劉丹丹 王凱(淄礦集團(tuán)內(nèi)蒙古黃陶勒蓋煤炭有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017313)

0 引言

世林化工三臺75T/h 煤粉鍋爐負(fù)責(zé)全廠的供電和供汽，其中供水品質(zhì)對鍋爐的長期安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。供水品質(zhì)包含兩個主要特征：一是水的硬度指標(biāo)即鈣鎂離子的含量，通常采用離子交換或反滲透技術(shù)可制取符合指標(biāo)要求的鍋爐用水；二是水的含氧量指標(biāo)。給水的含氧量過高是造成電廠熱力設(shè)備腐蝕的重要原因。在熱力系統(tǒng)中因水汽的溫度較高，氧化學(xué)腐蝕的速度加快，對設(shè)備帶來很大的危害，大大縮短設(shè)備的使用壽命，同時也易引發(fā)爆管泄露造成安全事故。另外水汽中過多的氧及空氣會嚴(yán)重影響交換器的傳熱效率，不利于電廠的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。通常除去水中溶解氧的方法有熱力除氧、真空除氧、化學(xué)除氧及解析除氧等。熱力除氧一般有大氣式熱力除氧和噴射式熱力除氧。其原理是將鍋爐給水加熱至沸點(diǎn)，使氧的溶解度減小，水中氧不斷逸出，再將水面上產(chǎn)生的氧氣連同水蒸汽一道排除，這樣能除掉水中各種氣體(包括游離CO2，N2)。除氧后的水不會增加含鹽量，也不會增加其他氣體溶解量，操作控制相對容易，而且運(yùn)行穩(wěn)定、可靠。熱力除氧是目前應(yīng)用最多的一種除氧方法?；瘜W(xué)除氧是加入某種或幾種化學(xué)物質(zhì)與水中的氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而除去氧，如海綿鐵除氧、加氫除氧、藥劑除氧等，一般化學(xué)除氧是作為熱力除氧的輔助系統(tǒng)來滿足鍋爐水質(zhì)的指標(biāo)要求。

關(guān)于鍋爐給水除氧的研究較少，主要集中在除氧技術(shù)、系統(tǒng)節(jié)能改造、影響因素、除氧工藝等方面。針對鍋爐給水除氧技術(shù)的研究主要有：武天龍(2019)針對工業(yè)鍋爐給水一般采用的幾種除氧技術(shù)進(jìn)行深入分析，重點(diǎn)分析了氧化還原樹脂除氧器給水除氧技術(shù)，結(jié)合跟蹤監(jiān)測數(shù)據(jù)梳理出相關(guān)結(jié)論；針對系統(tǒng)節(jié)能改造的研究主要有：李平、周信永(2016)針對純低溫余熱發(fā)電鍋爐給水除氧系統(tǒng)進(jìn)行了改造升級，降低了真空除氧的能耗和水耗，使得補(bǔ)充水量非常少，達(dá)到降低能耗的真正目的；針對除氧工藝方面的研究主要有：馮世尊(2013)針對小型工業(yè)鍋爐給水除氧技術(shù)方面存在運(yùn)行費(fèi)用、技術(shù)管理等問題，詳細(xì)介紹了鍋爐給水除氧工藝存在的問題，提出了相關(guān)解決辦法。

在知網(wǎng)中，以鍋爐給水除氧為關(guān)鍵詞進(jìn)行主題檢索，共檢索到135條結(jié)果，分析發(fā)表時間，總結(jié)發(fā)表規(guī)律，具體情況見表1。

表1 鍋爐給水除氧研究的研究趨勢表

1 鍋爐給水化學(xué)除氧技術(shù)介紹

世林化工采用的為熱力除氧和化學(xué)藥劑除氧相結(jié)合的方法。熱力除氧是通過熱力除氧器來實(shí)現(xiàn)。化學(xué)除氧是通過在水中加入化學(xué)藥劑聯(lián)氨、氨水使水中氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)致濃度降低來滿足鍋爐用水要求。近年來，隨著環(huán)保管控日益嚴(yán)格和力度加大，各種化工原料的價格不斷上漲，部分產(chǎn)品甚至出現(xiàn)斷貨的局面，嚴(yán)重影響了企業(yè)正常生產(chǎn)經(jīng)營，同時原料價格的攀升也推高了企業(yè)的生產(chǎn)成本，加劇了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。鍋爐給水化學(xué)除氧流程見圖1。

