為了改善這一問題，會設置自動遙控，以此來實現無人操控，也可以適當減少提升機的功率，來節約更多的資金[2-4]。

1.3.4 余熱鍋爐

作為整個回收熱能的主體設備，沒有燃燒系統，與普通余熱鍋爐存在較大區別，其在負壓100mm～200mm水柱下工作，因此必須具備一定的密封性能，泄漏系數要控制在1%。

1.4 余熱鍋爐水質硬度的產生

在干熄焦余熱鍋爐水質異常分析過程中，鍋爐給水硬度是非常重要的檢測項目，大多數情況下超過硬度指標，水就會在鍋爐爐管內壁結垢，這會對鍋爐傳熱效率造成很大的影響，同時降低鍋爐安全性，也會增加鍋爐內磷酸鹽的使用量，因此要采取有效的措施來控制給水硬度，確保其在標準范圍之內。在發現鍋爐給水硬度偏高的情況下，可以通過全自動取樣或人工取樣分析給水水質各項指標，包括爐水導電率等，如果出現小幅度上升，須采取有效的措施來恢復各項指標到正常范圍。

2 判斷干熄焦余熱鍋爐水質異常的標準

判斷水質異常的問題，都會有相應標準與依據，首先要分析產生該問題的主要原因，一是鍋爐給水水質控制，二是是給水輔助控制，這兩個因素會有相應的指標，如果出現較大偏差，就代表水質出現異常現象。給水水質控制涉及到三個重要的指標，包括PH值、硬度與爐水導電率，三個指標必須要符合標準要求，才不會導致水質異常問題出現。給水輔助控制，與以上三個指標有重要關聯，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，才能實現相應的控制功能，另外三個指標要求也有一定差距，比如爐水PH值范圍要求會有所提高。在判斷鍋爐水質問題時，就可以利用這三種指標，如果出現水質問題必須及時處理，通過有效的措施進行改善。

3 當前技術條件下干熄焦余熱鍋爐水質異常原因分析

3.1 鍋爐給水控制導致的水質異常問題

給水造成的水質異常問題，必須要針對給水渠道進行詳細的分析，而給水渠道主要分為兩種形式，其中包括發電冷凝回水以及能源動力廠除鹽水，一般來說給水造成的水質異常現象，都是由給水渠道造成。但是這兩種主要的給水渠道，會涉及到較為復雜的程序，首先要針對藥品質量、冷凝回水水質以及給水取樣冷卻水，結合當下的水質異常標準，進行有效的排查，從而找到具體的水質異常原因。一般來說藥品質量引發的水質異常，可以通過兩種不同的藥品，觀察使用前后的區別即可驗證水質異常問題，如果沒有明顯變化，就代表不是藥品原因導致。雖然其他的方法略有不同，但大多也都是采用對比的方法，來對原因進行一一排除。

3.2 鍋爐內部水系統封閉導致水質異常問題

另外水質異常問題的原因，也有可能是內部水系統封閉性不足導致的，因此可以針對性的進行分析，經過以往的大量實踐，最有可能出現泄漏的位置就是凝汽器。大部分情況下，高參數蒸汽會通過汽輪機，并經過做功成為乏汽進入排氣室，最后在凝汽器中與循環水進行熱交換處理，乏汽變為常溫冷凝水后，進入除鹽水箱循環使用。循環水水質標準較低，若在凝汽器設備存在泄漏，也會導致水質異常問題的出現。

3.3 鍋爐給水硬度不達標導致的水質異常問題

一般來說給水硬度不達標的主要原因，可能是因為組成鍋爐給水的補給水、凝結水以及工藝冷凝水當中，滲入了雜質所引起的硬度增加，其次未經除鹽處理的水由于閥門不嚴，或由于滲漏到給水系統，最終導致硬度增加，只要針對污染的來源進行排查，就能促使硬度指標恢復到正常范圍內。大部分情況下凝結水與動力廠純水補水混合，在除氧氣中進行除氧處理，最終進入鍋爐換熱，產生高參數蒸汽進入汽輪機做功，因此只要對冷凝回水與鍋爐補水的管線閥門進行統一排查，就能找到問題所在，并采取有效的措施改善水質異常問題[5]。

