工業(yè)鍋爐節(jié)能與水處理的關(guān)系分析
網(wǎng)址：www.chinazhongchuang.cn 更新時(shí)間：2017-01-10 09:21 瀏覽次數(shù)：：17次
本文從工業(yè)鍋爐的水處理出發(fā)，對影響工業(yè)鍋爐能效的鍋爐結(jié)垢，排污率，汽水共騰等三個(gè)因素逐一進(jìn)行分析，提出采取加強(qiáng)水處理的監(jiān)督，提高作業(yè)人員的水平，同時(shí)進(jìn)行爐內(nèi)爐外水處理和冷凝水回收利用等措施進(jìn)行工業(yè)鍋爐節(jié)能改進(jìn)。
工業(yè)鍋爐是一種廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)生活的高耗能特種設(shè)備，其運(yùn)行熱效率水平直接影響節(jié)能與減排效果。水質(zhì)是鍋爐的主要工質(zhì)之一，被譽(yù)為鍋爐血液。水質(zhì)處理在鍋爐的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行中占有極其重要的地位。但目前在鍋爐的運(yùn)行中，鍋爐運(yùn)行管理人員對水處理的認(rèn)識(shí)還不夠，只有少數(shù)的鍋爐用水水質(zhì)達(dá)到水處理的要求。在鍋爐定期檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)結(jié)垢達(dá)到1-2mm的比比皆是，嚴(yán)重的甚至達(dá)到了5mm以上。由于鍋爐用水水質(zhì)不良，受熱面結(jié)垢的現(xiàn)象比較普遍，從而降低鍋爐熱效率，增加煤、電耗量，降低蒸汽品質(zhì)，造成鍋爐、管道的腐蝕，致使鍋爐使用壽命縮短，維修費(fèi)用增加，甚至發(fā)生爆管和爆炸事故。
本文從鍋爐水處理工作原理，鍋爐結(jié)垢，排污率，汽水共騰，鍋爐的檢修率，鍋爐的使用壽命，冷凝水回收利用等幾個(gè)方面論述了鍋爐水處理對鍋爐運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的重要性。
1 工業(yè)鍋爐水處理工作原理
工業(yè)鍋爐用水水質(zhì)需滿足GB/T 1576-2008 工業(yè)鍋爐水質(zhì)的要求。目前鍋爐用水處理的方法很多，總體可以分為鍋內(nèi)處理及鍋外處理兩大類。鍋內(nèi)處理就是往鍋爐(或給水箱、給水管道)內(nèi)投加藥劑，達(dá)到防止或減輕鍋爐結(jié)垢和腐蝕的目的;鍋外處理就是在水進(jìn)入鍋爐之前，通過物理的、化學(xué)的及電化學(xué)的方法，將致使生成水垢的及具有腐蝕性的物質(zhì)，如鈣、鎂鹽類、氧氣、二氧化碳?xì)怏w等除去。只有鍋外水處理與鍋內(nèi)水處理合理結(jié)合才能保證鍋爐水質(zhì)達(dá)標(biāo)，從而使鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
2 水處理不當(dāng)對工業(yè)鍋爐節(jié)能的影響
水處理不當(dāng)給鍋爐帶來的問題主要有結(jié)垢、腐蝕、汽水共騰、排污率增大、增加檢修費(fèi)用和降低鍋爐使用壽命等,其中結(jié)垢、汽水共騰和排污率增大都會(huì)導(dǎo)致鍋爐熱效率下降,而鍋爐熱效率每降低1%將意味著浪費(fèi)燃料1.1%-1.5%。
2.1 鍋爐結(jié)垢的影響
