循環(huán)流化床鍋爐爐水pH值偏低的研究探討

郝宏飛

（山西焦煤 五麟煤焦開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司，山西 汾陽(yáng) 032200）

循環(huán)流化床鍋爐是國(guó)外研究，20世紀(jì)80年代引進(jìn)國(guó)內(nèi)，90年代后期大規(guī)模應(yīng)用的一種節(jié)能技術(shù)。它主要有粉塵排放量低、脫硝和脫硫效率極高，煤種要求低、負(fù)荷變化范圍大，灰渣石膏利于二次使用做磚等特點(diǎn)。

目前，該項(xiàng)技術(shù)在電力行業(yè)、化工行業(yè)等領(lǐng)域中得到大范圍推廣應(yīng)用。運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)，75t／h以下的循環(huán)流化床鍋爐在平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)中，爐水pH值大多都存在偏低的問(wèn)題，因此，鍋爐爐水水質(zhì)方面的問(wèn)題急需解決。

山西焦煤五麟公司是年產(chǎn)焦炭100萬(wàn)t，甲醇10萬(wàn)t的大型焦化企業(yè)，與之配套的動(dòng)力系統(tǒng)為2臺(tái)（40t／h）高溫中壓燃煤鍋爐、1臺(tái)（40t／h）高溫中壓全自動(dòng)燃?xì)忮仩t及2套（3630kW、4378kW）汽輪機(jī)機(jī)組。為了使蒸汽達(dá)到高品質(zhì)，維護(hù)管道及系統(tǒng)防腐，中壓蒸汽的水汽管道及容器對(duì)給水品質(zhì)要求極其嚴(yán)格，而爐水中的pH值（9～11）是水處理系統(tǒng)必須達(dá)到的一項(xiàng)指標(biāo)。

該公司生產(chǎn)水水源為山西呂梁深層地下水，經(jīng)多介質(zhì)過(guò)濾器、保安過(guò)濾器等預(yù)處理（SDI＜5），作為RO反滲透設(shè)備的原料水，RO出水指標(biāo)達(dá)到硬度0，DD≤20us／cm，產(chǎn)水量120t／h，裝置產(chǎn)生的反滲透水統(tǒng)一集中于中間水箱，在中間水箱除碳后，經(jīng)混床進(jìn)行深度處理，混床內(nèi)的樹(shù)脂品種為D201和001×7，裝填比例2∶1.混床產(chǎn)的脫鹽水DD≤0.2us／cm經(jīng)脫鹽水泵補(bǔ)氨水（pH值8.5～9.2），供除氧系統(tǒng)補(bǔ)水采用。

脫鹽水站自2011年6月調(diào)試合格以后，汽包內(nèi)的除氧水pH值基本維持在7～8.8，偶而會(huì)上升到正常指標(biāo)（至2015年1月出現(xiàn)8次），但維持時(shí)間不長(zhǎng)（1～7天）。測(cè)試發(fā)現(xiàn)，汽包除氧水國(guó)標(biāo)值為8.5～9.2，而該廠的pH值基本上都低于國(guó)標(biāo)值（不合格率95.8%），甚至有幾次為7左右。爐水pH值偏低會(huì)提高蒸汽中雜質(zhì)的含量，尤其是硅類雜質(zhì)，但當(dāng)爐水弱堿性或中性時(shí)，會(huì)提高對(duì)各鋼件產(chǎn)生的腐蝕性，因此有必要對(duì)爐水的pH值進(jìn)行研究，探討各種有效的恢復(fù)措施。

1 pH值偏低的原因分析

在各系統(tǒng)設(shè)備正常穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，脫鹽水供水、除氧器供水pH值都正常時(shí)，因?yàn)闋t水水分子的大量蒸發(fā)，使含鹽量提高，造成pH值上升，但該廠運(yùn)行的實(shí)際情況是下降。為了找出問(wèn)題產(chǎn)生的根源，解決爐水pH值低的問(wèn)題，分析原因并提出對(duì)策。

