工業鍋爐給水除氧水處理與節能減排策略研究

屈松濤

摘要：工業經濟是社會發展的核心力量，工業興則城市興，工業強則城市強。隨著工業強市戰略的實施，政府政策向工業傾斜，資源向工業集中，工業體量在不斷壯大，工業企業在生產工程中，節能減排措施的緊迫性和重要性也日益顯現。隨著社會經濟的發展，工業鍋爐被廣泛地應用到生產和生活中，但是有一定數量的鍋爐卻因為水處理的不恰當存在這樣那樣的問題，標準達不到國家標準GB/T 16811-2018的要求。比如水質不達標，造成結垢、腐蝕嚴重和能效浪費，做好水處理工作，是保證工業企業安全、高效、經濟運行的有力保障。本文分析了工業企業進行水處理對鍋爐能效的影響，探討給水除氧水處理工藝，提出了改進工業鍋爐水處理方法以及節能降耗的措施，促進企業安全健康發展。

關鍵詞：工業鍋爐;給水除氧;水處理;節能減排

在現代企業生產、工業鍋爐運行過程中，鋼材受熱面上的水垢和腐蝕對鍋爐的綜合影響非常大。水垢的導熱系數比鋼材的低很多，易使鍋爐的能效浪費。腐蝕也會給企業造成嚴重損失。水處理是為了防止鍋爐水結垢和腐蝕而設置的預處理，恰當地水處理措施，是工業企業鍋爐提高能效、安全運行的關鍵。

1 工業鍋爐給水除氧水處理現狀

1.1 給水除氧工藝備受重視

企業運營中，鍋爐結的水垢和腐蝕問題一直影響著鍋爐的使用壽命，每年因氧腐蝕而對鍋爐及換熱設備造成了嚴重的損失。隨著軟化水技術的進步，供熱系統的給水除氧問題也日益被重視起來。

氧氣是給水系統的主要腐蝕性物質，鍋爐給水中的溶解氧會造成熱力系統的構件的腐蝕。國家以10t/h蒸發量為界限制定了除氧標準，大于該界限要除氧，小于該界限有氧腐蝕時也要除氧。鍋爐給水處理工藝過程中，除氧是一個非常關鍵的環節。在溫度較高的地方容易產生腐蝕物，影響傳熱效果，嚴重時可導致水管爆裂[1]。因此企業在生產的時候，補給水和凝結水即使經過了一般處理，還必須進行除氧才能進入鍋爐，以降低危害事故。

1.2 水處理設備配置與有效利用率低

許多企業不愿對水處理設備進行投入，導致其配置率低，不能進行綜合的水質分析。據統計，水處理設備的配置率僅為65%，即使配置正常利用率也較低，不合格水質為85%，導致鍋爐水垢很多，腐蝕現象也很多，水垢的厚度一般為0.5mm-1.0mm，甚至厚度可達2mm-3mm。同時，企業不重視對鍋爐房的管理，導致其存在臟、亂、差和泄漏現象。雖然有的企業也制定了相對的鍋爐房管理制度，但工作人員卻不按制度執行，特別表現在水處理制度方面，實施難度大，專業知識匱乏，實際操作中鍋爐補給水水質達不到要求。在排污方面也存在相應問題，排污時間和排污量比較隨意，這樣水資源浪費比較嚴重并且熱能也會有所損失，從而使鍋爐的熱效率受到嚴重的影響。

1.3 冷凝水問題造成的大量熱能浪費

鍋爐冷凝水熱能含量較高，占蒸汽熱能的25%。所以對冷凝水加以回收處理之后再利用可節約很大成本。但事實上是企業領導者不重視節能降耗，認為建造一些輔助設備會導致過多的投資，增加企業的運營成本，并影響公司的經濟利益，不愿意在節能減排上進行投資。

1.4 企業水處理人員水平參差不齊

據統計，當地企業的鍋爐水處理人員持證率不足30%，有些企業讓司爐工兼職水處理人員，并且司爐工并沒有取得鍋爐水處理操作證。工作人員對水處理的基本原理基礎知識不了解，也無法使用正確的操作方法，不熟悉藥理性能，在水處理時無法恰當掌握加藥量、加藥方式、加藥時機，存在錯用藥劑、亂用藥量的現象，這些嚴重影響了企業的水質化驗分析能力。

2 利于節能減排的給水除氧水處理方式

企業在生產中想要安全穩定運行，提高經濟效益，堅持節能減排的生產策略，應根據實際情況，進行給水除氧方式的選擇。

2.1 熱力除氧

熱力除氧是目前應用最廣泛的除氧方法，一般分為兩種類型：大氣熱脫氧和噴射熱脫氧。就是對鍋爐給水進行加熱直至沸騰，這樣就能降低氧的溶解度，從而使其從水中逸出，在這一系列的操作下，水面上產生的氧和水蒸氣及其他氣體得到排出。除氧后，水中的含鹽量和其他氣體不增加。這樣操作起來很簡便，運行也很可靠。

2.2化學除氧

這里主要介紹一種典型的無機鹽除氧方式，以亞硫酸鈉作為除氧劑進行除氧。這是向鍋爐內加藥的一種除氧法，由于亞硫酸鈉價格低廉，并且企業運營投資低，便于操作，安全可靠而被廣泛使用。使用亞硫酸鈉作，為了達到理想的效果，一般實際的加藥量比理論值大。并且溫度越高，反應時間越短，除氧效果越好。在實際操作中亞硫酸鈉除氧劑的用量不易控制，還會使鍋水含鹽量增加，從而導致排污量增加、熱能的浪費。該方法在小型鍋爐和一些對水質要求較高熱力系統中作輔助除氧的方式。

