煤化工企業(yè)循環(huán)流化床鍋爐給水處理

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（晉能控股煤業(yè)集團(tuán)廣發(fā)化學(xué)工業(yè)有限公司 山西 037003）

前言

對循環(huán)流化床鍋爐給水處理進(jìn)行分析，可以得知由于在運(yùn)用過程當(dāng)中，自然界中的各種水源自身均會(huì)有包含一定的雜質(zhì)，這些雜質(zhì)會(huì)在加熱或使用過程當(dāng)中傷害相關(guān)的機(jī)械設(shè)備，不能直接對鍋爐實(shí)現(xiàn)給水。因此，必須通過合理的工序?qū)λ|(zhì)進(jìn)行處理，使水質(zhì)達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)后，才能供給鍋爐使用，以保證后續(xù)工作流程的有效性以及安全性。提升鍋爐的運(yùn)行能力，加強(qiáng)整體經(jīng)濟(jì)效益。鍋爐房必須設(shè)定合理的給水處理模式，運(yùn)用技術(shù)以及相關(guān)機(jī)械，對水質(zhì)進(jìn)行有效凈化。

1.循環(huán)流化床鍋爐基本概述

在循環(huán)流化床鍋爐的應(yīng)用當(dāng)中，作為工業(yè)化程度最高的燃燒技術(shù)，循環(huán)流化床鍋爐采用流態(tài)化燃燒，包含了“燃燒室”以及“循環(huán)回爐”兩大部分。循環(huán)流化床鍋爐是在鼓泡床鍋爐的基礎(chǔ)上進(jìn)行衍生加強(qiáng)而來。因此，鼓泡床的一些理論以及相關(guān)概念可以用于循環(huán)流化床鍋爐，二者之間具有一定差異。鍋爐整體包含煙風(fēng)系統(tǒng)，在結(jié)構(gòu)當(dāng)中，以自然循環(huán)的方式分為前部以及尾部。兩大豎井在前部豎井當(dāng)中由水冷壁組成，自下而上。在尾部煙道上，為高熱過熱器、低溫過熱器以及空氣預(yù)熱器等。鍋爐采用床下點(diǎn)火方式分級燃燒，比率占據(jù)50%～60%。高溫分離器入口煙溫度在800℃左右，其旋風(fēng)筒內(nèi)徑較小，且相關(guān)結(jié)構(gòu)簡化。筒內(nèi)僅需內(nèi)膜，因此其整體壽命較長，循環(huán)倍率約為1～20左右。

循環(huán)流化床的煙風(fēng)系統(tǒng)主要由“燃燒室”“分離器”“回水裝置”等組成，循環(huán)流化床的過渡系統(tǒng)通常由燃燒以及汽水系統(tǒng)所組成。在燃燒過程當(dāng)中，通過燃燒，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，提供必要能量，完成由水轉(zhuǎn)化為飽和蒸汽，再轉(zhuǎn)化為過熱蒸汽的流程。流化床擁有一定的臨界速度，由于在相關(guān)的顆粒組成中，其通過氣體流速進(jìn)行設(shè)定，因此隨風(fēng)速增加，其床層壓降比例也達(dá)到增加。當(dāng)傳承壓降達(dá)至最大值時(shí)，如繼續(xù)增加風(fēng)速，固定床會(huì)突然解鎖，床層壓降會(huì)降至床層的靜壓。

影響臨界值流速的因素包含4大點(diǎn)。其一，料層厚度對臨界值流速影響不大；其二，料層的當(dāng)量平均料徑增加而臨界流速增加；其三，固體顆粒密度增加，其臨界流速增加；其四，流體的整體運(yùn)動(dòng)黏度增加，臨界流速變小，在床溫增高時(shí)，其臨界流速減小。

