智能排污裝置在工業(yè)鍋爐節(jié)能技術(shù)中的應(yīng)用分析

秦延山

（聊城市特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院，山東 聊城 252000）

工業(yè)鍋爐在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，爐中水質(zhì)污染程度高低，將直接影響鍋爐運(yùn)行的效率與節(jié)能效益。并且如果不及時(shí)進(jìn)行鍋爐排污，對(duì)鍋爐本身也會(huì)造成嚴(yán)重的損害。如今隨著節(jié)能環(huán)保理念的普及，傳統(tǒng)手動(dòng)排污方式已經(jīng)難以滿足節(jié)能環(huán)保要求。基于此，有必要加強(qiáng)對(duì)智能排污裝置在工業(yè)鍋爐節(jié)能技術(shù)中的應(yīng)用探討，從而有效提高鍋爐水質(zhì)，提高鍋爐運(yùn)行安全經(jīng)濟(jì)性。

1 加強(qiáng)工業(yè)鍋爐排污的重要性

在工業(yè)鍋爐實(shí)際運(yùn)行時(shí)，采用的水一般僅僅是經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的處理，雖然顯著降低了水的硬度，但水中其他一些污染有害物質(zhì)尚未得到有效去除。比如在鍋爐水質(zhì)中，存在一些可溶性鹽類，比如硫酸鹽等。一旦沒(méi)有及時(shí)進(jìn)行排除，很容易對(duì)工業(yè)鍋爐運(yùn)行帶來(lái)以下危害。首先，工業(yè)鍋爐排污效果不佳，會(huì)直接對(duì)鍋爐的運(yùn)行效率造成不利影響，從而導(dǎo)致鍋爐消耗更多燃料，才能達(dá)到預(yù)期的生產(chǎn)效果。其次，如果鍋爐中存在大量污染有害物質(zhì)，沒(méi)有及時(shí)進(jìn)行排出，還會(huì)削弱鍋爐的機(jī)械強(qiáng)度，導(dǎo)致鍋爐一些裝置發(fā)生故障問(wèn)題。比如鍋爐管壁會(huì)發(fā)生鼓包，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)直接出現(xiàn)裂縫問(wèn)題。最后，鍋爐中的一些可溶性鹽類物質(zhì)如果無(wú)法進(jìn)行排出，還會(huì)進(jìn)一步加重鍋爐的電化學(xué)腐蝕，同時(shí)受工業(yè)鍋爐污染物的影響，還會(huì)引發(fā)鍋爐汽水共騰現(xiàn)象，導(dǎo)致水位出現(xiàn)較大的波動(dòng)，影響水位信息的真實(shí)性，造成相關(guān)技術(shù)人員誤判，最終帶來(lái)更為嚴(yán)重的后果。基于此，加強(qiáng)工業(yè)鍋爐排污非常重要，通過(guò)抓住信息化時(shí)代機(jī)遇，在工業(yè)鍋爐中應(yīng)用智能化排污裝置，從而在提高工業(yè)鍋爐排污效果的同時(shí)，降低能耗，這對(duì)推動(dòng)工業(yè)鍋爐生產(chǎn)發(fā)展也有著重要意義。

2 工業(yè)鍋爐智能排污裝置與原理分析

相較于傳統(tǒng)鍋爐排污裝置，鍋爐智能排污裝置最大的特點(diǎn)在于，能夠自動(dòng)進(jìn)行排污。在智能化鍋爐排污裝置中，一般配置有專業(yè)的電導(dǎo)率儀探頭，從而能夠?qū)I(yè)鍋爐中的水質(zhì)變化情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，了解鍋爐水中溶解性鹽濃度數(shù)值變化信息。在監(jiān)測(cè)過(guò)程中，一旦發(fā)現(xiàn)當(dāng)工業(yè)鍋爐水的水含鹽量超出設(shè)定允許值時(shí)，便會(huì)自動(dòng)觸發(fā)排污功能。此時(shí)排污閥會(huì)自動(dòng)打開(kāi)，進(jìn)行排污工作。隨著排污不斷進(jìn)行，工業(yè)鍋爐內(nèi)的水待含鹽量也會(huì)逐漸下降。在下降至允許值范圍內(nèi)后，將會(huì)觸發(fā)排污閥門關(guān)閉功能，自動(dòng)將閥門關(guān)閉。整個(gè)過(guò)程由裝置智能化控制，無(wú)需進(jìn)行人工操作。