圖1 鍋爐給水化學(xué)除氧流程圖

2 鍋爐給水化學(xué)除氧技術(shù)

聯(lián)氨在堿性環(huán)境中具有很強(qiáng)的還原性，它能與水中的氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，清除水中殘留微量的氧，而不增加水的含鹽量來有效減少和防止鍋爐腐蝕，同時也防止鍋爐內(nèi)鐵垢和銅垢的產(chǎn)生。其化學(xué)反應(yīng)如下：

聯(lián)氨除氧效果主要由濃度、溫度和水的pH 值三個方面的因素決定。

2.1 濃度

足夠的過剩量實(shí)驗(yàn)表明：在水溫和pH 值一定的情況下，聯(lián)氨在水中的過剩量介于20～50μg/L,除氧反應(yīng)所需時間也越少，效果也越好，經(jīng)濟(jì)性最佳。

2.2 溫度

給水溫度與聯(lián)氨除氧的反應(yīng)速度有密切關(guān)系：水溫低于50℃，聯(lián)氨和氧的反應(yīng)速度很慢；當(dāng)水溫超過100℃時，反應(yīng)速度明顯加快；當(dāng)水溫超過150℃時，反應(yīng)速度很快，除氧效果最佳。

2.3 水的pH值

聯(lián)氨在堿性溶液中是強(qiáng)還原劑，而且其反應(yīng)速度與水的pH 值有密切關(guān)系。所以維持適當(dāng)?shù)膒H 值是一個重要的條件。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)水的pH 值在8.5～9.3之間時，反應(yīng)速度最快。

3 鍋爐給水化學(xué)除氧技術(shù)控制優(yōu)化

目前世林化工采用熱力除氧器和化學(xué)藥劑除氧，將給水溶解氧降低在0.005mg/L 左右，小于國標(biāo)GB/T 1576和GB/T 12145規(guī)定要求的0.007mg/L 標(biāo)準(zhǔn)以下。在現(xiàn)有技術(shù)工藝中，對氨水和聯(lián)氨是直接加入到除氧器前的母水管路處，對其濃度、溫度和給水pH 值等重要因素并未考慮，只是按照原始的設(shè)計工藝添加，雖然能滿足鍋爐給水指標(biāo)要求，但存在控制和管理粗放，氨水和聯(lián)氨的消耗量大而實(shí)際發(fā)生除氧反應(yīng)效果差的問題。本研究通過理論分析和試驗(yàn)，對世林化工聯(lián)氨除氧技術(shù)進(jìn)行研究，根據(jù)研究方案實(shí)施技術(shù)改造并優(yōu)化控制，從而找到既能滿足給水指標(biāo)要求，又大大減少聯(lián)氨和氨水的投放量，降低成本的最優(yōu)技術(shù)途徑。鍋爐給水化學(xué)除氧優(yōu)化流程見圖2。

圖2 鍋爐給水化學(xué)除氧優(yōu)化流程圖

(文章題目:鍋爐給水化學(xué)除氧技術(shù)研究和控制優(yōu)化)

4 鍋爐給水化學(xué)除氧技術(shù)控制實(shí)施方案

鍋爐給水化學(xué)除氧技術(shù)控制首先要收集基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)的化驗(yàn)分析和聯(lián)氨除氧技術(shù)的理論分析等；然后根據(jù)理論分析結(jié)果制定完成相關(guān)技術(shù)工藝技改方案；再者準(zhǔn)備相關(guān)技改材料、籌備技改人員，利用停產(chǎn)檢修期開始具體實(shí)施；最后開始調(diào)試，分析化驗(yàn)各項(xiàng)指標(biāo)參數(shù)，不斷調(diào)整找出最優(yōu)的聯(lián)氨和氨水投放量。