煤化工企業循環流化床鍋爐給水處理

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（晉能控股煤業集團廣發化學工業有限公司 山西 037003）

前言

對循環流化床鍋爐給水處理進行分析，可以得知由于在運用過程當中，自然界中的各種水源自身均會有包含一定的雜質，這些雜質會在加熱或使用過程當中傷害相關的機械設備，不能直接對鍋爐實現給水。因此，必須通過合理的工序對水質進行處理，使水質達到相關標準后，才能供給鍋爐使用，以保證后續工作流程的有效性以及安全性。提升鍋爐的運行能力，加強整體經濟效益。鍋爐房必須設定合理的給水處理模式，運用技術以及相關機械，對水質進行有效凈化。

1.循環流化床鍋爐基本概述

在循環流化床鍋爐的應用當中，作為工業化程度最高的燃燒技術，循環流化床鍋爐采用流態化燃燒，包含了“燃燒室”以及“循環回爐”兩大部分。循環流化床鍋爐是在鼓泡床鍋爐的基礎上進行衍生加強而來。因此，鼓泡床的一些理論以及相關概念可以用于循環流化床鍋爐，二者之間具有一定差異。鍋爐整體包含煙風系統，在結構當中，以自然循環的方式分為前部以及尾部。兩大豎井在前部豎井當中由水冷壁組成，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熱器等。鍋爐采用床下點火方式分級燃燒，比率占據50%～60%。高溫分離器入口煙溫度在800℃左右，其旋風筒內徑較小，且相關結構簡化。筒內僅需內膜，因此其整體壽命較長，循環倍率約為1～20左右。

循環流化床的煙風系統主要由“燃燒室”“分離器”“回水裝置”等組成，循環流化床的過渡系統通常由燃燒以及汽水系統所組成。在燃燒過程當中，通過燃燒，將化學能轉化為熱能，提供必要能量，完成由水轉化為飽和蒸汽，再轉化為過熱蒸汽的流程。流化床擁有一定的臨界速度，由于在相關的顆粒組成中，其通過氣體流速進行設定，因此隨風速增加，其床層壓降比例也達到增加。當傳承壓降達至最大值時，如繼續增加風速，固定床會突然解鎖，床層壓降會降至床層的靜壓。

影響臨界值流速的因素包含4大點。其一，料層厚度對臨界值流速影響不大；其二，料層的當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，流體的整體運動黏度增加，臨界流速變小，在床溫增高時，其臨界流速減小。

2.相關設定簡介

為更好的加強本文的理解性，本文將擬定某集團公司為基本參考元素。某集團公司作為大型煤化工企業，在2016年開始投入生產。為保證后續化工生產所需要的蒸汽以及電力來源，某公司對其自身進行了配套熱電項目。其中，包含三臺循環流化床鍋爐。其中1號爐以及2號爐的容量為160t/h，3號爐容量為260t/h，某公司的運行模式為2開1備。在經過氣化合成的后續工序當中，其蒸汽凝液以及各種汽輪機凝結水一同進入除氧器，通過鍋爐給水泵打入相關鍋爐中，作為給水來源。但由于工廠化工生產工序較多，且流程復雜，部分換熱設備因維護不當出現了滲漏現象。導致有機物進入鍋爐給水系統當中，導致自身pH值偏低，腐蝕了鍋爐水冷壁管，降低了鍋爐運行周期。在后續的檢修過程當中，根據某公司自有的檢測記錄，可以得知1號鍋爐以及2號鍋爐多次出現爆管事故，3號鍋爐經歷了兩次大維修。通過后續檢查，均是由于鍋爐水冷壁管爆管造成的。鍋爐頻繁檢修，為某公司的生產帶來了較大影響，制約了其后續發展。

3.假定改造目標

正如文中所言，本文以某公司為假定目標。因此，在改造前，需要對假定目標的供給流程進行簡介。某公司在正常生產時，其自身的氣化工序所用水均由除氧器通過相應的給水泵進行供給。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回收，流入除氧器。其蒸汽汽化復產，蒸汽用量為20t/h，水平衡通過除氧器脫鹽水補水進行建立調整。

