浅析工业锅炉的排污与热能利用

【摘 要】锅炉是一种重要的热能转化工具，随着生产力的不断发展，锅炉生产已经形成了一个完整的运作体系。在工业锅炉系统中，锅炉排污系统是一项非常重要的组成部分，对于锅炉热能的利用有着非常关键的作用。本文介绍了工业锅炉中排污的影响因素以及热能利用的相关内容。

【关键词】工业锅炉；排污；热能利用

0.引言

工业锅炉在工业生产中有着非常重要的作用，在国民经济中的各个领域中都有着广泛的应用。工业锅炉中的排污系统是工业锅炉中的重要组成部分，其主要作用是对锅炉内的废弃物进行清除处理，这能够很好的降低锅炉中的杂质成分，提高锅炉的使用寿命。如果排污系统出现问题，那么残留的杂质会使锅炉结垢，不仅会降低锅炉使用效率，还会增加锅炉耗能，从而产生严重的能源浪费。

1.工业锅炉排污的重要作用

工业锅炉在运行过程中会产生一系列的盐类杂质，这些杂质如不及时清除，就会直接影响锅炉的使用寿命，因此必须要对锅炉系统进行排污处理。由于锅炉在生产时产生的蒸汽含盐量较高，沉积的水渣都会集中在锅炉的底部，因而锅炉的底部和集箱底部都会产生大范围的污垢，通过排污系统能够将这些沉积物排出，从而提高锅炉的使用效率，然而排污工作又会造成很大程度的热量损失和污染情况，因此这也是相对矛盾的问题，为此就需要对工业锅炉排污系统进行详细的分析和研究，从而找出更为合理的排污方式。

首先来分析锅炉排污热损失的关联性因素。锅炉排污热损失可表示为：

Q=D×P×（hp-hb） （1-1）

式中：Q—锅炉排污热损失，KJ；D—锅炉运行蒸发量，kg；P—锅炉的排污率，即排污量与蒸发量之比，%；hp—锅炉排污水的焓值，kJ/kg；hb—锅炉补给水的焓值，kJ/kg；

上式中，锅炉运行蒸发量与用汽负荷有关，在特定的锅炉供水条件下，补给水的焓值可认为恒定不变。因此，锅炉排污热损失和排污率成正比，同排污水的焓值正相关。

2.影响锅炉排污因素的数据分析

根据锅炉运行实际情况，其排污热损失主要来自表面排污，而表面排污量以保持锅炉标准为原则，主要受锅水含盐量影响。以含盐量平衡关系可列式为：

DbRb+DhRh=DpRg+DRq （1-2）

式中 D—锅炉蒸发量，t/h；Db—锅炉的补给水量，t/h；Dh—锅炉凝结水回用量，t/h；Dp—锅炉的排污水量，t/h；Rg—锅水允许的含盐量，mg/L；Rq—蒸汽带走的含盐量，mg/kg；Rb—锅炉补给水的含盐量，mg/L；Rh—锅炉回用凝结水的含盐量，mg/kg。因蒸汽及凝结水中的含盐量相等，且与补给水中的含盐量相比可以忽略不计。由于锅炉补给水量Db等于凝结水损失量αD与排污损失量Dp之和，则（1- 2） 式可写为：

（αD+Dp）Rb= DpRg （1-3）

式中α—凝结水损失率，即凝结水损失量与蒸发量之比；因此，以含盐量计算的排污率P可用下式计算：

P=[αRb/（Rg- