工業(yè)鍋爐水處理對鍋爐能效的影響

張 明

江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗研究院蘇州分院,江蘇蘇州 215128

工業(yè)鍋爐水處理對鍋爐能效的影響

張 明

江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗研究院蘇州分院,江蘇蘇州 215128

本文結(jié)合當(dāng)前我國工業(yè)鍋爐水處理對鍋爐能效影響因素的分析，重點論述了水質(zhì)、熱力除氧效率對鍋爐能效造成的負(fù)面作用，并結(jié)合工廠企業(yè)的技術(shù)實際，提出了具體的對策與措施。

工業(yè)鍋爐；水處理；鍋爐能效

工業(yè)鍋爐是工廠運行的重要熱能動力設(shè)備。據(jù)統(tǒng)計資料顯示，我國工業(yè)鍋爐裝機總量長期保持在55萬臺左右，燃煤消耗近6億t。但鑒于我國工業(yè)鍋爐量大面廣容量小的現(xiàn)狀，運行效率普遍較低，由此造成的能源浪費高達6 000萬t燃煤每年。由此，工業(yè)鍋爐技術(shù)改造被列為“十一五重點節(jié)能工程”的首位。水是鍋爐熱傳導(dǎo)的重要介質(zhì)，因而工業(yè)鍋爐水處理在保障鍋爐高效、經(jīng)濟、安全、運行中具有重要地位，筆者僅結(jié)合水處理原理、冷凝水、補給水以及結(jié)垢熱阻等方面，通過本文對工業(yè)鍋爐水處理對鍋爐能效的影響這一問題作一些探討研究。

1 工業(yè)鍋爐水處理對鍋爐能效的影響因素

1.1 工業(yè)鍋爐水處理原理因素

當(dāng)前我國工業(yè)鍋爐水處理可分為鍋外水、鍋內(nèi)水處理兩個環(huán)節(jié)，二者的目的均是防止鍋爐的腐蝕、結(jié)垢。鍋外水重點在于水的軟化，以物理、化學(xué)及電化學(xué)處理方法去除原水中存在的鈣、氧、鎂硬度鹽等雜質(zhì)；而鍋內(nèi)水則以工業(yè)藥劑添加為主要處理手段。作為鍋爐水處理關(guān)鍵性環(huán)節(jié)的鍋外水處理包含3個部分，其中，預(yù)處理、除氧處理的應(yīng)用較少，效果不盡理想，而軟化處理所采用的鈉離子交換法在陰離子HCO3-的去除上難以完成預(yù)期目標(biāo)，水的堿度不能有效降低。

1.2 水質(zhì)對鍋爐能效的關(guān)鍵性影響

水處理不當(dāng)造成的水質(zhì)問題往往會引發(fā)鍋爐結(jié)垢、腐蝕以及排污率增大等現(xiàn)象，導(dǎo)致鍋爐熱效率下降，而鍋爐熱效率每個百分點的下降都會增加1.2～1.5的能耗。GB/T 1576-2008《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》即針對于此提出了鍋爐水質(zhì)新標(biāo)準(zhǔn)。

首先，結(jié)垢對鍋爐能效的影響。鍋爐結(jié)垢可分為硫酸鹽、碳酸鹽、硅酸鹽水垢以及混合水垢，其導(dǎo)熱性能相較于普通鍋爐鋼，僅為后者的1/20～1/240。由傅立葉公式推導(dǎo)可知，結(jié)垢會極大降低鍋爐傳熱性能，使燃燒熱量為排煙所帶走，造成鍋爐出力、蒸汽品質(zhì)的下降，通常而言，1mm結(jié)垢會造成3%～5%的燃煤損失；其次，鍋爐排污率的影響。如前文對水處理原理的分析，目前軟化處理中采用的鈉離子交換法無法完成除堿目標(biāo)，為保障受壓元件免受腐蝕，工業(yè)鍋爐需通過排污及鍋內(nèi)水處理加以控制，確保原水堿度達標(biāo)。因此，我國工業(yè)鍋爐排污率長期保持在10%～20%之間，而排污率每增長1%，就會造成燃料損耗增長0.3%～1%，鍋爐能效嚴(yán)重受限；再次，汽水共騰造成的蒸汽含鹽量上升也會造成設(shè)備損害及鍋爐能耗的增加。

