干熄焦余熱鍋爐水質(zhì)異常原因分析與處理

徐瑞陽（山鋼股份濟(jì)南分公司煉鐵廠，山東濟(jì)南250101）

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干熄焦余熱鍋爐水質(zhì)異常原因分析與處理

徐瑞陽
（山鋼股份濟(jì)南分公司煉鐵廠，山東濟(jì)南250101）

摘要：由于汽輪機(jī)凝汽器銅管出現(xiàn)泄漏，發(fā)電冷凝回水受到污染導(dǎo)致濟(jì)鋼150 t/h干熄焦余熱鍋爐的爐水水質(zhì)出現(xiàn)異常，電導(dǎo)率、硬度指標(biāo)上漲，超過控制標(biāo)準(zhǔn)，影響鍋爐的換熱效率和干熄焦發(fā)電效率的提升。為了解決上述問題，采取了調(diào)整加藥量、適當(dāng)加大排污以及對(duì)泄漏銅管進(jìn)行封堵的措施，鍋爐爐水水質(zhì)指標(biāo)恢復(fù)正常，硬度消除。

關(guān)鍵詞：干熄焦；余熱鍋爐；水質(zhì)；硬度

1　前　言

干熄焦余熱鍋爐主要是回收焦炭干熄過程中的余熱來產(chǎn)生蒸汽，作為推動(dòng)汽輪機(jī)組發(fā)電的動(dòng)力。鍋爐的換熱效率、鍋爐的安全穩(wěn)定運(yùn)行直接影響著發(fā)電量的提升。其中鍋爐爐水水質(zhì)控制，主要是硬度、電導(dǎo)率指標(biāo)等。鍋爐爐水指標(biāo)若長期超過控制標(biāo)準(zhǔn)，容易造成鍋爐結(jié)垢、腐蝕、積鹽，降低鍋爐換熱效率和使用壽命。鍋爐壓力越高，鍋爐爐水水質(zhì)控制指標(biāo)越嚴(yán)格。濟(jì)鋼150 t/h干熄焦余熱鍋爐蒸汽壓力為9.8 MPa、溫度540℃，屬于高溫高壓鍋爐，因此鍋爐爐水指標(biāo)控制要求更加嚴(yán)格。

2　鍋爐水質(zhì)出現(xiàn)硬度的原因分析

干熄焦余熱鍋爐爐水水質(zhì)控制主要是鍋爐給水水質(zhì)控制協(xié)同加藥控制。鍋爐給水水質(zhì)控制主要包括pH值、硬度、電導(dǎo)率等。pH值指標(biāo)范圍8.8～9.5，硬度＜2.0 μmol/L，電導(dǎo)率＜0.2 μs/cm。加藥控制主要是通過添加磷酸三鈉緩蝕阻垢劑使鍋爐爐水水質(zhì)達(dá)到控制標(biāo)準(zhǔn)。鍋爐爐水pH值指標(biāo)范圍9.0～10.5，電導(dǎo)率＜150 μs/cm，硬度基本為零，磷酸根2～10 mg/L。

2015年2月上旬，通過鍋爐水質(zhì)化驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，鍋爐爐水水質(zhì)出現(xiàn)異常，鍋爐爐水出現(xiàn)硬度持續(xù)1周均在20～30 mg/L；電導(dǎo)率最高達(dá)到165 μs/cm，稍微超標(biāo)；磷酸根含量0.12～0.34 mg/L，遠(yuǎn)低于標(biāo)注要求，起不到阻垢效果。為了避免電導(dǎo)率指標(biāo)的進(jìn)一步上升，采取了加大排污量、調(diào)整加藥量的措施，pH值、電導(dǎo)率指標(biāo)基本得到控制，但是爐水硬度一直未得到消除。若鍋爐給水持續(xù)存在硬度，很容易造成鍋爐結(jié)垢，不利于鍋爐的安全高效運(yùn)行。