水垢的導(dǎo)熱系數(shù)只有鋼材的幾十分之一，當(dāng)受熱面結(jié)垢后會(huì)使傳熱受阻，鍋爐受熱面的傳熱性能變差，燃料燃燒所放出的熱量不能有效地傳遞到鍋爐水中。為了保持鍋爐一定的出力，就必須提高火側(cè)的溫度，結(jié)果是大量的熱量被煙氣帶走，造成排煙溫度升高，排煙熱損失增加，鍋爐的熱效率降低。由于鍋爐的工作壓力不同，水垢的類型及厚度不同，所浪費(fèi)的燃料數(shù)量也不同，我們根據(jù)大量的試驗(yàn)和計(jì)算，基本得出水垢的厚度和損耗燃料有如下比例：當(dāng)水垢厚度為1mm時(shí)，浪費(fèi)燃料3～5%; 厚度為3mm時(shí)，浪費(fèi)燃料5～10%。
2.2 鍋爐排污率的影響
鍋爐排污率引起的散熱損失由下式計(jì)算:
Q = DP(h鍋- h給) (Kj)
其中D為鍋爐運(yùn)行最大連續(xù)蒸發(fā)量，P為鍋爐的排污率，h鍋、h給分別為鍋水、給水焓值。以造紙行業(yè)的一臺(tái)鍋爐SZL6-1.25-AⅢ為例，由鍋爐能效測試可得：D=5347t/h，h鍋=769.12，h給=91.96，Qr=18529Kj/┧，η=72.13%，一小時(shí)耗煤量為1.1噸，取P為5%，則散熱量Q=181039 Kj/h，則多耗煤量B=13.18┧/h，占耗煤量的1.20%。由上述公式可知，工況一定的情況下,鍋爐熱損失與排污率成正比，排污率越大，損失的熱量越大，造成的經(jīng)濟(jì)損失越大。從目前鍋爐運(yùn)行的情況來看，工業(yè)鍋爐的排污率造成的損失高達(dá)10%-15%，可見我們在排污節(jié)能方面大有潛力可挖，必須采取合理的水處理方式，對排污率進(jìn)行控制。
2.3 鍋爐產(chǎn)生汽水共騰的影響
汽水共騰指蒸汽鍋爐鍋筒內(nèi)的水滴被大量帶走的現(xiàn)象。一般蒸汽的含鹽量可忽略，但當(dāng)鍋水中氯化鈉、磷酸鈉、硅化物增加，油類與有機(jī)物的混入，可在鍋爐汽、水分界面處引起鍋水表面起泡，蒸汽甚至能直接把泡沫帶走，即引起蒸汽大量帶水。汽水共騰一方面將造成蒸汽含鹽量急劇增加，當(dāng)這些鹽分在用汽設(shè)備中沉積會(huì)影響換熱，損壞設(shè)備;另一方面則將造成水位表不能真實(shí)顯示數(shù)據(jù)，影響鍋爐安全運(yùn)行。
2.4 增加檢修費(fèi)用和降低使用壽命
鍋爐結(jié)垢后就會(huì)使金屬過熱，金屬會(huì)出現(xiàn)蠕伸、變形、鼓包的情況，嚴(yán)重時(shí)發(fā)生過熱爆管。水垢層是位于金屬壁面和受熱介質(zhì)水汽之間的，由于水垢層導(dǎo)熱系數(shù)小，有顯著的隔熱作用，結(jié)垢后大幅提高金屬壁面的溫度。據(jù)估算，對蒸發(fā)受熱面，沉積水垢的爐膽常會(huì)過熱坍塌，沉積水垢的受熱鍋殼(鍋筒)常會(huì)過熱鼓包，沉積水垢的受熱面管子則常會(huì)過熱爆管。由此可得，水處理做的好不好會(huì)影響鍋爐檢修費(fèi)用和鍋爐的使用壽命。
3 改進(jìn)措施
據(jù)統(tǒng)計(jì)全國在用工業(yè)鍋爐的裝機(jī)總量2002年約為55.33萬臺(tái)，190.61萬蒸噸。工業(yè)鍋爐量大面廣，如采取一定水處理措施進(jìn)行節(jié)能改造，則每年的節(jié)省能源資本將相當(dāng)可觀。
3.1 加強(qiáng)水處理監(jiān)督管理
特種設(shè)備監(jiān)察機(jī)構(gòu)和檢驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)應(yīng)加強(qiáng)水質(zhì)監(jiān)督和水處理設(shè)備的檢驗(yàn)工作, 進(jìn)一步加強(qiáng)使用單位水處理工作規(guī)范性,監(jiān)督使用單位認(rèn)真執(zhí)行《鍋爐水處理監(jiān)督管理規(guī)則》，根據(jù)使用單位水處理工作存在的問題，采取“對癥下藥”，因地制宜、加強(qiáng)管理的辦法，水處理工作就會(huì)上新臺(tái)階，鍋爐在高效、安全的條件下運(yùn)行就有了根本保證。
