低壓工業鍋爐水處理的現狀分析與對策探討

余普洲　官偉

摘要：鍋爐水質處理的好壞直接關系到鍋爐的安全經濟運行及鍋爐的使用壽命，良好的水質是鍋爐正常運行的先決條件，是鍋爐科學管理的重要環節。我國是世界上工業鍋爐使用最多的國家，但長期以來由于對水處理工作不夠重視，導致鍋爐內結生水垢的現象較為普遍，造成了巨大的能源浪費。積極探求水質處理知識，提高水處理技術水平，對延長鍋爐及水處理設備使用壽命、提高鍋爐房管理水平、節能減排有著十分重要的意義。

關鍵詞：低壓工業鍋爐；水質處理；水質運行管理；水處理技術；水處理設備；節能減排

中圖分類號：TK223 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）34-0081-03

1 水質處理現狀

目前低壓工業鍋爐水處理管理方面存在一些比較突出的問題。主要體現在：

1.1 水質管理方面

由于長期以來重視程度不夠、制度不完善、管理松懈等原因，多數中小型企業在鍋爐水處理設施上投入不足，大多沒有必備的化驗設備及藥品藥劑，部分單位雖然配備了水處理設備，卻從未投入使用，形同虛設，水處理設備長期處于失效運行狀態，由離子交換器變成了過濾器。

1.2 水處理作業人員方面

存在人員數量不足、知識結構和綜合素質不滿足要求的問題。相當一部分單位水處理人員都是由司爐人員兼職，且這些兼職水處理人員大多沒有經過專業培訓，對水處理原理，水處理藥劑的性能、用量、用法，加藥時機，水處理設備的使用方法等掌握得還不夠好，以致亂用、錯用藥劑，不按量使用的現象時有發生，在加藥時沒有時間和量的概念，隨心所欲，導致加藥不均勻，操作上排污又不夠，甚至不排污，造成鍋爐內水渣、泥垢大量沉積，結生二次水垢，甚至堵管。

1.3 水處理設備及運行方面

存在設備選型不合理、與當地水質不匹配，以致制水能力不足，以及在日常使用中利用率底、維護不良等問題。大多數企業在鍋爐安裝時，沒有經過嚴格的制水能力等方面的分析計算，不管是自來水還是地下井水、地表水都采用同一模式的水處理方法，水處理設備大小隨意選配，大小鍋爐標配同型軟水器，導致很多水處理設備超負荷運行，很難達到或者根本達不到水質處理的目的。

2 導致的后果

不良的水處理系統運行管理給鍋爐造成的后果可概括為結垢、腐蝕、能耗居高不下、嚴重的環境污染。

（1）結垢直接影響鍋爐傳熱和水汽正常循環、降低鍋爐熱效率、浪費燃料（據估算鍋爐受熱面上結有1mm水垢，浪費燃料約3%～5%），并且水垢常常生成在熱負荷很高的鍋爐受熱面上，由于水垢導熱系數要比鍋爐鋼板的導熱系數小幾十倍甚至數百倍，為了保證鍋爐出力，就不得不增加金屬管壁溫度，當溫度超過金屬所能承受的允許溫度時，金屬強度顯著降低，從而導致金屬過熱變形，嚴重時將造成鼓包、穿孔、破裂，甚至爆管等事故，嚴重影響鍋爐安全運行和縮短鍋爐壽命。

（2）大多數低壓工業鍋爐用汽斷斷續續，且使用單位不太重視停爐保養，停爐腐蝕十分普遍。腐蝕會直接影響材料強度，并且在鍋爐受熱面內有水垢附著的條件下，非常容易導致垢下金屬腐蝕，結垢和腐蝕相互促進，致使金屬受熱面很快損壞。

（3）大部分采用單純爐內加藥水處理的工業鍋爐鍋水的溶解固形物含量都很高，為了保證鍋水水質達標，多數企業都采取通過大量排污來降低鍋內雜質的濃縮倍率，排污比較盲目、隨意性較大，造成了極大的熱量浪費。很多鍋爐排污率在10%～15%之間，有的甚至高達30%，遠遠高于一般控制標準的5%～10%。有資料表明，排污率每升高1%，鍋爐熱損失約增加1.2%～1.3%。鍋爐排污率升高造成了巨大的水損失、熱損失，同時還因向環境排放熱水而造成嚴重的環境污染。

（4）大部分企業水處理設備運行管理水平偏低，水處理系統運行周期短，再生劑比耗超高，再加上離子交換除鹽系統中廢液和廢水的量都很大，以致再生廢液的過量排放造成嚴重的環境污染。

3 如何搞好水質運行管理工作

（1）嚴格執行《特種設備安全法》?！短胤N設備安全法》第四十四條明確規定：“鍋爐使用單位應當按照安全技術規范的要求進行鍋爐水（介）質處理，并接受特種設備檢驗機構的定期檢驗。” 《特種設備安全法》的及時頒布對鍋爐水質監督的制度化、規范化起到積極的推動作用，明確了使用單位按照規定進行水處理的責任，也為搞好鍋爐水質監管提供了法律依據。

（2）監管部門應針對鍋爐水處理工作的重要性和迫切性充分發揮監管職能，向企業大力宣傳水處理工作的意義和重要性，督促和引導企業轉變觀念，從思想上認識水處理工作的重要性，積極主動地進行水質處理工作，改進工作方式，提高工作質量。再通過加大教育培訓力度，培訓一批懂業務、有技術、能負責的水處理從業人員，充實水處理運行管理隊伍，彌補專業人員嚴重不足的現狀。