1.3 熱力除氧效率偏低造成的熱量損耗

受工藝技術(shù)的影響，容量較大的工業(yè)鍋爐通常需要安裝熱力除氧器。其應(yīng)用普遍存在這些問題：第一，大量蒸汽的耗費降低了鍋爐熱量的有效利用率；第二，鍋爐給水溫度與省煤器平均水溫的溫差增大，致使排煙熱損失的增加。

2 基于鍋爐水處理的能效改進措施

鑒于我國目前所推行的“綠色經(jīng)濟”模式與能源緊張形式，從鍋爐水處理方面進行節(jié)能減耗的技術(shù)改造，無疑將從每年6 000萬t燃煤的損耗中節(jié)約大量能源及資金，投入企業(yè)再生產(chǎn)過程。

第一，以反滲透水處理技術(shù)取代現(xiàn)有的鈉離子交換法水處理技術(shù)。這一技術(shù)原理是通過將純水與鹽水的過濾、隔離，利用半透膜阻止鹽類通過的特性，在繼續(xù)去除鈣、鎂硬度鹽的同時有效除鹽。據(jù)相關(guān)實驗數(shù)據(jù)顯示，該技術(shù)對原水中的鈣、鎂、鐵、氯、四氧化硫等離子的脫除率高達95%以上，經(jīng)過二級反滲透處理的原水水質(zhì)在硬度、電導(dǎo)率以及二氧化硅含量上均可達到鍋爐無垢運行的標(biāo)準(zhǔn)，降低燃煤能耗及鍋爐排污率，在化學(xué)藥劑與再生水的費用上也進一步做到了成本控制。

第二，鍋爐水處理設(shè)備設(shè)施的安裝驗收應(yīng)與特種設(shè)備監(jiān)察、檢測機構(gòu)密切合作，強化水處理工作的制度性、規(guī)范性，督促中小企業(yè)在鍋爐運行上及早進行技術(shù)革新，實現(xiàn)高效、經(jīng)濟的運行。

第三，盡量實現(xiàn)鍋爐冷凝水與排污水的再回收利用。通過設(shè)置定期或連續(xù)排污膨脹器，向除氧器、換熱器進行預(yù)熱給水，并盡量對如烘筒、烘箱等設(shè)備的冷凝水進行再利用，回收熱能。

第四，就現(xiàn)有設(shè)備設(shè)施的利用而言，企業(yè)應(yīng)進一步加強鍋內(nèi)水處理環(huán)節(jié)的認(rèn)識與精力投入，落實崗位責(zé)任制，配備持有水處理操作證的專兼職人員，提高司爐工作業(yè)技術(shù)及水處理作業(yè)意識，減少工作隨意性，規(guī)范作業(yè)環(huán)節(jié)，合理排污，科學(xué)投藥，在鍋內(nèi)、鍋外水處理環(huán)節(jié)上科學(xué)配置，確保水質(zhì)達標(biāo)。

第五，選擇適當(dāng)形式對鍋爐結(jié)垢作定期清理。當(dāng)工業(yè)鍋爐受熱面出現(xiàn)銹蝕或結(jié)垢厚度超過1mm時，應(yīng)及時去垢以保證能源熱量的充分利用及設(shè)備的完好性。通常來說，可采用酸洗除垢或堿煮加酸洗的方式進行除垢作業(yè)。

3 結(jié)論

工業(yè)鍋爐水處理對鍋爐能耗的影響極為明顯，針對水處理環(huán)節(jié)的節(jié)能降耗是一項系統(tǒng)工程。筆者以為，這一改造應(yīng)與鍋爐的整體技術(shù)革新相配合，通過對節(jié)能潛力的詳細分析，制定具有針對性的措施，實現(xiàn)節(jié)能效果的最優(yōu)化。

[1]李茂東，黎華.工業(yè)鍋爐能耗現(xiàn)狀分析與節(jié)能措施[J].石 油和化工設(shè)備，2009(12).

[2]李星華，顧建新.工業(yè)鍋爐水處理問題淺析[J].科技信 息，2009(13).

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1674-6708（2010）24-0017-01