3.4 硬度來源排查

3.4.1 藥品質量原因

可以通過使用同一批藥品，針對水質變化進行觀察，判斷是否由藥品質量應發的水質異常。

3.4.2 給水泵冷卻水原因

在出現水質異常的情況下，開啟給水泵檢驗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導致的水質異常。

3.4.3 鍋爐給水取樣器冷卻水原因

通過關閉鍋爐給水取樣閥門，冷卻器冷卻水進出口閥門不做調整，取樣器沒有流出水就說明不存在串漏現象，從而排除取樣器冷卻水原因導致。

3.4.4 鍋爐補水原因

對鍋爐補水進行檢測化驗，準確的檢測出補水硬度，并及時與動力廠進行溝通，采取有效的措施進行消除，確保可以恢復到正常標準。如果還是無法達到相關的指標，因為余熱鍋爐對應汽輪發電機機組多為純凝式或抽凝式發電機組，冷凝水大部分都回流到除鹽水箱進行循環利用，只有外送蒸汽、連續排污與定期排污散失少量蒸汽，可以通過補水進行解決，也能排除補水原因造成的水質異常。

3.4.5 冷凝回水水質原因

對冷凝水水樣進行化驗，如果多次化驗，硬度依然無法下降，說明是由冷凝回水水質污染，導致的水質異常現象。大多數情況下出現問題，都是在凝汽器的位置，由于經過復雜的循環流程再次利用，所以循環水質會相對較差，在長期運行過程中，可能會腐蝕凝汽器，引發泄漏的現象，這也是導致水質異常的主要原因。

4 解決干熄焦余熱鍋爐水質異常的方法措施

4.1 通過控制干熄焦余熱鍋爐排污量改善水質異常問題

排污主要采用兩種特定的方式，連續排污以及定期排污，連續排污方法需要參照鍋爐蒸發量，大多數情況下會以2%為標準，定期排污則以次數為標準，每班一次，每次10s左右的排放時間。按照給水以及爐水導電率的標準，根據具體情況調整排污量，首先是余熱鍋爐連續排污量，可以相比以往提高2%，而定期排污可通過以增加排污次數來起到同樣效果，適當增加1次～2次左右的排放次數即可。

4.2 通過調整干熄焦余熱鍋爐中的加藥技術改善水質異常問題

由于干熄焦余熱鍋爐加藥操作不恰當等，也會造成水質異常問題，因此調整藥物劑量就能起到一定改善效果，在加藥過程中，可以適當的進行調整與處理。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，例如緩解鍋爐結垢問題，降低水中的各類鐵、銅含量等，可以起到非常關鍵的作用。如果出現水質異常的現象，鍋爐給水與爐水PH值會有明顯降低，并出現爐水硬度較大等現象，就可以增加三種藥物的劑量，并針對給水、爐水的PH值進行控制，大多數情況下給水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，能夠有效改善水質異常的問題，從而減少引發的各類損失。

4.3 通過調整干熄焦余熱鍋爐內部水系統密閉改善水質異常問題

一般情況下針對水系統密閉措施不足，引發的水質異常問題，可以通過對內部水系統進行檢查與維修，來改善水質異常的現象，從根本上去避免水質異常問題出現，這也是較為有效的方法之一。首先要針對水質異常進行判斷，是否由系統密閉不足引起，在確定具體原因后，采用相應的調整措施改善。找到其中存在漏水部件的確切位置，并統一關閉出口閥門，開啟凝汽器孔進行內部循環放水，以此來對漏水位置進行排查，發現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工作后，要進行適當的設備測試，確保設備能夠正常使用，如果還是無法正常運行，必須再次查漏檢驗，確保沒有任何泄漏問題時，方可投運[6]。

5 結語

在經過相關分析后，確定了引發水質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量，最大程度保證鍋爐給水各項重要的指標能夠處于正常狀態，徹底消除爐水硬度，促使爐水電導率維持在正常標準控制范圍內以確保鍋爐處于正常的運行狀態。當下要加強干熄焦技術的研究，加大技術創新改善鍋爐內水系統的封閉管理，進而促進我國的經濟發展。