（3）監管部門在核發鍋爐使用登記證時，應核查水質處理檢驗報告、鍋爐安裝監檢報告，結論不合格的，整改合格后方可核發鍋爐使用登記證。

（4）對鍋爐使用單位的水質管理制度及實施情況進行不定期抽查，對于未按法律法規技術規范要求進行鍋爐水處理或鍋爐水質定期檢驗不合格的使用單位應按照《特種設備安全法》規定進行嚴肅處理。

（5）督促企業加大水處理方面必備的化驗設備、藥品的投入，建立起定期化驗制度，通過科學計量，準確反映鍋爐、水處理設備運行的真實情況，準確判斷水質是否合格、樹脂何時再生、交換容量是否變化等，一旦出現異常跡象能迅速做出正確的判斷，短時間找到癥結所在。

（6）檢驗檢測機構應嚴格按照法規和標準要求做好水處理檢驗工作，對水處理檢驗不合格的單位提出整改意見和期限，幫助企業因地制宜、因爐制宜、因水制宜制定針對性的水處理方案，為企業提供有償水處理管理技術指導和服務。

（7）在選擇水處理方法和系統時，應本著技術可靠、經濟合理的原則，有針對性地進行水處理設備選配，當有的地區原水總硬度超高或原水水質隨季節變化比較大時，一級軟水器出水可能達不到要求，建議采用兩級串聯的鈉離子交換系統。當原水碳酸鹽硬度較高時，建議采用弱酸陽離子交換系統或不足量酸再生氫離子交換劑的氫鈉離子串聯系統處理。對于原水水質嚴重污染的水源在軟化前應除去大部分有機物和微生物，以防樹脂、給水管道以及鍋爐水汽污染。endprint

（8）科學合理地排污。在保證水汽質量合格的前提下，建議安裝自動排污裝置，科學合理地控制鍋爐排污率，其數值通過鍋水中溶解固形物或氯離子含量的大小計算確定，即。鍋爐容量比較大的單位應增設排污水回收裝置，以減少大量熱污水外排，對環境造成的污染。

（9）如采用爐內加藥補充防垢處理，則建議采用自動連續加藥設備，通過精確計算、計量，連續均衡地根據鍋爐的實際用水量進行加藥，這樣不但可以使鍋爐水質維持在控制指標的較低限運行，還可以降低阻垢劑的使用量，做到科學、合理、環保加藥，最終實現節能減排目標。

鍋爐運行時每噸給水中磷酸三鈉加藥量計算式如下：

式中：

Y——鍋爐運行時每噸給水中磷酸三鈉加藥量（g/t）

YDC——為給水的殘余硬度（mmol/L）

e——相應壓力下鍋水應維持的磷酸根濃度（mg/L）

P——鍋爐排污率

Q——每小時鍋爐給水量（t/h）

ε——工業磷酸三鈉的純度

（10）對汽水品質要求較高的企業，如制藥企業、食品企業等，建議用軟化加反滲透制水方式代替傳統的軟化或單純鍋內加藥除垢方式，目前反滲透制水技術已非常成熟，且脫鹽率高、自動化程度高，可顯著提高水汽品質，極大降低鍋爐的結垢速率和排污率。

（11）定期對鍋爐除垢，對于工業鍋爐，當水垢大于1mm及以上或受熱面嚴重銹蝕時應除垢，據統計清除受熱面1mm的水垢可提高鍋爐效率3%～5%。使用單位可根據鍋爐實際結垢腐蝕情況，采取酸洗、堿煮及絡合清洗等除垢方式。對于新安鍋爐，建議在投運前進行堿煮，可使金屬受熱面形成良好的鈍化保護膜，消除水垢生成的誘導因素。

（12）提高水處理設備運行的可靠性，制定水處理設備的檢修周期和標準。經常檢查交換器內的配水，排水裝置和鹽液分配裝置是否損壞，如有損壞時，及時更換。以防引起交換器內部的布液不均、樹脂流失、反洗水閥門泄露，硬水或者鹽水漏進軟水箱等水處理事故。對碳鋼罐體涂刷環氧樹脂防腐涂料，及時修理更換泄露的閥門，對中毒的樹脂及時進行復蘇處理，對軟水箱加蓋等。摸索制定適合本區域水質的鍋爐水處理方案，確定軟水產量、鹽耗、再生時間、交換終點的控制以及軟水器交換運行流速的控制等參數。

（13）加強停用期間鍋爐的保養，根據停爐時間的長短及鍋爐的實際情況選用既經濟又實用的保養方法，控制鍋爐在停用期間的腐蝕速率。

4 結語

工業鍋爐水處理是一個系統工程，應從制度、監管、提高企業管理人員意識、水處理作業人員素質、水處理設備運行管理、水垢預防與清除等各個方面綜合考慮。縱觀目前低壓工業鍋爐水處理現狀，任重而道遠，我認為最重要的還是要提高認識，讓企業真正意識到水處理的重要性，使水處理管理逐步正規化，水處理技術水平逐步提高，這對延長鍋爐及水處理設備使用壽命、節能減排有著十分重要的現實意義。

參考文獻

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[4] 姚繼賢.工業鍋爐水處理及水質分析[M].北京：勞動人事出版社，1987.

作者簡介：余普洲（1984-），男，甘肅平涼人，內江市特種設備監督檢驗所水質檢測師，工程師，研究方向：鍋爐檢驗、鍋爐水處理系統運行檢驗。endprint