干熄焦余热锅炉水质异常原因分析与处理

徐瑞阳（山钢股份济南分公司炼铁厂，山东济南250101）



干熄焦余热锅炉水质异常原因分析与处理

徐瑞阳
（山钢股份济南分公司炼铁厂，山东济南250101）

摘要：由于汽轮机凝汽器铜管出现泄漏，发电冷凝回水受到污染导致济钢150 t/h干熄焦余热锅炉的炉水水质出现异常，电导率、硬度指标上涨，超过控制标准，影响锅炉的换热效率和干熄焦发电效率的提升。为了解决上述问题，采取了调整加药量、适当加大排污以及对泄漏铜管进行封堵的措施，锅炉炉水水质指标恢复正常，硬度消除。

关键词：干熄焦；余热锅炉；水质；硬度

1　前　言

干熄焦余热锅炉主要是回收焦炭干熄过程中的余热来产生蒸汽，作为推动汽轮机组发电的动力。锅炉的换热效率、锅炉的安全稳定运行直接影响着发电量的提升。其中锅炉炉水水质控制，主要是硬度、电导率指标等。锅炉炉水指标若长期超过控制标准，容易造成锅炉结垢、腐蚀、积盐，降低锅炉换热效率和使用寿命。锅炉压力越高，锅炉炉水水质控制指标越严格。济钢150 t/h干熄焦余热锅炉蒸汽压力为9.8 MPa、温度540℃，属于高温高压锅炉，因此锅炉炉水指标控制要求更加严格。

2　锅炉水质出现硬度的原因分析

干熄焦余热锅炉炉水水质控制主要是锅炉给水水质控制协同加药控制。锅炉给水水质控制主要包括pH值、硬度、电导率等。pH值指标范围8.8～9.5，硬度＜2.0 μmol/L，电导率＜0.2 μs/cm。加药控制主要是通过添加磷酸三钠缓蚀阻垢剂使锅炉炉水水质达到控制标准。锅炉炉水pH值指标范围9.0～10.5，电导率＜150 μs/cm，硬度基本为零，磷酸根2～10 mg/L。

2015年2月上旬，通过锅炉水质化验数据发现，锅炉炉水水质出现异常，锅炉炉水出现硬度持续1周均在20～30 mg/L；电导率最高达到165 μs/cm，稍微超标；磷酸根含量0.12～0.34 mg/L，远低于标注要求，起不到阻垢效果。为了避免电导率指标的进一步上升，采取了加大排污量、调整加药量的措施，pH值、电导率指标基本得到控制，但是炉水硬度一直未得到消除。若锅炉给水持续存在硬度，很容易造成锅炉结垢，不利于锅炉的安全高效运行。

锅炉炉水水质出现硬度的原因主要从锅炉给水和加药两方面结合进行查找。

锅炉给水出现硬度不合格的原因主要是：组成锅炉给水的补给水、凝结水、疏水及工艺冷凝水中渗入了杂质，使得硬度增加；未经除盐处理的水由于阀门等的密封不严，泄漏至给水系统，造成硬度增加。

150t干熄焦余热锅炉给水有两个来源：发电冷凝回水和能源动力厂除盐水。干熄焦锅炉产生的蒸汽冲动汽轮机，蒸汽经过做功排至汽轮机排汽室，通过凝结器凝结成水，凝结水再通过凝结泵送至除盐水箱。凝结水与动力厂纯水（除盐水）补水混合后，在除氧器给水泵的动力作用下进入除氧器除氧，最后通过锅炉给水泵进入锅炉换热，产生高温高压蒸汽至汽轮机做功，如此循环。需要对两路水源以及所经过的管线阀门进行逐一排查。

