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工业锅炉水处理节能减排现状措施探析

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摘要:介绍了工业锅炉水处理节能减排工作的现状,提出了水处理节能减排的基本要求,分析和总结了节能减排的具体措施,对工业锅炉系统安全、节能运行具有重要意义。

关键词:工业锅炉;节能减排;水处理;回收利用;措施

随着我国工业的迅速发展,社会对锅炉水处理工作提出了更高的要求,而我国的水资源一直很匮乏,工业锅炉用水存在着能源浪费和烟雾排放过大的现象,对国家利益和生态环境产生重大的损坏,造成这种情况的主要原因是工业锅炉用水处理不当,同时处理锅炉水质就是给锅炉系统提供优质水,对于蒸汽的质量、锅炉的使用寿命与安全经济运转都有重要的影响[1-4]。因此,工业锅炉水处理既关系到锅炉的节能减排,也关系着锅炉系统的安全、经济以及环保的运行。

1水处理节能减排的现状

我国是水资源比较紧缺的国家,水资源的节能减排是实现经济良性发展的重要保障,而工业锅炉系统水介质处理节能减排的现状不理想,主要体现在以下几个方面:

1.1给水杂质含量高。

我国工业锅炉水处理在很多企业得不到重视,锅炉水质管理不到位等诸多问题,如工业锅炉水处理所配置的设备利用率很低,企业中锅炉水处理作业人员配备不足以及锅炉水质不达标等。工业锅炉用水一般采用一级软化水作为锅炉系统补给水,而国家规范标准要求工业锅炉给水硬度合格值不大于0.03mmol/L,其软化水仅仅处理了水中的金属离子等硬度杂质,未除去锅炉用水中大量的阴离子,同时许多锅炉使用单位水处理化验人员缺乏,水处理设备运行管理水平较差等因素,导致工业锅炉水汽系统内表面结垢及金属腐蚀问题产生,影响锅炉安全经济运行。

1.2排污率偏高。

锅炉排污是保证炉水水质达到合格标准,确保蒸汽品质的重要途径。锅炉使用单位普遍用离子交换器制备软化水作为补给水,有的工业锅炉在运行过程中添加无机阻垢缓蚀剂,导致增加炉水的溶解固形物含量,甚至可能超标,同时企业为了保证炉水品质,通过提高锅炉排污率来减少锅炉水中杂质含量,而大多数工业锅炉使用单位没有配备排污水热量回收或换热装置,排污没有实现自动控制,排污的随意性很大,极大地浪费了热量,降低了锅炉热效率,还因向生态环境中大量污水造成污染。

1.3回收率偏低。

工业锅炉凝结水的热量高达蒸汽热量的20%以上,当锅炉压力、温度越高时,其所具有的热量就越高,占蒸汽总量的比例也就越多,则回收利用工业锅炉凝结水的热量是提高锅炉热效率的重要途径之一。目前,工业锅炉凝结水大部分没有回收和利用,或者回收与利用的比例很低,即工业锅炉凝结回水经常含有较多杂质和氧化铁等金属腐蚀物质无法进行回收利用,造成水资源和能量的大量浪费。

1.4除氧率偏低。

工业锅炉除氧一般采用热力除氧法,此方法需要消耗很多蒸汽,造成锅炉蒸汽有效利用热能降低,同时工业锅炉给水温度升高使省煤器平均进水温度增加,导致省煤器换热温差减小,锅炉尾部烟道排烟温度增加,即工业锅炉尾部烟道排烟热损失升高。锅炉给水除氧器进水量较大或者运行管理不足时,除氧器的除氧温度达不到技术要求,除氧达不到预期效果,造成工业锅炉水汽系统不同程度的金属氧腐蚀,影响工业锅炉系统的安全经济运行。

1.5水处理设备有效运行率偏低。

工业锅炉水处理设备的每次再生周期里都会产生大量污水,在钠离子交换器的使用过程中,导致地下水不断地遭受盐类的污染。我国工业锅炉水处理离子交换系统中废弃的溶液量较大,在其运行过程中最大的经济费用就是再生剂酸碱的消耗,同时再生过程中产生的过量的废液排放也造成生态环境的污染,而目前水处理设备再生用水几乎都没有回收利用,导致水资源严重浪费。

1.6化学清洗液乱排放。

工业锅炉化学清洗过程中会产生大量废水,并含有大量的有毒有害物质,其成分一般比较复杂,主要有钙镁化合物、钠盐、氯化物等无机物,铜锌等重金属离子、联氨、亚硝酸盐等有毒有害物质,EDTA、柠檬酸、有机缓蚀剂及表面活性剂等有机物,而含有这些有毒有害的废液直接排放会对环境造成极大的影响。

2水处理节能减排的基本要求

工业锅炉节能减排主要与设备的运行、管理、相关人员等都有关系,其基本要求有以下几个方面:

