干熄焦余热锅炉水质异常原因分析与处理

宗 欣

（济钢集团国际工程技术有限公司，山东 济南 250101）

当下干熄焦技术的应用愈发广泛，这是一种新型的能源利用技术，具有明显的现代化特征，相比其他技术而言要更有优势，利用惰性气体带走红焦显热用于余热发电，做到绿色生态经济发展，因此属于创新型技术。但该技术仍存在不足，尤其是余热锅炉使用过程中会出现水质异常等问题影响锅炉乃至整个干熄焦系统的安全运行，这就需要从根本上去进行分析，找到引发水质异常问题的具体原因，并通过有效的措施改善优化，以此来促进我国的干熄焦技术能够进一步发展[1]。

1 干熄焦技术发展概况

1.1 干熄焦技术概述

当下的干熄焦技术发展得到了重大突破，相比传统的方法，自然要有更多优势，尤其在能源的使用上面非常出色，可以避免浪费热能，并且大大减少了水资源的消耗，实现绿色生产的理念。传统的技术在使用上，会无法避免含有一定水分，大约在5%左右，从而降低了整体的生产效率，而干熄焦则有效改善了这个劣势。目前干熄焦设备形式多样，不仅有地上集中槽式，还有地下、多室式以及箱笼式等等，不过使用最多的还是地上集中槽式设备，其使用最为广泛。虽然该技术的一次投资较多，但从效果上要比其他工艺更具有优势，因此该技术绝对是未来的主流发展趋势，可以有效取代湿熄焦工艺技术，不过首先要解决水质异常的问题，通过不断完善提高整体使用价值。

1.2 干熄焦技术使用流程

当下使用最为广泛的就是地上集中槽式干熄焦设备，这也是未来发展的主流趋势，该设备的运行通过推焦机从炭化室推出，经导焦车落入装在运焦车上的底开门式盛桶内，再由电机车牵引到提升机下，并提升到干熄槽顶，最终装入干熄槽预存室。一般干熄槽都是由钢板进行焊制，而内部则使用耐火砖1000℃左右的红焦炭在其内部，靠着惰性气体进行冷却，降低至200℃～250℃。

1.3 干熄焦技术主要使用的设备

1.3.1 焦罐

焦罐，就是运输红焦的容器，大多数容积只能装下一个碳化室的焦炭量。该设备可以经受1000℃的高温，为了能够更方便的使用，其设计成底部开门的方式，需要注意的是在运焦过程中，必须加上桶盖避免烟尘污染。

1.3.2 运焦车与电机车

大部分情况下，运焦车都会设计成元宝形状，并装有开闭盛焦桶盖的启动开关，电机车有较大的牵引力，一般由盛焦桶的重量来决定，并安装了自动对位检测装饰，提高整体操作的安全性。

1.3.3 提升机

由于提升机在30m～40m的干熄槽顶部，所以操作起来会比较麻烦，环境也相对恶劣，为了改善这一问题，会设置自动遥控，以此来实现无人操控，也可以适当减少提升机的功率，来节约更多的资金[2-4]。

1.3.4 余热锅炉

作为整个回收热能的主体设备，没有燃烧系统，与普通余热锅炉存在较大区别，其在负压100mm～200mm水柱下工作，因此必须具备一定的密封性能，泄漏系数要控制在1%。

1.4 余热锅炉水质硬度的产生

在干熄焦余热锅炉水质异常分析过程中，锅炉给水硬度是非常重要的检测项目，大多数情况下超过硬度指标，水就会在锅炉炉管内壁结垢，这会对锅炉传热效率造成很大的影响，同时降低锅炉安全性，也会增加锅炉内磷酸盐的使用量，因此要采取有效的措施来控制给水硬度，确保其在标准范围之内。在发现锅炉给水硬度偏高的情况下，可以通过全自动取样或人工取样分析给水水质各项指标，包括炉水导电率等，如果出现小幅度上升，须采取有效的措施来恢复各项指标到正常范围。

2 判断干熄焦余热锅炉水质异常的标准

判断水质异常的问题，都会有相应标准与依据，首先要分析产生该问题的主要原因，一是锅炉给水水质控制，二是是给水辅助控制，这两个因素会有相应的指标，如果出现较大偏差，就代表水质出现异常现象。给水水质控制涉及到三个重要的指标，包括PH值、硬度与炉水导电率，三个指标必须要符合标准要求，才不会导致水质异常问题出现。给水辅助控制，与以上三个指标有重要关联，不同的是给水辅助控制必须要添加药物，例如炉水中添加磷酸三钠缓蚀阻垢剂，才能实现相应的控制功能，另外三个指标要求也有一定差距，比如炉水PH值范围要求会有所提高。在判断锅炉水质问题时，就可以利用这三种指标，如果出现水质问题必须及时处理，通过有效的措施进行改善。

3 当前技术条件下干熄焦余热锅炉水质异常原因分析

3.1 锅炉给水控制导致的水质异常问题

给水造成的水质异常问题，必须要针对给水渠道进行详细的分析，而给水渠道主要分为两种形式，其中包括发电冷凝回水以及能源动力厂除盐水，一般来说给水造成的水质异常现象，都是由给水渠道造成。但是这两种主要的给水渠道，会涉及到较为复杂的程序，首先要针对药品质量、冷凝回水水质以及给水取样冷却水，结合当下的水质异常标准，进行有效的排查，从而找到具体的水质异常原因。一般来说药品质量引发的水质异常，可以通过两种不同的药品，观察使用前后的区别即可验证水质异常问题，如果没有明显变化，就代表不是药品原因导致。虽然其他的方法略有不同，但大多也都是采用对比的方法，来对原因进行一一排除。

