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摘要：近年来，由于世界范围内的能源危机的加重及世界各国强制性对环境保护政策的大力推行，使得煤氣发生炉技术越来越多的应用于工业用户，煤气化炉向小型化、简单化、生产低成本方向发展，煤炭气化向现场生产现场使用方向发展，从而最大限度的降低能耗及其操作环节。这样不仅能够满足广大工业用户的使用要求，也达到了国家环保要求。小型煤气炉在工业加热方面得到了全面的使用，其节能环保效果及加热性能得到了广大工业用户的肯定，但是由此带来的煤气炉操作中的问题及处理方法就显得尤为重要。
关键词：煤气发生炉；结垢；水处理
中图分类号： TF526 文献标识码： A
Abstract: in recent years, due to increased and the world to mandatory worldwide energy crisis of environment protection policy to push, the gas furnace technology is increasingly applied to industrial users, coal gasification furnace to be small, simple, low cost to the development of coal gasification to the production site using the direction development, to maximize the reduction of energy consumption and operation. It not only can meet the requirements of general industrial users, has reached the requirements of national environmental protection. A small gas stove has been comprehensively used in industrial heating, the effect of energy saving and environmental protection and heating performance by the majority of industrial users of affirmation, but problems and treatment methods of the resulting gas furnace operation is particularly important, the problem with heat, cold and partial operation of 3 kinds of gas furnace operation.
Keywords: gas occurrence boiler; scaling; water treatment
1 引言
目前陶瓷厂广泛使用煤气发生炉烧制陶瓷。煤气发生炉主要由炉体水夹套和汽包组成，煤在水夹套隔层的炉膛内燃烧与反应，产生的热量被水吸收后产生蒸汽，汇集到汽包后再通过管道把蒸汽引回到水夹套炽热的煤层上与煤发生反应从而产生煤气。
近期，笔者所在公司通过对全市煤气发生炉的使用状况和水质状况进行抽样监测，发现不少煤气发生炉的水质不合格，有结垢、变形和腐蚀等问题。究其原因是对水处理和水质监管方面存在一些误区。
2 煤气发生炉简介
煤气发生炉是为化工、机械、冶金、建材、轻工、耐材等行业热加工车间提供混合发生炉煤气的设备，应用广泛。常见的煤气发生炉有一段式发生炉和两段式发生炉。一段煤气发生炉设备简单，由炉体、水夹套、炉顶装置、出渣系统组成，所产煤气为热粗煤气，适应于输送距离不远，对煤气的洁净度要求不高的炉窑。两段煤气发生炉是在一段煤气发生炉的基础上增加一个干馏段，使煤在气化之前通过充分干馏，两段煤气发生炉所产煤气比较干净，并且输送距离长，对煤质的要求没有一段炉高，不受场地限制，可进行加压后远距离输送，应用较为广泛。水夹套是煤气发生炉的关键部件之一，水夹套内侧是高温的煤层，煤通过不完全燃烧产生煤气，燃烧产生的热量通过水夹套内的水来冷却。其主要作用是降低火层侧壁温度，延长设备使用寿命；其次是置换显热，提供生产用蒸汽。根据煤气发生炉型不同，水夹套通常有压力容器型和常压型两种。通常，由于两段式煤气发生炉气化压力较高，探火孔汽封蒸汽压力一般为0.294～0.326MPa，因此，两段式煤气发生炉水夹套为压力容器型。
3结垢机理