2.1作业人员及设备。

工业锅炉使用单位须按照相关法规标准和设备数量、型号、水处理方式等配备相应的持证专兼职水处理作业人员,同时在锅炉运行过程中饭要加强水介质质量监督,并严格执行锅炉水介质标准制度等,防止工业锅炉受热面以及其他水汽空间系统金属腐蚀、结垢等,还有使用单位应设置水介质化验室,配备化验设施和试剂。

2.2水介质指标。

工业锅炉水汽各项目指标应符合国家水介质标准的规定,对于水介质不合格的应查明影响因素,并采取相应的处理方法及措施。

2.3水介质取样。

工业锅炉水介质取样器的安装及取样位置应按照锅炉型号、参数、水汽质量的具体要求进行设计、制造、安装与布置,并要保证所采集的水样具有代表性。

2.4水处理设备性能。

水处理设备主要指的是离子交换器、反渗透装置、电除盐装置等,其性能须符合国家相关标准及规范才能使用,在锅炉水处理设备接近失效时,应加强水质监测,防止不合格水进入锅炉水汽系统。2.5结垢速率。工业锅炉的结垢速率应控制在相关标准的规定值内,而对于超过标准值的,应查明其相关原因,采取相应的处理措施,控制锅炉的结垢速率,保证锅炉能够安全及节能经济运行。

3节能减排的具体措施

工业锅炉节能减排的具体措施主要有改进水处理方式、合理排污、定期处理垢渣及废液、提高冷凝水回收率以及优化除氧方式等。

3.1改进水处理方式。

工业锅炉的补给水率普遍都高达50%以上,而水处理工艺及补给水品质直接影响到锅炉系统结垢程度。锅炉补给水可以采用软化处理,再加上反渗透处理,且反渗透技术投资成本较低,脱盐率较高,技术成熟,自动化程度很高,比较适用于对工业锅炉补给水进行处理,其处理方式可去除锅炉原水中大部分盐类杂质,大大减低工业锅炉的结垢率和排污率,极大地提高了锅炉蒸汽的品质,而反渗透设备日常使用维护成本较高。

3.2合理排污。

在工业锅炉正常运行过程中,使用单位在保证水汽质量的前提下进行科学地合理地对锅炉系统排污,当有连续排污且排污量较大时,应安装连续排污扩容器或换热器等附属设备回收排污水热量,达到节能减排的目的。工业锅炉可以安装自动排污设备来合理控制排污水量,其排污量根据炉水的溶解固形物含量或电导率的大小来确定,不得盲目进行排污,而当炉水指标超过相关标准值时,应优先采用加药进行锅炉水质调节处理,不应该长期通过排污来降低其项目指标,既要保证锅炉水质品质,同时也要保证锅炉系统的节能减排和安全经济运行。

3.3定期处理垢渣及废液。

工业锅炉水汽系统水垢达到1mm以上或受热面锈蚀比较严重时,应该进行除垢措施,其除垢的方式有酸洗、碱煮及运行除垢,其中酸洗的除垢方式效果较好,但有时对锅炉系统的损伤也是较严重的。工业锅炉酸洗除垢应该制定科学合理的程序和工艺才能保证除垢率和控制最小金属腐蚀速率,而对于新安装的锅炉,在正式运行前应进行碱煮,使金属受热面形成较好的钝化保护膜,同时可以消除生成的水垢的影响因素。

3.4提高冷凝水回收率。

锅炉冷凝水回收利用可以极大地减少补给水量,降低锅炉水处理的费用和废液的排放,节约水资源,且回水的温度一般较高,减少燃料消耗和有利于热力除氧,达到节能和减缓氧腐蚀的效果,同时回水较纯净,杂质较少,显著提高锅炉水汽品质,减低锅炉排污率。

3.5优化除氧方式。

对于传统的热力除氧,真空除氧的优点就是除氧水的温度与给水温度相当,采用真空除氧可替代热力除氧方法,当真空除氧维持在一定压力时,给水温度在低温下就可以达到除氧效果,既节约热量,又减少排烟损失,提高锅炉效率,达到节能的目的。

结束语

工业锅炉水处理节能减排工作是水资源的可持续发展,实现工业经济可持续发展的重要保证。目前,我国对于工业锅炉水处理节能减排越来越重视,了解工业锅炉水处理节能减排现状,提高工业锅炉水处理节能减排技术水平,把握好工业锅炉水处理节能减排的各个重要环节,保证工业锅炉能够经济、安全的运行,对于工业锅炉水处理节能减排工作具有重要意义。

参考文献

[1]任红.工业锅炉的使用现状与节能减排措施[J].煤炭能源,2016(26):38.

[2]陈秀芬.工业锅炉节能减排现状与应对策略[J].技术与市场,2014(12):326-327.

[3]陈玉堂.工业锅炉节能减排现状与存在问题及对策[J].低碳世界,2016(17):328-329.

[4]刘伟.推进燃煤工业锅炉节能减排的建议及措施[J].科技与企业,2016(07):116.

作者:朱永满 单位:安徽省特种设备检测院

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