從智能排污裝置原理來(lái)看，在檢測(cè)溶解固形物難度較高的情況下，可將檢測(cè)對(duì)象換為電導(dǎo)率或氯離子，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)水質(zhì)污染情況的間接檢測(cè)。但在這一過(guò)程中，為保障檢測(cè)的

準(zhǔn)確性，還需要結(jié)合具體的試驗(yàn)，明確溶解固形物與電導(dǎo)率或氯離子比值關(guān)系。并在此基礎(chǔ)上，還需要應(yīng)對(duì)上述比值關(guān)系進(jìn)行復(fù)試與調(diào)整，確保比值關(guān)系始終正確合理。一般而言，如果工業(yè)鍋爐水質(zhì)正常，還能為電導(dǎo)率大小測(cè)定帶來(lái)便利，并以此為依據(jù)。完成對(duì)工業(yè)鍋爐排污率的計(jì)算。在實(shí)際計(jì)算過(guò)程中，可以選擇參考以下計(jì)算公式：P=X給/（X鍋－X給）×100%。在上述公式中，X給表示給水的電導(dǎo)率數(shù)值，X鍋表示工業(yè)鍋爐中的電導(dǎo)率數(shù)值。上述數(shù)值單位是μS/cm。

在上述計(jì)算原理的幫助下，并嚴(yán)格按照GB1576-2008要求，選擇在對(duì)應(yīng)壓力下，做好試驗(yàn)的開(kāi)展。結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果，計(jì)算出鍋爐最大允許溶解固形物（氯離子）時(shí)的電導(dǎo)率數(shù)值。最后，再將這一數(shù)值作為智能排污裝置上限允許值。還需要結(jié)合實(shí)際，合理預(yù)測(cè)出鍋爐排污下限允許值，如此一來(lái)，鍋爐排污便會(huì)更加的智能化。在實(shí)際應(yīng)用智能排污裝置的過(guò)程中，需要先進(jìn)行電導(dǎo)率儀電極（探頭）的安裝，一般情況下，安裝位置可選擇在鍋爐爐水污水出口管線上。然后通過(guò)PLC智能控制器，結(jié)合探頭實(shí)際對(duì)工業(yè)鍋爐水質(zhì)的結(jié)果，實(shí)現(xiàn)對(duì)鍋爐電動(dòng)排污閥自動(dòng)化控制。 在工業(yè)鍋爐實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，電磁閥定期預(yù)先開(kāi)啟取樣器冷卻水。隨后需要等待約5min左右時(shí)間，此時(shí)冷卻器內(nèi)的水溫會(huì)逐漸下降，一般溫度在降至70℃以內(nèi)后，控制器再控制爐水取樣管上電磁閥，使其能夠自動(dòng)打開(kāi)。此時(shí)，工業(yè)鍋爐中的爐水經(jīng)過(guò)取樣器出口管上平衡筒。而平衡簡(jiǎn)之上配置有電極，能夠?qū)I(yè)中的水離子雜質(zhì)電導(dǎo)率進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)合檢測(cè)結(jié)果，實(shí)現(xiàn)對(duì)鍋爐排污的智能化控制。

3 工業(yè)鍋爐智能排污實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及節(jié)能效益分析

某工業(yè)鍋爐在安裝智能排污裝置后，通過(guò)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，獲取鍋爐在實(shí)際運(yùn)行中，在相應(yīng)的壓力與流量條件下，工業(yè)鍋爐水含有的氯離子、堿度、PH值、電導(dǎo)率等數(shù)據(jù)信息。以下是數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析：

（1）2020年6月27日，在原鍋爐水中，硬度為4.225mmol/L；含有的氯離子為9mg/L；鍋爐水的堿度為3.8mmol/L。水質(zhì)在軟化后，硬度為0。含有的氯離子含量沒(méi)變，依然是8mg/L。最終測(cè)得軟化水的電導(dǎo)率為：486μs/cm。

（2）2020年6月29日，在原鍋爐水中，硬度為4.225mmol/L；含有的氯離子為9mg/L；鍋爐水的堿度為3.7mmol/L。水質(zhì)在軟化后，硬度為0。含有的氯離子含量沒(méi)變，依然是8mg/L。最終測(cè)得軟化水的電導(dǎo)率為：488μs/cm。