3.2 锅炉内部水系统封闭导致水质异常问题

另外水质异常问题的原因，也有可能是内部水系统封闭性不足导致的，因此可以针对性的进行分析，经过以往的大量实践，最有可能出现泄漏的位置就是凝汽器。大部分情况下，高参数蒸汽会通过汽轮机，并经过做功成为乏汽进入排气室，最后在凝汽器中与循环水进行热交换处理，乏汽变为常温冷凝水后，进入除盐水箱循环使用。循环水水质标准较低，若在凝汽器设备存在泄漏，也会导致水质异常问题的出现。

3.3 锅炉给水硬度不达标导致的水质异常问题

一般来说给水硬度不达标的主要原因，可能是因为组成锅炉给水的补给水、凝结水以及工艺冷凝水当中，渗入了杂质所引起的硬度增加，其次未经除盐处理的水由于阀门不严，或由于渗漏到给水系统，最终导致硬度增加，只要针对污染的来源进行排查，就能促使硬度指标恢复到正常范围内。大部分情况下凝结水与动力厂纯水补水混合，在除氧气中进行除氧处理，最终进入锅炉换热，产生高参数蒸汽进入汽轮机做功，因此只要对冷凝回水与锅炉补水的管线阀门进行统一排查，就能找到问题所在，并采取有效的措施改善水质异常问题[5]。

3.4 硬度来源排查

3.4.1 药品质量原因

可以通过使用同一批药品，针对水质变化进行观察，判断是否由药品质量应发的水质异常。

3.4.2 给水泵冷却水原因

在出现水质异常的情况下，开启给水泵检验冷却水是否存在泄漏问题，通过判断冷却水无串漏，排除给水泵冷却水泄漏原因导致的水质异常。

3.4.3 锅炉给水取样器冷却水原因

通过关闭锅炉给水取样阀门，冷却器冷却水进出口阀门不做调整，取样器没有流出水就说明不存在串漏现象，从而排除取样器冷却水原因导致。

3.4.4 锅炉补水原因

对锅炉补水进行检测化验，准确的检测出补水硬度，并及时与动力厂进行沟通，采取有效的措施进行消除，确保可以恢复到正常标准。如果还是无法达到相关的指标，因为余热锅炉对应汽轮发电机机组多为纯凝式或抽凝式发电机组，冷凝水大部分都回流到除盐水箱进行循环利用，只有外送蒸汽、连续排污与定期排污散失少量蒸汽，可以通过补水进行解决，也能排除补水原因造成的水质异常。

3.4.5 冷凝回水水质原因

对冷凝水水样进行化验，如果多次化验，硬度依然无法下降，说明是由冷凝回水水质污染，导致的水质异常现象。大多数情况下出现问题，都是在凝汽器的位置，由于经过复杂的循环流程再次利用，所以循环水质会相对较差，在长期运行过程中，可能会腐蚀凝汽器，引发泄漏的现象，这也是导致水质异常的主要原因。

4 解决干熄焦余热锅炉水质异常的方法措施

4.1 通过控制干熄焦余热锅炉排污量改善水质异常问题

排污主要采用两种特定的方式，连续排污以及定期排污，连续排污方法需要参照锅炉蒸发量，大多数情况下会以2%为标准，定期排污则以次数为标准，每班一次，每次10s左右的排放时间。按照给水以及炉水导电率的标准，根据具体情况调整排污量，首先是余热锅炉连续排污量，可以相比以往提高2%，而定期排污可通过以增加排污次数来起到同样效果，适当增加1次～2次左右的排放次数即可。

4.2 通过调整干熄焦余热锅炉中的加药技术改善水质异常问题

由于干熄焦余热锅炉加药操作不恰当等，也会造成水质异常问题，因此调整药物剂量就能起到一定改善效果，在加药过程中，可以适当的进行调整与处理。一般来说主要使用的药物有三种，也就是磷酸三钠、液氨、以及联氨或者二甲基同肟等，这三类药物有不同的使用效果，例如缓解锅炉结垢问题，降低水中的各类铁、铜含量等，可以起到非常关键的作用。如果出现水质异常的现象，锅炉给水与炉水PH值会有明显降低，并出现炉水硬度较大等现象，就可以增加三种药物的剂量，并针对给水、炉水的PH值进行控制，大多数情况下给水PH值都要保持在9～9.3之间，而炉水PH值则要相对高一些，需要控制在9.0～10.5之间，通过控制药物的使用剂量，能够有效改善水质异常的问题，从而减少引发的各类损失。

4.3 通过调整干熄焦余热锅炉内部水系统密闭改善水质异常问题

一般情况下针对水系统密闭措施不足，引发的水质异常问题，可以通过对内部水系统进行检查与维修，来改善水质异常的现象，从根本上去避免水质异常问题出现，这也是较为有效的方法之一。首先要针对水质异常进行判断，是否由系统密闭不足引起，在确定具体原因后，采用相应的调整措施改善。找到其中存在漏水部件的确切位置，并统一关闭出口阀门，开启凝汽器孔进行内部循环放水，以此来对漏水位置进行排查，发现泄漏的位置可以利用紫铜管封堵，从而改善漏水的问题。除此之外注意整体的修复工作后，要进行适当的设备测试，确保设备能够正常使用，如果还是无法正常运行，必须再次查漏检验，确保没有任何泄漏问题时，方可投运[6]。

5 结语

在经过相关分析后，确定了引发水质异常问题的主要原因，并提出了有效的改善措施来控制锅炉给水的质量，最大程度保证锅炉给水各项重要的指标能够处于正常状态，彻底消除炉水硬度，促使炉水电导率维持在正常标准控制范围内以确保锅炉处于正常的运行状态。当下要加强干熄焦技术的研究，加大技术创新改善锅炉内水系统的封闭管理，进而促进我国的经济发展。