煤气发生炉的炉体水夹套和汽包虽然属压力容器，但其受热原理、水循环等与锅炉相似，易结生水垢。由于水中含有钙镁离子，它们通常以碳酸氢钙、碳酸氢镁的形式存在，而碳酸氢钙、碳酸氢镁溶于水。当炉水被加热后，水中的钙镁离子会形成沉淀析出，沉积于炉体受热面上而形成水垢。
4监管要求
TSG R0004—2009《固定式压力容器安全技术监察规程》3.23条规定：以水为介质、直接受火焰加热连续操作的压力容器，其水质应当符合GB1576—2008《工业锅炉水质》的要求。
当锅炉采用炉内加药处理的方法时，其主要几个水质指标（参照额定压力≤1.0MPa）
5 水质状况
大多数煤气发生炉的水质不合格，主要问题是煤气发生炉的给水与炉水pH值偏高、炉水碱度超标。煤气发生炉的给水与炉水pH值偏高、炉水碱度偏高易导致煤气发生炉的钢材发生荷性脆化（俗称碱脆），使钢材的塑性、韧性降低，易产生裂纹等危险性缺陷，最终可能在没有明显变形的情况下发生破裂或爆炸，危险性极大。其主要原因是由于一些煤气发生炉的使用单位为了减少煤气发生炉结垢而采取了直接往给水池里添加阻垢剂的方法来防止结垢。添加阻垢剂的好处是使给水进到炉里后形成不易结垢的水渣，可通过排污排掉。但是坏处也是显而易见的：首先由于很难掌握准确的投放量，容易导致给水和炉水的pH值和碱度过高，产生碱性腐蚀，从而降低了煤气发生炉的使用寿命，甚至导致安全事故；其次碱度高使炉水容易产生泡沫，甚至产生水汽共腾而影响蒸汽质量；再次阻垢剂的用量大、成本高，而且阻垢剂一般具有一定的毒性，直接排放会对环境造成污染，污水的排放处理成本高。因此采用直接添加阻垢剂的方法并不可取。
6处理方法
为了使煤气发生炉水质合格，达到安全、环保、节能运行的目的，笔者建议在给水系统上安装软水处理设备。原水经软水处理设备处理后其硬度符合标准要求，进入煤气发生炉后不会结生水垢，其pH值和碱度基本达到标准要求，因此水质容易合格。原水经过软水处理设备时，设备中添加的树脂会吸收水中的钙、镁离子，从而降低水中的硬度，同时由于置换出了钠离子，把给水由中性盐变成强碱弱酸盐，强碱弱酸盐在高温下容易水解为碱性，使炉水达到一定的碱度，pH值也会升高，基本达到了炉水的水质标准。
在安装软水处理设备的同时，应建立建全的水质监管制度，落实水质化验监测工作。根据水质化验结果及时做好水处理的调整，确保水质符合标准，使煤气发生炉水质安全、环保，节能运行。
7结语
为了人员与设备的安全，也为了响应国家节能减排的号召和造福子孙后代，同时也为了节约生产成本，笔者建议广大煤气发生炉用户少用除垢剂，改用软水处理设备。
关键词：煤气发生炉；结垢；水处理
中图分类号： TF526 文献标识码： A
Abstract: in recent years, due to increased and the world to mandatory worldwide energy crisis of environment protection policy to push, the gas furnace technology is increasingly applied to industrial users, coal gasification furnace to be small, simple, low cost to the development of coal gasification to the production site using the direction development, to maximize the reduction of energy consumption and operation. It not only can meet the requirements of general industrial users, has reached the requirements of national environmental protection. A small gas stove has been comprehensively used in industrial heating, the effect of energy saving and environmental protection and heating performance by the majority of industrial users of affirmation, but problems and treatment methods of the resulting gas furnace operation is particularly important, the problem with heat, cold and partial operation of 3 kinds of gas furnace operation.