（3）2020年6月30日，在原鍋爐水中，硬度為4.225mmol/L；含有的氯離子為9mg/L；鍋爐水的堿度為3.7mmol/L。水質(zhì)在軟化后，硬度為0。含有的氯離子含量沒(méi)變，依然是8mg/L。最終測(cè)得軟化水的電導(dǎo)率為：482μs/cm。

最后，通過(guò)將鍋水各項(xiàng)指標(biāo)值，對(duì)照鍋水及鍋爐的軟化水的數(shù)據(jù)，可以進(jìn)行如下的對(duì)比分析：

首先，在2020年6月27日下午13:00，通過(guò)智能排污裝置測(cè)得數(shù)據(jù)如下：在工業(yè)鍋爐中，測(cè)得水堿度為19.5mmol/L。原水的堿度是3.7mmol/L.那么堿度濃縮倍數(shù)為19.5/3.7＝5.27。而在該工業(yè)鍋爐中，測(cè)得水中氯離子的含量為45mg/l，原水的氯離子為9mg/l.那么氯離子的濃縮倍數(shù)為45/9＝5。通過(guò)進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)得該工業(yè)鍋爐實(shí)際的鍋水電導(dǎo)率為2381μs/cm，原水的電導(dǎo)率為486μs/cm，那么電導(dǎo)的濃縮倍數(shù)為2381/486＝4.90。另一方面，在2020年6月29日中午11:00，通過(guò)智能排污裝置測(cè)得數(shù)據(jù)如下：在該工業(yè)鍋爐中，鍋爐水堿度為19.8mmol/l，原水的堿度是3.7mmol/L。那么堿度濃縮倍數(shù)為19.8/3.7＝5.35。通過(guò)進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)得該工業(yè)鍋爐水中的氯離子含量為48mg/l，原水的氯離子為9mg/l.那么氯離子的濃縮倍數(shù)為48/9＝5.33。而該鍋爐中的鍋水電導(dǎo)率為3125μs/cm，原水的電導(dǎo)率為488μs/cm，那么電導(dǎo)的濃縮倍數(shù)為3125/488＝6.403。

通過(guò)采用上述方式，來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比分析，我們能夠了解到，在鍋爐中，上述各種參數(shù)數(shù)值變化通常都是在一定范圍內(nèi)，且整體波動(dòng)較為穩(wěn)定。因此我們可以結(jié)合上述數(shù)據(jù)，將鍋水堿度控制在18～27mmol/l，鍋水電導(dǎo)率上下限值控制在1800～3200μs/cm范圍內(nèi)。

結(jié)合上述分析，當(dāng)采用手動(dòng)排污時(shí)，從實(shí)際生產(chǎn)來(lái)看，每班只能夠進(jìn)行2次排污，每次排污時(shí)間為40s，鍋爐工作壓力為1MPa，排污管徑為40mm，結(jié)合上述信息和得出，每10s手動(dòng)排污的鍋爐排污量為455kg，由于手動(dòng)排污時(shí)間共80s，那么總排污量為1683kg。而在智能排污方式下，通過(guò)結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)分析數(shù)據(jù)，將鍋水堿度控制在18～27mmol/l，鍋水的電導(dǎo)率上下限值控制在800～3200μs/cm范圍內(nèi)。在上述條件下，每班累積排污時(shí)間為37s，同樣按照每10s排污量455kg計(jì)算，最終可得出智能排污模式下排污總量為1683kg，兩者排污總量相差1967kg。結(jié)合經(jīng)驗(yàn)，每1t排污量所消耗的能量與135kg標(biāo)準(zhǔn)煤相等。而工業(yè)鍋爐實(shí)際排污消耗的是二類煙煤，每天三班，折合計(jì)算后，智能排污每天少消耗二類煙煤量為1008kg。假設(shè)每噸二類煙煤價(jià)格為850元，按照生產(chǎn)時(shí)間10個(gè)月進(jìn)行計(jì)算，那么可以節(jié)省約25萬(wàn)元，節(jié)能效益顯著。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，相較于傳統(tǒng)手動(dòng)排污方式，采用工業(yè)鍋爐智能排污裝置，不僅能夠有效提高排污效率與排污效果，同時(shí)還能夠起到非常好的排污節(jié)能效益。基于此，在工業(yè)鍋爐排污生產(chǎn)過(guò)程中，應(yīng)加強(qiáng)智能排污裝置的普及與應(yīng)用，從而推動(dòng)工業(yè)產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)更好發(fā)展。