干熄焦余熱鍋爐水質異常原因分析與處理

徐瑞陽（山鋼股份濟南分公司煉鐵廠，山東濟南250101）

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干熄焦余熱鍋爐水質異常原因分析與處理

徐瑞陽
（山鋼股份濟南分公司煉鐵廠，山東濟南250101）

摘要：由于汽輪機凝汽器銅管出現泄漏，發電冷凝回水受到污染導致濟鋼150 t/h干熄焦余熱鍋爐的爐水水質出現異常，電導率、硬度指標上漲，超過控制標準，影響鍋爐的換熱效率和干熄焦發電效率的提升。為了解決上述問題，采取了調整加藥量、適當加大排污以及對泄漏銅管進行封堵的措施，鍋爐爐水水質指標恢復正常，硬度消除。

關鍵詞：干熄焦；余熱鍋爐；水質；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生蒸汽，作為推動汽輪機組發電的動力。鍋爐的換熱效率、鍋爐的安全穩定運行直接影響著發電量的提升。其中鍋爐爐水水質控制，主要是硬度、電導率指標等。鍋爐爐水指標若長期超過控制標準，容易造成鍋爐結垢、腐蝕、積鹽，降低鍋爐換熱效率和使用壽命。鍋爐壓力越高，鍋爐爐水水質控制指標越嚴格。濟鋼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，因此鍋爐爐水指標控制要求更加嚴格。

2　鍋爐水質出現硬度的原因分析

干熄焦余熱鍋爐爐水水質控制主要是鍋爐給水水質控制協同加藥控制。鍋爐給水水質控制主要包括pH值、硬度、電導率等。pH值指標范圍8.8～9.5，硬度＜2.0 μmol/L，電導率＜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達到控制標準。鍋爐爐水pH值指標范圍9.0～10.5，電導率＜150 μs/cm，硬度基本為零，磷酸根2～10 mg/L。

2015年2月上旬，通過鍋爐水質化驗數據發現，鍋爐爐水水質出現異常，鍋爐爐水出現硬度持續1周均在20～30 mg/L；電導率最高達到165 μs/cm，稍微超標；磷酸根含量0.12～0.34 mg/L，遠低于標注要求，起不到阻垢效果。為了避免電導率指標的進一步上升，采取了加大排污量、調整加藥量的措施，pH值、電導率指標基本得到控制，但是爐水硬度一直未得到消除。若鍋爐給水持續存在硬度，很容易造成鍋爐結垢，不利于鍋爐的安全高效運行。

鍋爐爐水水質出現硬度的原因主要從鍋爐給水和加藥兩方面結合進行查找。

鍋爐給水出現硬度不合格的原因主要是：組成鍋爐給水的補給水、凝結水、疏水及工藝冷凝水中滲入了雜質，使得硬度增加；未經除鹽處理的水由于閥門等的密封不嚴，泄漏至給水系統，造成硬度增加。

150t干熄焦余熱鍋爐給水有兩個來源：發電冷凝回水和能源動力廠除鹽水。干熄焦鍋爐產生的蒸汽沖動汽輪機，蒸汽經過做功排至汽輪機排汽室，通過凝結器凝結成水，凝結水再通過凝結泵送至除鹽水箱。凝結水與動力廠純水（除鹽水）補水混合后，在除氧器給水泵的動力作用下進入除氧器除氧，最后通過鍋爐給水泵進入鍋爐換熱，產生高溫高壓蒸汽至汽輪機做功，如此循環。需要對兩路水源以及所經過的管線閥門進行逐一排查。

從藥品質量、補水水質、冷凝回水水質、給水泵冷卻水及給水取樣器冷卻水進行逐一排除。1）鍋爐水質變化前后藥品采用同一批藥品，藥品質量導致水質惡化原因排除。2）因水質異常時開啟給水泵為2#鍋爐給水泵，通過開啟1#備用鍋爐給水泵，將2#鍋爐給水泵進出口閥門關閉，冷卻水閥門不做調整情況下檢驗冷卻水是否泄漏，經過檢驗，冷卻水無串漏，給水泵冷卻水泄漏原因排除。3）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，取樣器無水流出，表明冷卻水無串漏，取樣器冷卻水原因排除。4）動力除鹽水硬度檢測。對動力來的除鹽水硬度進行檢測，初期檢測結果約15 μmol/L，超過控制標準，是鍋爐爐水出現硬度的原因之一。隨后與能源動力廠進行溝通協調，采取了相應的措施后，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）冷凝回水水質檢測。冷凝水硬度為20 μmol/L，多次化驗結果表明均無明顯改善。通過各種因素排查后得知，鍋爐爐水水質出現異常的根本原因是鍋爐給水的一路水源—冷凝回水水質受到污染導致。

汽輪發電系統的冷凝回水受到污染的唯一可能串漏部位即為凝汽器。干熄焦余熱鍋爐產生的高溫高壓蒸汽通過主蒸汽管道沖動式汽輪機，經過做功后成為乏汽排至汽輪機排汽室，在凝汽器內與大量循環水進行熱交換。凝汽器內冷卻水走水側，乏汽走汽側，凝汽器內共有約4 000根銅管，乏汽遇冷凝結成水，不溶于水和不被冷卻的不凝氣體通過射水抽氣器抽走，凝結水再通過凝結泵送至除鹽水箱。常溫循環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利用，循環水升溫后在涼水塔與空氣進行熱交換，溫度下降后通過循環水泵再次進入凝汽器換熱。由于循環水水質較差，腐蝕速率較高以及凝汽器機械清洗過程中機械沖擊和銅管較薄等原因，長期運行后凝汽器的銅管出現泄漏。

3　解決措施

鍋爐水質異常的原因是凝結器有泄漏，循環冷卻水漏到凝結水中。在不能停產徹底處理的情況下，通過合理控制排污量，適當增加加藥量的方式，盡量維持鍋爐水質的正常指標。最后在機組停產檢修期間，通過對凝汽器銅管循環水泄漏點進行處理，使鍋爐給水水質逐步恢復正常。

3.1排污量調整

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

根據水質異常后鍋爐給水及爐水電導率較高及凝汽器用循環水水質較差的特點，將余熱鍋爐連續排污量調整為4%，同時調整定期排污頻次，由每班排污1次調整為2、3次，并根據鍋爐爐水電導率變化情況適當增加連續排污量。

3.2加藥量調整

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

水質異常后，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，及時增加液氨及磷酸三鈉加藥量，使鍋爐給水pH值穩定在8.8～9.5，鍋爐爐水pH值穩定在9.0～10.5，磷酸根離子稍有上升。

3.3凝汽器銅管堵漏處理

發電機解列后，將發電系統循環水泵進出口閥門全部關閉，利用疏水閥門將凝汽器內循環水放空，開啟凝汽器人孔，將凝汽器底部支撐后進行系統查漏。在凝汽器汽側內注入純水，在水側對凝汽器內所有銅管進行檢查。找到泄漏銅管后，根據銅管直徑，利用紫銅堵塞從銅管兩側進行封堵，如此反復檢查、堵漏，直至無新漏點。

4　結語

漏點處理好后，鍋爐給水及爐水各指標逐步好轉，恢復至正常水平。爐水硬度徹底消除，爐水電導率指標恢復至70～80 μs/cm，各項指標均在標準控制范圍內。

作者簡介：徐瑞陽，男，1980年生，2006年畢業于武漢科技大學化工專業。現為濟鋼煉鐵廠工程師，從事煤焦技術管理工作。

收稿日期：2015-05-14

中圖分類號：TK223.5

文獻標識碼：B

文章編號：1004-4620（2015）06-0073-02