2.相關(guān)設(shè)定簡介

為更好的加強(qiáng)本文的理解性，本文將擬定某集團(tuán)公司為基本參考元素。某集團(tuán)公司作為大型煤化工企業(yè)，在2016年開始投入生產(chǎn)。為保證后續(xù)化工生產(chǎn)所需要的蒸汽以及電力來源，某公司對其自身進(jìn)行了配套熱電項(xiàng)目。其中，包含三臺(tái)循環(huán)流化床鍋爐。其中1號(hào)爐以及2號(hào)爐的容量為160t/h，3號(hào)爐容量為260t/h，某公司的運(yùn)行模式為2開1備。在經(jīng)過氣化合成的后續(xù)工序當(dāng)中，其蒸汽凝液以及各種汽輪機(jī)凝結(jié)水一同進(jìn)入除氧器，通過鍋爐給水泵打入相關(guān)鍋爐中，作為給水來源。但由于工廠化工生產(chǎn)工序較多，且流程復(fù)雜，部分換熱設(shè)備因維護(hù)不當(dāng)出現(xiàn)了滲漏現(xiàn)象。導(dǎo)致有機(jī)物進(jìn)入鍋爐給水系統(tǒng)當(dāng)中，導(dǎo)致自身pH值偏低，腐蝕了鍋爐水冷壁管，降低了鍋爐運(yùn)行周期。在后續(xù)的檢修過程當(dāng)中，根據(jù)某公司自有的檢測記錄，可以得知1號(hào)鍋爐以及2號(hào)鍋爐多次出現(xiàn)爆管事故，3號(hào)鍋爐經(jīng)歷了兩次大維修。通過后續(xù)檢查，均是由于鍋爐水冷壁管爆管造成的。鍋爐頻繁檢修，為某公司的生產(chǎn)帶來了較大影響，制約了其后續(xù)發(fā)展。

3.假定改造目標(biāo)

正如文中所言，本文以某公司為假定目標(biāo)。因此，在改造前，需要對假定目標(biāo)的供給流程進(jìn)行簡介。某公司在正常生產(chǎn)時(shí)，其自身的氣化工序所用水均由除氧器通過相應(yīng)的給水泵進(jìn)行供給。單次用水量約為160t/h，而合成工序換熱所用水均由除氧器通過一中壓給水泵進(jìn)行供給，其用水量約為100t/h。兩工序的水量以及蒸汽凝液同時(shí)回收，流入除氧器。其蒸汽汽化復(fù)產(chǎn)，蒸汽用量為20t/h，水平衡通過除氧器脫鹽水補(bǔ)水進(jìn)行建立調(diào)整。

4.如何在后續(xù)使用過程中進(jìn)行改造處理

在后續(xù)的改造過程當(dāng)中，由于化工生產(chǎn)工序較多，企業(yè)流程復(fù)雜，生產(chǎn)周期具有連續(xù)性的特征。因此，在源頭當(dāng)中，想解決泄露現(xiàn)象，其實(shí)踐性不足。而鍋爐高溫高壓環(huán)境可以加速不純凈水的化合物質(zhì)對純凈水的腐蝕，因此，對鍋爐用水條件的要求更為苛刻。通過相關(guān)技術(shù)小組的討論以及研究，采取避免滲漏水進(jìn)入鍋爐給水系統(tǒng)，才可保證過濾系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。為了有效運(yùn)行該方案，必須改善鍋爐自有水質(zhì)，以保證鍋爐平穩(wěn)、安全、長周期運(yùn)行。相關(guān)的技術(shù)維修人員根據(jù)實(shí)際情況，進(jìn)行考察，并就討論結(jié)果提出切實(shí)可行的改造方案。在改造過程當(dāng)中，在廠區(qū)內(nèi)新增加一臺(tái)除氧器，并將化工工序中的各種凝液全部引入除氧器中。同時(shí)，補(bǔ)充約70t/h脫鹽水，采用蒸汽除氧技術(shù)，對出水管進(jìn)行連接，保證其可以通過低壓對給水泵進(jìn)行供水。同時(shí)，對該水母管與除氧器實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一隔離，保證給水。舊除氧器不變，在整體流程當(dāng)中，舊除氧器避免回收化工中凝液，單純?yōu)殄仩t供水進(jìn)行有效除氧。而新增除氧器可以為化工工序用水來源裝置以及蒸汽凝液進(jìn)行回收，同時(shí)以便后續(xù)進(jìn)行處理改造，與水泵化工用戶建立良性循環(huán)。

按照工藝參數(shù)，將其設(shè)定為“V1602”。在設(shè)置前，根據(jù)實(shí)際工程情況進(jìn)行考量，完成V1602以及相關(guān)管線的布置。于設(shè)定方案后三個(gè)月內(nèi)投入使用，并根據(jù)使用結(jié)果進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，以保證V1602使用的有效性以及集中性。