3.2 加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn)，提高水處理人員素質(zhì)
水處理是一項(xiàng)技術(shù)性較強(qiáng)的工作，不僅要求水處理人員有高度的工作責(zé)任感，而且要達(dá)到合格的技術(shù)水平。在實(shí)際工作中，有的領(lǐng)導(dǎo)對水處理工作不夠重視，尤其是擁有單臺(tái)鍋爐的單位，導(dǎo)致仍有部分水處理人員及時(shí)手持證書，實(shí)際操作也沒有達(dá)到要求的規(guī)范水平。很多甚至對化驗(yàn)工作仍不熟悉，因而水質(zhì)監(jiān)控不力，軟水殘硬經(jīng)常超標(biāo)。因此對水處理人員還需要加強(qiáng)培訓(xùn)，進(jìn)一步提高技術(shù)水平。“事在人為”，人員素質(zhì)提高了，水處理工作有效開展也就有了保證。
3.3 鍋外水處理方法應(yīng)和鍋內(nèi)水處理方法相結(jié)合。
由于大多數(shù)企業(yè)對水處理的不重視，加上水處理人員的技術(shù)素質(zhì)一般滿足不了水處理需要。所以大部分低壓小型鍋爐水處理現(xiàn)狀是：搞了樹脂處理只是減緩水垢生長速度，還達(dá)不到完全控制水垢的結(jié)生。這時(shí)鍋內(nèi)加藥處理作為鍋外化學(xué)處理方法的一種補(bǔ)充是很合適的，比如在鍋內(nèi)補(bǔ)充添加磷酸鹽或其他化學(xué)劑，把水中能形成水垢的鹽類雜質(zhì)變成可以在排污時(shí)排掉的泥渣，使鍋爐金屬表面形成保護(hù)膜，并能消除殘余硬度，使鍋爐可以無垢或薄垢運(yùn)行。
3.4 努力提高冷凝水的回收利用
冷凝水是鍋爐優(yōu)質(zhì)的補(bǔ)水，在管道和設(shè)備沒有腐蝕的情況下，可直接提供給鍋爐使用。目前在造紙、紡織、化工及制造企業(yè)中已對生產(chǎn)設(shè)備如烘筒、烘箱等的冷凝水進(jìn)行了回收利用。以上述例子為例，凝結(jié)水回收溫度為82℃，自來水的平均溫度為20℃，每天運(yùn)行8小時(shí)，一年運(yùn)行300天，回收率80%計(jì)算，則每年可節(jié)約用水11520噸。每年節(jié)約能源Q=C*M*△t=2.99*109Kj/┧，則全年節(jié)省煤量223噸，可見其節(jié)能效益十分明顯。由于凝結(jié)水的回收，減少了污水的排放量，同時(shí)節(jié)省了燃煤，減少了廢氣的排放量。可見凝結(jié)水回收利用不但具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益，還具有環(huán)保效益。
4 結(jié)論
綜上所述，水處理的好壞關(guān)系到鍋爐結(jié)垢，排污率，汽水共騰，鍋爐的檢修率，鍋爐的使用壽命，這些因素對工業(yè)鍋爐的節(jié)能具有較大的影響。鍋爐檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)應(yīng)加強(qiáng)水處理設(shè)備的檢驗(yàn)和水質(zhì)監(jiān)督工作，使用單位的管理人員應(yīng)提高節(jié)能意識(shí)，司爐工、水處理人需加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn)，提高自身的技能水平，合理選用水處理方法，努力提高鍋爐冷凝水的回收利用，保證鍋爐的高效，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
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