1.1 生產(chǎn)水水質(zhì)的變化

如果該廠的生產(chǎn)水被污染，CODCr含量超標(biāo)，另外混床去除微小有機(jī)雜質(zhì)的處理上限不高，會(huì)造成鍋爐補(bǔ)水污染爐水，在高溫中壓下，CODCr會(huì)分解產(chǎn)生酸類物質(zhì)，這類物質(zhì)在爐水中大量集聚會(huì)中和大量堿性物質(zhì)，從而產(chǎn)生pH值偏低的現(xiàn)象。

但查閱到該廠原水為深井水，深層地下水水質(zhì)一般不會(huì)發(fā)生大的變化，但不排除被污染的可能，因此對(duì)2011—2014年的水質(zhì)報(bào)告書(shū)（專業(yè)機(jī)構(gòu)測(cè)評(píng)）進(jìn)行各類物質(zhì)比對(duì)，結(jié)果是各種物質(zhì)有微量上升，但符合中國(guó)飲用水的標(biāo)準(zhǔn)，證明生產(chǎn)水水質(zhì)變化不是鍋爐爐水pH值偏低的原因。

1.2 汽輪機(jī)、精餾等冷凝液被污染

1）冷凝液換熱器泄漏。換熱器是一種循環(huán)水與余熱蒸汽進(jìn)行換熱的設(shè)備，若換熱器中管道破損，造成循環(huán)水竄入冷凝液，冷凝液被污染后進(jìn)入混床，大量的金屬離子與陽(yáng)樹(shù)脂交換產(chǎn)生氫離子，破壞混床運(yùn)行，導(dǎo)致混床出水不合格，同時(shí)引起后續(xù)鍋爐補(bǔ)水pH值偏低，但該工作人員發(fā)現(xiàn)冷凝液各項(xiàng)指標(biāo)符合回收國(guó)標(biāo)，可直接作為鍋爐補(bǔ)水使用。因此，冷凝液換熱器泄漏不是該車間鍋爐爐水pH值偏低的原因。

2）冷凝液水質(zhì)波動(dòng)。冷凝液水質(zhì)波動(dòng)會(huì)造成DD上升。根據(jù)運(yùn)行中化驗(yàn)數(shù)據(jù)，冷凝液DD的超標(biāo)是由氨離子含量超標(biāo)造成。另外，在調(diào)整脫鹽水pH值時(shí)，氨含量控制不穩(wěn)或者甲醇主系統(tǒng)開(kāi)停車也會(huì)影響pH值，但在后來(lái)進(jìn)鍋爐前化驗(yàn)，冷凝液各指標(biāo)是合格的。證明冷凝液水質(zhì)變化不是鍋爐爐水pH值偏低的原因。

3）冷凝液CODCr變化。冷凝液含微量油脂，該車間化驗(yàn)室無(wú)法化驗(yàn)，因此，不排除此原因是造成pH偏低的現(xiàn)象。

1.3 管道系統(tǒng)污染

2011年11月該廠出現(xiàn)循環(huán)冷卻水誤進(jìn)除氧器3 h，采取了增加連排排水量和定排排污次數(shù)的不停爐快速置換方案，連排排水量從2m3／h（單爐）增加到10m3／h（單爐），定排次數(shù)從1次／班，增加到4次／班。由于當(dāng)時(shí)發(fā)現(xiàn)及時(shí)并執(zhí)行了增加補(bǔ)水、強(qiáng)制排污的快速置換方案，所以水系統(tǒng)污染很輕。置換后化驗(yàn)各指標(biāo)合格，所以此類情況也不是爐水有問(wèn)題的原因。

1.4 混床問(wèn)題

引起爐水pH值急劇下降的原因可能為：

1）混床的產(chǎn)水手動(dòng)隔膜閥內(nèi)漏，混床再生或清洗未盡的HCl滲進(jìn)脫鹽水里，造成爐水pH值偏低。如果是這種情況，爐水pH值低至強(qiáng)酸性，產(chǎn)水DD明顯超標(biāo)，但經(jīng)核實(shí)閥門未漏。

