1、工业锅炉水处理节能现状与对策探讨摘要：当前我国的工业锅炉普遍存在着能源消耗过大的问题，这在很大部分上是由于锅炉给水处理环节存在着问题。这就要求对锅炉给水进行科学的管理，保证合格的给水水质，进而提高锅炉的热效率，降低能源消耗，从而提高经济效益。文章对我国工业锅炉水处理节能降耗的现状进行了分析，并有针对性的提出了相应的对策. 关键词：工业锅炉；水处理；节能 中图分类号：V444.3+7 文献标识码：A 文章编号： 引言： 工业锅炉水处理既关系到锅炉的安全运行,也关系到锅炉的节能降耗。据统计,我国目前有各类工业和生活用锅炉约 55 万台,每年消耗燃煤近 6亿吨。做好工业锅炉水处理节能工作,对提高锅炉
2、热效率,促进企业节能降耗具有重要作用。本文主要分析工业锅炉水处理节能降耗技术现状及存在的问题,并提出如何推广先进的水处理节能技术的对策和措施,为广大工业锅炉使用单位推动水处理节能技术提供参考。 1.工业锅炉水处理节能技术现状 1.1 给水杂质含量较高,锅炉结垢问题普遍存在 当前我国约 90%的工业锅炉采用一级软化处理水作为补给水。软化水只除去了水中的硬度杂质,没有除去水中的阴离子杂质、溶解氧及碱度,是一种不纯净的水。工业锅炉水质国家标准中只要求给水硬度小于、等于 0.03mmol/L,这种水也含有一定量的残余硬度。一些单位由于水处理作业人员配备率低,设备运行管理水平差等原因,水处理设备长期处于
3、失控运行状态。以上两方面导致工业锅炉结垢腐蚀率很高。沿海的每年枯水期(一般每年持续 34 个月)发生海水倒灌的地区和高硬度、高碱度水地区,一级软化器出水无法除去全部硬度,也造成了锅炉结垢严重。用软化水作补给水的锅炉没有办法完全避免结垢。 1.2 锅炉排污率高,热量浪费严重 为了有效的提升锅炉蒸汽的质量，保证锅炉用水达到相应的标准，应该对锅炉进行排污。大部分工业锅炉使用软化水作为补给水，这些锅炉的水中含有大量的固形物质。很多单位为了降低水中杂质的浓度，就对锅炉进行排污，保证水质达到相应的标准。在排污的过程当中缺乏必要的管理和热量回收手段，造成了锅炉极大的热量损失，随着排污率的增加，这种热量损失也
4、随之不断的增加。很多水质含盐量较高的沿海地区，随着枯水期的到来，海水倒灌引起水质硬度上升，极大的提高了锅炉的排污率，造成锅炉热效率的降低，同时也造成大量的水资源浪费，增加了燃料的消耗，同时排放出的污水也造成了环境的污染。 1.3 冷凝水未回收或因污染严重无法回收利用 锅炉冷凝水所具有的热量可达蒸汽全热量的 20%30%。回收冷凝水的热量并加以利用,既可提高锅炉给水温度,也可减少锅炉补给水量,是提高锅炉的热效率的有效途径。目前,工业锅炉冷凝水很多没有回收。主要有以下三个原因: 一是锅炉设计安装时没有考虑冷凝水回收; 二是企业因冷凝水回收装置一次性投资较大,企业不愿意安装。三是一些企业虽有回收装置
5、,但凝结水杂质多,因没有采取相应的水处理措施, 冷凝水不合格而无法回收利用。软化水作补给水的锅炉冷凝水因含有二氧化碳而导致 pH 值偏低,回水系统二氧化碳的腐蚀严重,冷凝水含铁量高,水发红、发浑。这种水若进入锅炉,不仅会导致受热面结生铁垢, 而且会引发受热面炉管电化学腐蚀。这种水不进行净化是不能回收、利用的。现场检测发现, 有的冷凝水全铁离子质量浓度高达 300mg/L。有的冷凝水回收系统存在疏水器失灵,漏汽量过大的问题，造成热量和水量的浪费。 1.4 补给水处理设备再生剂比耗高 当前我国普遍使用的钠离子交换器的盐耗一般在 250500g/mol。即每置换出水中 20g 钙离子或 12g 镁离
6、子,就需要使用 250500g 食盐。由于钠离子交换器的使用,使地下水不断地遭受食盐的污染,导致地下水中钠离子的含量逐年上升。离子交换除盐系统中,废液和废水的量很大,一般约相当于其处理水量的 10%。交换器再生后,正洗用水的量对于 H 型树脂,一般约为其树脂体积的 7 倍;对于强碱性 OH 型树脂约为其体积的 10倍;对于弱碱性 OH 型树脂,其正洗水量则更大。清洗水常采用的是纯水或是该交换器的前一级交换装置的出水,盐耗或比耗高,进而会造成再生用水量大。目前,这些水基本上没有回收,导致用水浪费严重。降低所用再生剂的比耗,是提高离子交换除盐经济性的主要措施。 2.工业锅炉水处理节能对策 2.1