鍋爐爐水水質(zhì)出現(xiàn)硬度的原因主要從鍋爐給水和加藥兩方面結(jié)合進(jìn)行查找。

鍋爐給水出現(xiàn)硬度不合格的原因主要是：組成鍋爐給水的補(bǔ)給水、凝結(jié)水、疏水及工藝?yán)淠袧B入了雜質(zhì)，使得硬度增加；未經(jīng)除鹽處理的水由于閥門等的密封不嚴(yán)，泄漏至給水系統(tǒng)，造成硬度增加。

150t干熄焦余熱鍋爐給水有兩個(gè)來源：發(fā)電冷凝回水和能源動(dòng)力廠除鹽水。干熄焦鍋爐產(chǎn)生的蒸汽沖動(dòng)汽輪機(jī)，蒸汽經(jīng)過做功排至汽輪機(jī)排汽室，通過凝結(jié)器凝結(jié)成水，凝結(jié)水再通過凝結(jié)泵送至除鹽水箱。凝結(jié)水與動(dòng)力廠純水（除鹽水）補(bǔ)水混合后，在除氧器給水泵的動(dòng)力作用下進(jìn)入除氧器除氧，最后通過鍋爐給水泵進(jìn)入鍋爐換熱，產(chǎn)生高溫高壓蒸汽至汽輪機(jī)做功，如此循環(huán)。需要對(duì)兩路水源以及所經(jīng)過的管線閥門進(jìn)行逐一排查。

從藥品質(zhì)量、補(bǔ)水水質(zhì)、冷凝回水水質(zhì)、給水泵冷卻水及給水取樣器冷卻水進(jìn)行逐一排除。1）鍋爐水質(zhì)變化前后藥品采用同一批藥品，藥品質(zhì)量導(dǎo)致水質(zhì)惡化原因排除。2）因水質(zhì)異常時(shí)開啟給水泵為2#鍋爐給水泵，通過開啟1#備用鍋爐給水泵，將2#鍋爐給水泵進(jìn)出口閥門關(guān)閉，冷卻水閥門不做調(diào)整情況下檢驗(yàn)冷卻水是否泄漏，經(jīng)過檢驗(yàn)，冷卻水無串漏，給水泵冷卻水泄漏原因排除。3）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，取樣器無水流出，表明冷卻水無串漏，取樣器冷卻水原因排除。4）動(dòng)力除鹽水硬度檢測(cè)。對(duì)動(dòng)力來的除鹽水硬度進(jìn)行檢測(cè)，初期檢測(cè)結(jié)果約15 μmol/L，超過控制標(biāo)準(zhǔn)，是鍋爐爐水出現(xiàn)硬度的原因之一。隨后與能源動(dòng)力廠進(jìn)行溝通協(xié)調(diào)，采取了相應(yīng)的措施后，除鹽水硬度得到消除。但是除鹽水硬度消除后，爐水硬度還是存在，未得到根本消除。5）冷凝回水水質(zhì)檢測(cè)。冷凝水硬度為20 μmol/L，多次化驗(yàn)結(jié)果表明均無明顯改善。通過各種因素排查后得知，鍋爐爐水水質(zhì)出現(xiàn)異常的根本原因是鍋爐給水的一路水源—冷凝回水水質(zhì)受到污染導(dǎo)致。

汽輪發(fā)電系統(tǒng)的冷凝回水受到污染的唯一可能串漏部位即為凝汽器。干熄焦余熱鍋爐產(chǎn)生的高溫高壓蒸汽通過主蒸汽管道沖動(dòng)式汽輪機(jī)，經(jīng)過做功后成為乏汽排至汽輪機(jī)排汽室，在凝汽器內(nèi)與大量循環(huán)水進(jìn)行熱交換。凝汽器內(nèi)冷卻水走水側(cè)，乏汽走汽側(cè)，凝汽器內(nèi)共有約4 000根銅管，乏汽遇冷凝結(jié)成水，不溶于水和不被冷卻的不凝氣體通過射水抽氣器抽走，凝結(jié)水再通過凝結(jié)泵送至除鹽水箱。常溫循環(huán)水通過與乏汽熱交換，將乏汽冷凝至常溫冷凝水并打入除鹽水箱循環(huán)利用，循環(huán)水升溫后在涼水塔與空氣進(jìn)行熱交換，溫度下降后通過循環(huán)水泵再次進(jìn)入凝汽器換熱。由于循環(huán)水水質(zhì)較差，腐蝕速率較高以及凝汽器機(jī)械清洗過程中機(jī)械沖擊和銅管較薄等原因，長期運(yùn)行后凝汽器的銅管出現(xiàn)泄漏。