4.如何在后續使用過程中進行改造處理

在后續的改造過程當中，由于化工生產工序較多，企業流程復雜，生產周期具有連續性的特征。因此，在源頭當中，想解決泄露現象，其實踐性不足。而鍋爐高溫高壓環境可以加速不純凈水的化合物質對純凈水的腐蝕，因此，對鍋爐用水條件的要求更為苛刻。通過相關技術小組的討論以及研究，采取避免滲漏水進入鍋爐給水系統，才可保證過濾系統的穩定運行。為了有效運行該方案，必須改善鍋爐自有水質，以保證鍋爐平穩、安全、長周期運行。相關的技術維修人員根據實際情況，進行考察，并就討論結果提出切實可行的改造方案。在改造過程當中，在廠區內新增加一臺除氧器，并將化工工序中的各種凝液全部引入除氧器中。同時，補充約70t/h脫鹽水，采用蒸汽除氧技術，對出水管進行連接，保證其可以通過低壓對給水泵進行供水。同時，對該水母管與除氧器實現統一隔離，保證給水。舊除氧器不變，在整體流程當中，舊除氧器避免回收化工中凝液，單純為鍋爐供水進行有效除氧。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行回收，同時以便后續進行處理改造，與水泵化工用戶建立良性循環。

按照工藝參數，將其設定為“V1602”。在設置前，根據實際工程情況進行考量，完成V1602以及相關管線的布置。于設定方案后三個月內投入使用，并根據使用結果進行實時分析，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，進行運行數據的記錄。通過一、三、六季度的運行對比，可以得知V1602對鍋爐給水系統的pH值產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。與以往的數據相比，新除氧器對鍋爐給水系統的下降率達29.8%，合格率提升了12個百分點。截止至六季度后，在V1602投入使用，其鍋爐內部的容氧量平均值為14.63ug/L。在后期的使用過程當中，添加聯氨、溶解氧，其已全部達到相關要求。在新除氧器投入使用后，鍋爐給水系統的COD含量大幅度降低。與之前數據相比，在投入使用前，鍋爐給水系統的平均COD含量為271.6mg/L，降低為45.43mg/L，其下降率達83.68%。此外，V1602中的COD含量明顯高于V1601，根據數據表明，V1602的設定已將污染凝液與高壓鍋爐給水系統實現有效分離。且后續運行效果非常明顯，鍋爐給水系統的pH值根據VER的設定，平均提升達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的水質起到改善，降低鍋爐后續的運行問題，提升鍋爐的使用周期。

6.循環流化床鍋爐給水系統爆管問題

在使用過程當中，爆管問題最為常見，同時，也是最難處理環節。因此，本文單獨就給水系統爆管問題進行單獨討論。在爆管后，對其原因進行分析，找出引發爆管的問題，并開展有效的處理模式。首先，對源頭進行控制。例如，加強電導率監控，在引起回水不合適的回水總管上，增添電導率監測點。對給水系統進行全面監測，以保證后續操作人員可以根據給水質量的變化及時切斷不合格給水。

同時，增設取樣點，以周為取樣周期。相關的測量人員每周一在取樣點采取定量的給水，對水質進行有效測量，并分析相關的環節。此外，清洗相關的管線以及控制閥門。在閥門前加裝導淋閥，并對操作人員進行實際培訓，規范其自有操作流程，杜絕工藝介質進入冷凝回水管。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，個別測溫點溫度升高問題。應減少系統誤差，消除隱患。

采用相關設備對鍋爐內壁進行掃描檢查，并進行物流檢測。例如，在檢測后1號以及2號流化床鍋爐出現缺陷部位32處。對缺陷部位進行檢測后，可以根據其標準更換相關的薄壁，建立水冷壁管缺陷部位側后臺。按照維修進程，有計劃性的對回水管實現更換維修。

引起鍋爐系統給水管腐蝕的原因很多，除文中假設外，其腐蝕機制也較為復雜。因此，在煤化工企業循環流化床鍋爐給水處理中，應結合單位自身的實際情況進行設定，找出腐蝕的真正根源。在處理相關問題時，必須保證相關人員的技能以及相關工作經驗，檢查相關的缺陷部位，以防萬一。

7.結束語

綜上所述，在我國的整體發展過程當中，國民經濟水準得到了有效增強。其中，工業領域成為了我國經濟支柱的全面體系。工業不僅提供了額外的工作崗位，同時，也對于我國人均GDP產值的提升起到了不可忽視的作用。而在為化工企業供熱、供氣的流化床鍋爐給水技術當中，其來源根據氣化合成的化工工序實行有效完善。新增除氧器投入使用后，整體的PH值等具有明顯改善，達到了運用目的，維持了鍋爐給水系統的穩定運行。