7、改进锅炉水处理方式 随着科技的发展和水质纯化技术的进步,对工业锅炉传统水处理方式进行改进、优化的条件已经具备。实践证明,采用良好的锅外水处理,辅以锅内加药水质调节,是防止工业锅炉结垢的最佳方式。工业锅炉的补给水率一般都超过 50%,因此水处理工艺及补充水质量直接影响锅炉结垢倾向。锅炉补给水处理方面,当原水总硬度大于 615mmol/L,一级软化器出水水质达不到要求时,可采用两级串联或并联的钠离子交换系统。原水碳酸盐硬度较高时,可采用弱酸阳离子交换系统或不足量酸再生氢离子交换剂的氢钠离子串联系统处理。氢离子交换器应采用固定床顺流再生,出水应经除碳器脱气,这个系统运行控制相对复杂。 用软化加反渗透
8、代替传统的软化或单纯锅内加药被认为是最佳的工业锅炉补给水处理方式。反渗透制水技术成熟,脱盐率高,自动化程度高,投资成本也较低。采用这种方式,锅炉补给水质量大大提高,可极大降低锅炉的结垢速率和排污率,提高了蒸汽品质。但反渗透设备日常运行、维护要求相对较高。高盐碱地区和沿海地区的锅炉采用这种方式可有效解决目前存在的一级软化处理不足的问题。反渗透系统脱盐率下降时,要对膜进行清洗、除污垢;较长时间停止运行时,要对膜采取保养措施。采用这种水处理方式时,运行阶段锅水不用控制碱度指标,只控制 pH,即可控制锅炉结垢速率0.1mm/a。和单纯软化方式相比,这种方式可平均提高锅炉效率 1% 2%。 锅内水质调节
9、方面,应采用定期的加药方式。添加有机的阻垢缓蚀剂还可降低泄漏进入锅炉内的少量成垢杂质和残余硬度,在运行状态清除部分炉管表面沉积物,而且不会增加锅水的溶解固形物。工业锅炉用缓蚀阻垢剂的性能应符合阻垢率85%、缓蚀率98%的要求。 在排污控制方面,应安装锅炉自动排污装置合理控制锅炉排污率。以软化水为补给水,或单纯采用锅内加药处理的锅炉的正常排污率应控制在5%10%，对碱度较高的原水，若采用软化水后加酸进行降碱处理，锅炉排污率可降至 5%左右;以除盐水(或纯水)为补给水的锅炉的正常排污率不超过 2%。排污量的下降可进一步减少燃料、热量及水量的使用，对提高锅炉热效率有较大帮助。 2.2 定期对锅炉除垢
10、 保持锅炉受热面清洁是确保锅炉高热效率的前提之一。对于工业锅炉,当水垢厚度达到 1mm 及以上或受热面严重锈蚀时, 应进行除垢。直流和贯流锅炉出现排烟温度升高或出力下降时应进行除垢。工业锅炉清除受热面 1mm 的水垢可提高锅炉效率 3%5%。工业锅炉除垢的方式有酸洗除垢、碱煮除垢和运行除垢三种方式, 其中酸洗除垢的效果最好。碱煮除垢等因水垢类型的不同而异,碱煮完毕还要及时清除锅内脱落的水垢, 以防止因脱落的水垢堵塞或淤积在受热面, 而发生过热烧损。在运行除垢可以避免停机的麻烦,但时间较长,成本和运行控制要求相对较高。在运行除垢时, 锅水水质必须要符合 GB/T1576 的规定,而且要科学控制加
11、药量、排污率和锅炉负荷, 防止除垢药剂被蒸汽携带而影响蒸汽质量。工业锅炉除垢采用碱煮加酸洗的方式或直接酸洗，一般情况下, 碳酸盐够采用适当浓度的盐酸进行清洗，硅酸盐垢采用氢氟酸进行清洗。锅炉酸洗除垢要制定合适的程序和工艺才能确保最大的除垢率和最小的腐蚀速度，保证锅炉的安全经济运行。 3.结语 工业锅炉水处理节能降耗是一个系统工程,应从锅外补给水处理系统选择、锅内辅助加药、水处理设备经济运行、水垢预防与清除等各个方面综合考虑,而且要同锅炉的节能改造相配合。应根据工业锅炉的实际情况,认真分析节能潜力来确定最佳的节能措施,才能实现最大的节能效果。参考文献： 1李茂东,黎华，工业锅炉能耗现状分析与节能措施J.石油和化工设备, 2009, 2李茂东.工业锅炉除垢技术现状与展望J1 清洗世界,2006, 22(11): 33-361 3王善武;我国工业锅炉节能潜力分析与建议J;工业锅炉;2005年 01 期 4宋业林 宋襄翎，水处理设备实用手册 北京：中国石化出版社，2004 5宋业林，锅炉水处理实用手册，北京：中国石化出版社，2001.6
