高壓電極鍋爐水處理系統的研究

閆一博 申灝 李航

摘? 要：近年來，經濟的進步，促進化工生產企業的不斷增多。鍋爐是化工生產企業的最主要的熱源設備，鍋爐的安全生產是化工安全生產的基礎，而鍋爐給水指標的穩定控制是關系到鍋爐長期安全運行的關鍵因素之一。目前的鍋爐爐水處理方案存在濃縮倍數低、鍋爐排污量大、爐水指標波動大、操作難度大、易產生蒸汽夾帶問題以及大量排污導致的能量損失問題。在企業不斷提高安全、環保和節能意識的今天，常規產品已不能滿足現實的發展需要。本文就高壓電極鍋爐水處理系統展開探討。

關鍵詞：高壓;電極鍋爐;水處理;系統

引言

高壓電極鍋爐因為采用高壓電的特殊性，其內部裝置對水質變化的反饋會相當敏感，沒有良好的符合要求的水質對電極鍋爐設備的壽命、運行穩定性及安全性都會產生很大的危害。而常規的工業鍋爐采用的人工加藥方式顯然無法滿足電極鍋爐對水質的要求;故高壓電極鍋爐需要一套自動的、靈敏度極高的、反饋和執行均非常快的水處理控制系統;國內研究鍋爐給水加藥系統自動控制始于80年代后期到90年代，一般采取的是PID調節控制方式，但是這種調試方法由于被調節控制的對象會有延遲性，并且干擾因素也很多，其效果并不理想;已有的關于鍋爐加藥系統的研究大多集中于燃煤、燃油等一些中小型鍋爐，而對于高壓電極鍋爐加藥系統的研究還很少涉及。

1工業鍋爐水處理的必要性

工業鍋爐目前常用的水處理方法有兩種：鍋外水處理，即鈉離子交換軟化法;鍋內加藥法。選擇對進鍋爐的原水進行處理，其原因是如果不進行處理，直接將原水作為鍋爐給水，使其進入鍋爐，原水中硬度高，容易在鍋爐受熱面產生水垢，水垢導熱性差，極有可能導致鍋爐發生變形、過熱，嚴重甚至可能發生爆炸，同時也會增加工業鍋爐的能耗，降低工業鍋爐燃燒的熱效率，所以采用鍋爐水處理對鍋爐的原水進行處理是必不可少的。采用鈉離子交換的鍋外軟化方法則可以去除原水中的硬度，避免鍋爐結垢，因此大多數工業鍋爐使用單位采用了鈉離子交換的方法對原水進行軟化處理，并搭配上鍋內加藥來控制鍋爐的給水與爐水的相關檢測指標。鈉離子交換僅僅只能去除原水中的硬度，經過鈉離子交換的水堿度與含鹽量并不會變化，甚至有可能會增大，考慮到這一層問題，相關檢測單位建議搭配上鍋內加藥，選擇正確的藥劑，與鍋內的結構物質發生反應，減少結垢物質的析出，或形成沉淀，隨著鍋爐排污一起排出，可以更有效的減輕和預防鍋爐的結垢、腐蝕等問題。鍋爐結垢與腐蝕問題的解決，可以更好地降低工業鍋爐能耗，提高工業鍋爐的熱效率，達到節能減排的目的。

2高壓電極鍋爐爐內水質處理

2.1爐水的理化過程

電極鍋爐的內筒中的三相的電極元件浸沒在水中，三相電極帶電后，會直接加熱具有低電導率的鍋爐水，鍋爐的水作為電阻，在電流的作用下迅速加熱，聚集一定熱量后，就產生了高質量的蒸汽。而鍋爐水在劇烈沸騰或流動時，通過對內壁和外壁的沖刷，會破壞爐水中雜質的狀態，并在局部形成晶體;然后陰離子和陽離子會聚集在一起，使微小顆粒逐漸長大為大顆粒，最后形成粗大的晶體或無定形的絮體;這是鍋爐水中沉積物形成的一個重要原因。鍋爐運行過程中，水受熱時不斷形成蒸汽，而含鹽雜質極易滯留在鍋爐內壁上，形成極薄的沉淀層。在連續加熱的條件下，電極鍋爐不斷進行著水的蒸發、蒸汽的產生和少量鹽和殘渣的沉積的重復過程，而隨著鹽的沉積，也發生了一些可溶性鹽的再溶解現象，最終使那些不溶性的鹽附著在鍋爐的內壁上。一旦在鍋爐表面形成附著物，它們就會起到晶體核心的作用，打破了鍋爐水中一些雜質的過飽和平衡狀態，使它們在這些區域迅速沉淀出來，它的沉降速度比其它部分快得多。因此，如果鍋爐內部結垢不及時清除，厚度將在短時間內快速增加。