2.3 真空除氧

真空除氧是中低溫除氧方法，除氧時對溫度有要求，需將溫度控制在30℃至60℃之間。可實現水面低溫狀態下除氧（在60℃或常溫），熱力鍋爐和負荷波動大而熱力除氧效果差的蒸汽鍋爐可用真空除氧，除氧效果也不錯。和熱力除氧進行比較，它使操作時的加熱條件得到改善，蒸汽耗量減少減縮，但缺點是：對高位、低位布置，對關鍵設備的運行技術要求也很高。優點是：對余熱質量要求低，加熱軟化水設備簡單，在安裝的時候可分級操作，效果好，比較穩定，易于操作，很多企業的條件都能用。用此法除氧的企業在節能減排工作開展以來越來越多。

2.4 解析除氧

解析除氧比較新穎，它是隨著科技的發展而出現的先進技術，在實際操作中將需要除氧的給水與含氧量為零的氣體相互混合，使它們充分接觸，在這個過程中，水中的氧就解析到氣體中去了。如此反復的操作多次就達到了給水脫氧的目的。在所有解析除氧方法中，使用頻率最高的解析除氧器是使用加熱器加熱而不需要鍋爐煙氣加熱，加活性炭加催化劑為還原劑，設備空間占用率低，加了隔板有效控制水流，加了小孔和小管增加了氧氣的溢出速度。此種除氧器設備小，易制造，效果好。建議廣泛使用。

3 工業鍋爐水處理與節能減排的措施

3.1 加強工業鍋爐水處理給水氧含量及其他項目檢測力度

企業在生產過程中要按照行業規定的項目進行檢測，水處理的給水檢測項目有多種，都是對給水水質的一種監測。其中含氧量的測量尤為重要，直接關系到設備的腐蝕狀況及企業的維護成本[2]。有條件的企業應建立水處理檢測分析化驗室，配備持證有資質的檢驗人員，按要求對所需檢驗的項目的分析檢測，并以檢測結果來指導人員操作，協助企業節能減工作排的實施。小企業在運營中也應規范鍋水加藥，并嚴格計算排污率，把節能減排作為企業生產的指導理念。水處理監督檢驗單位應和企業進行有效溝通，幫助企業提高工業鍋爐水質的達標率，為企業提供有力的技術支持和生產保障。

3.2 倡導自動加藥的水處理加藥方式

當前企業在對鍋爐水加藥基本采用固定時間一次的方式，將計算好的用藥量一次加入，采用這種加藥方式，可能會導致藥的濃度不均衡，先高后低，不能達到有效的防腐除垢的效果。所以要采用一種自動的加藥方式，加藥均勻好控制，工作效率得到提高。依據水質檢驗的分析數據，做好排污工作，不能僅憑經驗進行排污，企業也可裝置自動排污在線檢測控制系統，切實做好節能減排工作。

3.3 建立鍋爐定期除垢的管理制度

水垢和腐蝕產物多的時候應清理并和清除。有兩大種方法：物理除垢和化學除垢，化學除垢又分為酸洗法和堿煮法。其中以酸洗為最優方法。應根據水垢的組成和厚度并結合企業的情況，選擇去除水垢的方法。例如，最好用堿煮除垢除去水垢成分為硫酸、硅酸鹽等較堅硬的水垢。酸洗法清洗化學成分主要為碳酸鹽的水垢。結構簡單的工業鍋爐可以用電鏟、洗管器、專用高壓水槍等工具去除水垢[3]。

3.4 凈化和回收蒸汽冷凝水凈化

當前有開式和閉式兩種方式可進行冷凝水回收與利用。開式冷凝水回收系統對管道系統仍有大量的熱損失和空氣腐蝕，應盡量少用。采用新型閉式冷凝水回收技術，利用熱力設備出口的高溫冷凝水經疏水閥進入回收系統，用噴射泵加壓，排水加壓，并內置防汽蝕裝置，有效地改善了泵的汽蝕和回收率結果。磁性氧化鐵是工業鍋爐凝結水中的主要雜質，增設凈化回用水設施及防腐措施，可以達到凈化效果和防腐效果。

工業鍋爐水處理與企業的節能減排是一項系統工程，企業加強節能減排意識，從節能減排設施的設置上，相關工作人員的配備上，增加投入，預防腐蝕、水垢的產生并進行清除，設計與選配輔助加藥系統、對蒸汽冷凝水進行處理以達到再利用的目的、使水質指標的監控常態化。企業也應根據自身鍋爐使用的實際情況，認真分析，確定最佳的節能措施，通過適度的能效監督監管手段，達到節能減排效果最大化，為社會經濟發展賦能！

參考文獻：

[1]孫亞勤，丁聰.淺談水處理對工業鍋爐節能的影響和相關措施[J].化學工程與裝備，2017（11）：198-200.

[2]溫天博.工業鍋爐水處理狀況及鍋爐安全節能措施探討[J].科技展望，2016（31）：75-76.

[3]余普洲，官偉.低壓工業鍋爐水處理的現狀分析與對策探討[J].中國高新技術企業，2014（34）：81-83.