5.V1602使用性分析

通過集中對比，在V1602投入使用后，以季度為基準(zhǔn)，進(jìn)行運(yùn)行數(shù)據(jù)的記錄。通過一、三、六季度的運(yùn)行對比，可以得知V1602對鍋爐給水系統(tǒng)的pH值產(chǎn)生了極大幅度的提高。新增氧氣在投入使用后，對鍋爐給水溶氧量在投入前有所下降。與以往的數(shù)據(jù)相比，新除氧器對鍋爐給水系統(tǒng)的下降率達(dá)29.8%，合格率提升了12個(gè)百分點(diǎn)。截止至六季度后，在V1602投入使用，其鍋爐內(nèi)部的容氧量平均值為14.63ug/L。在后期的使用過程當(dāng)中，添加聯(lián)氨、溶解氧，其已全部達(dá)到相關(guān)要求。在新除氧器投入使用后，鍋爐給水系統(tǒng)的COD含量大幅度降低。與之前數(shù)據(jù)相比，在投入使用前，鍋爐給水系統(tǒng)的平均COD含量為271.6mg/L，降低為45.43mg/L，其下降率達(dá)83.68%。此外，V1602中的COD含量明顯高于V1601，根據(jù)數(shù)據(jù)表明，V1602的設(shè)定已將污染凝液與高壓鍋爐給水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)有效分離。且后續(xù)運(yùn)行效果非常明顯，鍋爐給水系統(tǒng)的pH值根據(jù)VER的設(shè)定，平均提升達(dá)77.26%。與以往相比，其平均值由7.62提升至10.16。除氧器V1062可以明顯對鍋爐給水系統(tǒng)的水質(zhì)起到改善，降低鍋爐后續(xù)的運(yùn)行問題，提升鍋爐的使用周期。

6.循環(huán)流化床鍋爐給水系統(tǒng)爆管問題

在使用過程當(dāng)中，爆管問題最為常見，同時(shí)，也是最難處理環(huán)節(jié)。因此，本文單獨(dú)就給水系統(tǒng)爆管問題進(jìn)行單獨(dú)討論。在爆管后，對其原因進(jìn)行分析，找出引發(fā)爆管的問題，并開展有效的處理模式。首先，對源頭進(jìn)行控制。例如，加強(qiáng)電導(dǎo)率監(jiān)控，在引起回水不合適的回水總管上，增添電導(dǎo)率監(jiān)測點(diǎn)。對給水系統(tǒng)進(jìn)行全面監(jiān)測，以保證后續(xù)操作人員可以根據(jù)給水質(zhì)量的變化及時(shí)切斷不合格給水。

同時(shí)，增設(shè)取樣點(diǎn)，以周為取樣周期。相關(guān)的測量人員每周一在取樣點(diǎn)采取定量的給水，對水質(zhì)進(jìn)行有效測量，并分析相關(guān)的環(huán)節(jié)。此外，清洗相關(guān)的管線以及控制閥門。在閥門前加裝導(dǎo)淋閥，并對操作人員進(jìn)行實(shí)際培訓(xùn)，規(guī)范其自有操作流程，杜絕工藝介質(zhì)進(jìn)入冷凝回水管。在更換隔離器后，通過測量，顯示其電壓值偏高0.2mV左右，曲線顯示平滑。針對加裝隔熱器后，個(gè)別測溫點(diǎn)溫度升高問題。應(yīng)減少系統(tǒng)誤差，消除隱患。

采用相關(guān)設(shè)備對鍋爐內(nèi)壁進(jìn)行掃描檢查，并進(jìn)行物流檢測。例如，在檢測后1號(hào)以及2號(hào)流化床鍋爐出現(xiàn)缺陷部位32處。對缺陷部位進(jìn)行檢測后，可以根據(jù)其標(biāo)準(zhǔn)更換相關(guān)的薄壁，建立水冷壁管缺陷部位側(cè)后臺(tái)。按照維修進(jìn)程，有計(jì)劃性的對回水管實(shí)現(xiàn)更換維修。

引起鍋爐系統(tǒng)給水管腐蝕的原因很多，除文中假設(shè)外，其腐蝕機(jī)制也較為復(fù)雜。因此，在煤化工企業(yè)循環(huán)流化床鍋爐給水處理中，應(yīng)結(jié)合單位自身的實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)定，找出腐蝕的真正根源。在處理相關(guān)問題時(shí)，必須保證相關(guān)人員的技能以及相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn)，檢查相關(guān)的缺陷部位，以防萬一。

7.結(jié)束語

綜上所述，在我國的整體發(fā)展過程當(dāng)中，國民經(jīng)濟(jì)水準(zhǔn)得到了有效增強(qiáng)。其中，工業(yè)領(lǐng)域成為了我國經(jīng)濟(jì)支柱的全面體系。工業(yè)不僅提供了額外的工作崗位，同時(shí)，也對于我國人均GDP產(chǎn)值的提升起到了不可忽視的作用。而在為化工企業(yè)供熱、供氣的流化床鍋爐給水技術(shù)當(dāng)中，其來源根據(jù)氣化合成的化工工序?qū)嵭杏行晟?。新增除氧器投入使用后，整體的PH值等具有明顯改善，達(dá)到了運(yùn)用目的，維持了鍋爐給水系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。