2.2加強對冷凝水的凈化回收

鍋爐的冷凝水熱量，一般可達到蒸汽熱量的20%～30%。如果對冷凝水熱量進行回收利用，不僅能使鍋爐的給水溫度得到有效提高，還可以減少鍋爐的補給水量，而冷凝水熱量的充分利用，無疑是提高鍋爐熱效率的最佳途徑。

2.3爐水加藥處理

爐內加藥處理的目的，主要是使隨鍋爐給水進入爐內的結構雜質，與所加的藥劑反應，生成為呈分散狀的懸浮顆粒，通過鍋爐排污而排出爐外，而不會沉積在鍋爐筒壁上，以達到鍋爐防垢的目的。而為了不結垢、結渣，可采用下述一些方法：（1）為結渣創造條件。當鍋爐水的PH值控制在10～12時，碳酸鈣在堿性成分的分散作用下沉淀，而在鍋爐水中懸浮形成水渣;（2）為鍋爐創造清潔的環境，盡量減少水垢的形成的環境外因。例如，安裝的鍋爐需要進行鍋爐內部煮爐處理，對鍋爐表面進行清洗;對于長期停運的鍋爐首先做好防腐措施，且在下一次運行之前進行規范的化學清洗;（3）控制結垢的平衡，使易結垢的離子在爐水中向結渣方向發展，便于排出。這通常可以通過用磷酸鹽或純堿來實現;（4）加大水流量，創造有利于水循環的條件，以破壞水渣的沉積過程。

3建議

3.1加強節能減排宣傳，加強鍋爐水處理的

監管力度，提高鍋爐水處理設備投用率做好高壓電極鍋爐水處理工作，使用單位應按照國家的相關要求做好工作安排，相關監管部門應積極做好宣傳、引導工作，加強對鍋爐使用單位的監管，推動鍋爐水的規范處理工作全面展開。與此同時，各級監管部門應明確鍋爐水的規范處理要求，采用定期與不定期相結合的檢查方式，督促鍋爐使用單位積極做好水處理的改進工作，在鍋爐安裝告知時，監察機構應要求使用單位根據相關規定配備鍋爐水處理設備，并督促使用單位正確對待水處理工作，促使使用單位積極完善與維護水處理設備，通過提高鍋外水處理法的應用率，更好改善鍋爐水的品質與質量。再而，鍋爐使用單位應加強鍋爐使用相關制度建設，以進一步規范鍋爐操作及水處理工作。

3.2加藥方法

爐內加藥有間歇給藥和連續給藥兩種方式。間歇給藥是指在一定時間間隔內給水加一次藥，此方法比較簡單、方便，但在運行過程中鍋爐水的藥品濃度變化大，給供水和蒸汽品質帶來不良影響。連續給藥是指按事先設定好的濃度向鍋爐連續給藥。這種加藥方法可以使爐內水中的藥劑濃度變化始終在指標范圍內，爐水各項化驗指標變化平緩，便于檢測、調節。但需要有一套加藥設備，增加了運行的費用和維修工作量。

3.3提高水處理設備質量，重視水處理設備的檢驗

相關部門應加強水處理設備質量的監管，加強對水處理設備的市場監管，以全面提高市場上水處理設備的質量，防止不達標的水處理設備流入市場。同時，使用單位應加強對水處理設備的維護保養。鍋爐檢驗人員也應加強對鍋爐水處理專業知識的學習，在對高壓電極鍋爐進行檢驗時，重視對水處理設備進行檢驗，并檢查鍋爐水處理設備的處理能力是否與鍋爐型號相匹配，對設備的過濾系統進行重點檢查，以及時發現是否存在軟化鹽管，以便于及時采取措施。

結語

鍋爐水處理對鍋爐的運行具有重大影響作用。在節能減耗、生態環境保護成為社會發展重點的背景下，鍋爐給水的規范處理就顯得更加重要，因此，應將鍋爐水處理列入鍋爐管理的重點，把握好各個水處理環節，保證鍋爐的運行安全、節能且環保。

參考文獻

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