3　解決措施

鍋爐水質(zhì)異常的原因是凝結(jié)器有泄漏，循環(huán)冷卻水漏到凝結(jié)水中。在不能停產(chǎn)徹底處理的情況下，通過合理控制排污量，適當(dāng)增加加藥量的方式，盡量維持鍋爐水質(zhì)的正常指標(biāo)。最后在機(jī)組停產(chǎn)檢修期間，通過對(duì)凝汽器銅管循環(huán)水泄漏點(diǎn)進(jìn)行處理，使鍋爐給水水質(zhì)逐步恢復(fù)正常。

3.1排污量調(diào)整

干熄焦鍋爐的排污主要有連續(xù)排污和定期排污。連續(xù)排污量一般控制為鍋爐蒸發(fā)量的2%，定期排污每班排污1次，每個(gè)排污閥門排污時(shí)間為10 s左右。

根據(jù)水質(zhì)異常后鍋爐給水及爐水電導(dǎo)率較高及凝汽器用循環(huán)水水質(zhì)較差的特點(diǎn)，將余熱鍋爐連續(xù)排污量調(diào)整為4%，同時(shí)調(diào)整定期排污頻次，由每班排污1次調(diào)整為2、3次，并根據(jù)鍋爐爐水電導(dǎo)率變化情況適當(dāng)增加連續(xù)排污量。

3.2加藥量調(diào)整

干熄焦鍋爐加藥主要有磷酸三鈉、液氨和聯(lián)氨3種。磷酸三鈉降低鍋爐垢層；液氨中和水中的CO2，調(diào)整鍋爐給水pH值，減緩給水系統(tǒng)酸腐蝕，降低給水中的含鐵量和含銅量；聯(lián)氨降低除鹽水箱出水的氧含量。

水質(zhì)異常后，鍋爐給水及爐水pH值下降，鍋爐爐水硬度較大和磷酸根離子含量明顯下降，及時(shí)增加液氨及磷酸三鈉加藥量，使鍋爐給水pH值穩(wěn)定在8.8～9.5，鍋爐爐水pH值穩(wěn)定在9.0～10.5，磷酸根離子稍有上升。

3.3凝汽器銅管堵漏處理

發(fā)電機(jī)解列后，將發(fā)電系統(tǒng)循環(huán)水泵進(jìn)出口閥門全部關(guān)閉，利用疏水閥門將凝汽器內(nèi)循環(huán)水放空，開啟凝汽器人孔，將凝汽器底部支撐后進(jìn)行系統(tǒng)查漏。在凝汽器汽側(cè)內(nèi)注入純水，在水側(cè)對(duì)凝汽器內(nèi)所有銅管進(jìn)行檢查。找到泄漏銅管后，根據(jù)銅管直徑，利用紫銅堵塞從銅管兩側(cè)進(jìn)行封堵，如此反復(fù)檢查、堵漏，直至無新漏點(diǎn)。

4　結(jié)語

漏點(diǎn)處理好后，鍋爐給水及爐水各指標(biāo)逐步好轉(zhuǎn)，恢復(fù)至正常水平。爐水硬度徹底消除，爐水電導(dǎo)率指標(biāo)恢復(fù)至70～80 μs/cm，各項(xiàng)指標(biāo)均在標(biāo)準(zhǔn)控制范圍內(nèi)。

作者簡(jiǎn)介：徐瑞陽，男，1980年生，2006年畢業(yè)于武漢科技大學(xué)化工專業(yè)?，F(xiàn)為濟(jì)鋼煉鐵廠工程師，從事煤焦技術(shù)管理工作。

收稿日期：2015-05-14

中圖分類號(hào)：TK223.5

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1004-4620（2015）06-0073-02