Keywords: gas occurrence boiler; scaling; water treatment
1 引言
目前陶瓷厂广泛使用煤气发生炉烧制陶瓷。煤气发生炉主要由炉体水夹套和汽包组成，煤在水夹套隔层的炉膛内燃烧与反应，产生的热量被水吸收后产生蒸汽，汇集到汽包后再通过管道把蒸汽引回到水夹套炽热的煤层上与煤发生反应从而产生煤气。
近期，笔者所在公司通过对全市煤气发生炉的使用状况和水质状况进行抽样监测，发现不少煤气发生炉的水质不合格，有结垢、变形和腐蚀等问题。究其原因是对水处理和水质监管方面存在一些误区。
2 煤气发生炉简介
煤气发生炉是为化工、机械、冶金、建材、轻工、耐材等行业热加工车间提供混合发生炉煤气的设备，应用广泛。常见的煤气发生炉有一段式发生炉和两段式发生炉。一段煤气发生炉设备简单，由炉体、水夹套、炉顶装置、出渣系统组成，所产煤气为热粗煤气，适应于输送距离不远，对煤气的洁净度要求不高的炉窑。两段煤气发生炉是在一段煤气发生炉的基础上增加一个干馏段，使煤在气化之前通过充分干馏，两段煤气发生炉所产煤气比较干净，并且输送距离长，对煤质的要求没有一段炉高，不受场地限制，可进行加压后远距离输送，应用较为广泛。水夹套是煤气发生炉的关键部件之一，水夹套内侧是高温的煤层，煤通过不完全燃烧产生煤气，燃烧产生的热量通过水夹套内的水来冷却。其主要作用是降低火层侧壁温度，延长设备使用寿命；其次是置换显热，提供生产用蒸汽。根据煤气发生炉型不同，水夹套通常有压力容器型和常压型两种。通常，由于两段式煤气发生炉气化压力较高，探火孔汽封蒸汽压力一般为0.294～0.326MPa，因此，两段式煤气发生炉水夹套为压力容器型。
3结垢机理
煤气发生炉的炉体水夹套和汽包虽然属压力容器，但其受热原理、水循环等与锅炉相似，易结生水垢。由于水中含有钙镁离子，它们通常以碳酸氢钙、碳酸氢镁的形式存在，而碳酸氢钙、碳酸氢镁溶于水。当炉水被加热后，水中的钙镁离子会形成沉淀析出，沉积于炉体受热面上而形成水垢。
4监管要求
TSG R0004—2009《固定式压力容器安全技术监察规程》3.23条规定：以水为介质、直接受火焰加热连续操作的压力容器，其水质应当符合GB1576—2008《工业锅炉水质》的要求。
当锅炉采用炉内加药处理的方法时，其主要几个水质指标（参照额定压力≤1.0MPa）
5 水质状况
大多数煤气发生炉的水质不合格，主要问题是煤气发生炉的给水与炉水pH值偏高、炉水碱度超标。煤气发生炉的给水与炉水pH值偏高、炉水碱度偏高易导致煤气发生炉的钢材发生荷性脆化（俗称碱脆），使钢材的塑性、韧性降低，易产生裂纹等危险性缺陷，最终可能在没有明显变形的情况下发生破裂或爆炸，危险性极大。其主要原因是由于一些煤气发生炉的使用单位为了减少煤气发生炉结垢而采取了直接往给水池里添加阻垢剂的方法来防止结垢。添加阻垢剂的好处是使给水进到炉里后形成不易结垢的水渣，可通过排污排掉。但是坏处也是显而易见的：首先由于很难掌握准确的投放量，容易导致给水和炉水的pH值和碱度过高，产生碱性腐蚀，从而降低了煤气发生炉的使用寿命，甚至导致安全事故；其次碱度高使炉水容易产生泡沫，甚至产生水汽共腾而影响蒸汽质量；再次阻垢剂的用量大、成本高，而且阻垢剂一般具有一定的毒性，直接排放会对环境造成污染，污水的排放处理成本高。因此采用直接添加阻垢剂的方法并不可取。
6处理方法
为了使煤气发生炉水质合格，达到安全、环保、节能运行的目的，笔者建议在给水系统上安装软水处理设备。原水经软水处理设备处理后其硬度符合标准要求，进入煤气发生炉后不会结生水垢，其pH值和碱度基本达到标准要求，因此水质容易合格。原水经过软水处理设备时，设备中添加的树脂会吸收水中的钙、镁离子，从而降低水中的硬度，同时由于置换出了钠离子，把给水由中性盐变成强碱弱酸盐，强碱弱酸盐在高温下容易水解为碱性，使炉水达到一定的碱度，pH值也会升高，基本达到了炉水的水质标准。
在安装软水处理设备的同时，应建立建全的水质监管制度，落实水质化验监测工作。根据水质化验结果及时做好水处理的调整，确保水质符合标准，使煤气发生炉水质安全、环保，节能运行。
7结语
为了人员与设备的安全，也为了响应国家节能减排的号召和造福子孙后代，同时也为了节约生产成本，笔者建议广大煤气发生炉用户少用除垢剂，改用软水处理设备。