从药品质量、补水水质、冷凝回水水质、给水泵冷却水及给水取样器冷却水进行逐一排除。1）锅炉水质变化前后药品采用同一批药品，药品质量导致水质恶化原因排除。2）因水质异常时开启给水泵为2#锅炉给水泵，通过开启1#备用锅炉给水泵，将2#锅炉给水泵进出口阀门关闭，冷却水阀门不做调整情况下检验冷却水是否泄漏，经过检验，冷却水无串漏，给水泵冷却水泄漏原因排除。3）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，取样器无水流出，表明冷却水无串漏，取样器冷却水原因排除。4）动力除盐水硬度检测。对动力来的除盐水硬度进行检测，初期检测结果约15 μmol/L，超过控制标准，是锅炉炉水出现硬度的原因之一。随后与能源动力厂进行沟通协调，采取了相应的措施后，除盐水硬度得到消除。但是除盐水硬度消除后，炉水硬度还是存在，未得到根本消除。5）冷凝回水水质检测。冷凝水硬度为20 μmol/L，多次化验结果表明均无明显改善。通过各种因素排查后得知，锅炉炉水水质出现异常的根本原因是锅炉给水的一路水源—冷凝回水水质受到污染导致。

汽轮发电系统的冷凝回水受到污染的唯一可能串漏部位即为凝汽器。干熄焦余热锅炉产生的高温高压蒸汽通过主蒸汽管道冲动式汽轮机，经过做功后成为乏汽排至汽轮机排汽室，在凝汽器内与大量循环水进行热交换。凝汽器内冷却水走水侧，乏汽走汽侧，凝汽器内共有约4 000根铜管，乏汽遇冷凝结成水，不溶于水和不被冷却的不凝气体通过射水抽气器抽走，凝结水再通过凝结泵送至除盐水箱。常温循环水通过与乏汽热交换，将乏汽冷凝至常温冷凝水并打入除盐水箱循环利用，循环水升温后在凉水塔与空气进行热交换，温度下降后通过循环水泵再次进入凝汽器换热。由于循环水水质较差，腐蚀速率较高以及凝汽器机械清洗过程中机械冲击和铜管较薄等原因，长期运行后凝汽器的铜管出现泄漏。

3　解决措施

锅炉水质异常的原因是凝结器有泄漏，循环冷却水漏到凝结水中。在不能停产彻底处理的情况下，通过合理控制排污量，适当增加加药量的方式，尽量维持锅炉水质的正常指标。最后在机组停产检修期间，通过对凝汽器铜管循环水泄漏点进行处理，使锅炉给水水质逐步恢复正常。

3.1排污量调整

干熄焦锅炉的排污主要有连续排污和定期排污。连续排污量一般控制为锅炉蒸发量的2%，定期排污每班排污1次，每个排污阀门排污时间为10 s左右。

根据水质异常后锅炉给水及炉水电导率较高及凝汽器用循环水水质较差的特点，将余热锅炉连续排污量调整为4%，同时调整定期排污频次，由每班排污1次调整为2、3次，并根据锅炉炉水电导率变化情况适当增加连续排污量。

3.2加药量调整

干熄焦锅炉加药主要有磷酸三钠、液氨和联氨3种。磷酸三钠降低锅炉垢层；液氨中和水中的CO2，调整锅炉给水pH值，减缓给水系统酸腐蚀，降低给水中的含铁量和含铜量；联氨降低除盐水箱出水的氧含量。

水质异常后，锅炉给水及炉水pH值下降，锅炉炉水硬度较大和磷酸根离子含量明显下降，及时增加液氨及磷酸三钠加药量，使锅炉给水pH值稳定在8.8～9.5，锅炉炉水pH值稳定在9.0～10.5，磷酸根离子稍有上升。

3.3凝汽器铜管堵漏处理

发电机解列后，将发电系统循环水泵进出口阀门全部关闭，利用疏水阀门将凝汽器内循环水放空，开启凝汽器人孔，将凝汽器底部支撑后进行系统查漏。在凝汽器汽侧内注入纯水，在水侧对凝汽器内所有铜管进行检查。找到泄漏铜管后，根据铜管直径，利用紫铜堵塞从铜管两侧进行封堵，如此反复检查、堵漏，直至无新漏点。

4　结语

漏点处理好后，锅炉给水及炉水各指标逐步好转，恢复至正常水平。炉水硬度彻底消除，炉水电导率指标恢复至70～80 μs/cm，各项指标均在标准控制范围内。

作者简介：徐瑞阳，男，1980年生，2006年毕业于武汉科技大学化工专业。现为济钢炼铁厂工程师，从事煤焦技术管理工作。

收稿日期：2015-05-14

中图分类号：TK223.5

文献标识码：B

文章编号：1004-4620（2015）06-0073-02