2）樹(shù)脂長(zhǎng)時(shí)間反復(fù)使用會(huì)造成內(nèi)部的含油難以再生除掉，同時(shí)樹(shù)脂量過(guò)大，再生度低，還會(huì)釋放出負(fù)一價(jià)氯離子，造成產(chǎn)水中含氯、氫離子。雖然脫鹽水加氨后才外送，但部分氫離子隨除氧水進(jìn)入汽包，在蒸發(fā)后聚集濃縮，會(huì)出現(xiàn)爐水pH值偏低的現(xiàn)象，但此種情況氯離子指標(biāo)肯定超標(biāo)，該車間爐水氯離子指標(biāo)正常，因此排除此原因。

3）樹(shù)脂泄漏。樹(shù)脂質(zhì)量不好或再生次數(shù)過(guò)多造成碎裂，滲入到產(chǎn)水中，在爐內(nèi)高溫分解，產(chǎn)生酸類物質(zhì)造成爐水內(nèi)pH值偏低。投產(chǎn)初期，樹(shù)脂完好無(wú)泄漏，自2014年下半年樹(shù)脂有部分碎裂，填補(bǔ)過(guò)2次，該原因是爐水pH值后期不合格的原因之一。

2 處理措施

1）更換樹(shù)脂。污染和破碎的樹(shù)脂，會(huì)隨著除氧水進(jìn)入爐水，造成爐水的pH值長(zhǎng)期偏低及鍋爐部件的腐蝕。

2）加強(qiáng)排污次數(shù)及排污量。由于爐內(nèi)被污染，汽包構(gòu)件及聯(lián)箱手孔等部分，在不停爐連續(xù)運(yùn)行情況下，長(zhǎng)時(shí)間累積，造成爐水pH值偏低，所以，必須要增加排污次數(shù)及排水量。

排污分為間排和連排。間排是固定在水冷壁及下聯(lián)箱的片中間線下部，目的是排掉聚積在內(nèi)壁及聯(lián)箱底部死角的固態(tài)雜質(zhì)和膠體，對(duì)降低類酸物的含量有幫助。連排就是持續(xù)從汽包底偏上位置排出爐水，排走爐水中微小的固態(tài)雜物和膠體，排水點(diǎn)一般在汽包中間偏下約10cm的地方。在爐水pH值不合格時(shí)，對(duì)提高pH值有幫助。

3 小 結(jié)

1）造成爐水pH值偏低的原因很多，應(yīng)該從初始態(tài)檢查，分辨pH值偏低這種現(xiàn)象的時(shí)間性，以便找到問(wèn)題的實(shí)質(zhì)，采取有效的恢復(fù)措施。

2）爐水被油污染，造成pH值偏低，如果污染不嚴(yán)重，可以控制好汽包液位防止蒸汽帶水，根據(jù)循環(huán)流化床鍋爐工藝運(yùn)行情況，合理調(diào)整連排和定排排污量，運(yùn)行班組堅(jiān)持執(zhí)行排污計(jì)劃，并定期更換樹(shù)脂，對(duì)pH值恢復(fù)正常都比較有效。

3）磷酸鹽隱藏一般可以采用多種磷酸鹽協(xié)調(diào)添加，比單用一種要效果好，因此，這種原因引起pH值偏低問(wèn)題也是可以解決的。

［1］ 劉新月，尚玉珍，張 雷.陽(yáng)泉二電廠爐水pH值降低原因的試驗(yàn)分析［J］.山西電力，2001，100（5）：4-6.

［2］ 周向東.延遲焦化余熱鍋爐的磷酸鹽“隱藏”現(xiàn)象和防治對(duì)策-工業(yè)水處理技術(shù)［M］.北京：中國(guó)石化出版社，2004：56-57.

［3］ 李培元，錢達(dá)中，王蒙聚.鍋爐水處理技術(shù)［M］.武漢：湖北科學(xué)技術(shù)出版社，1989：11-12.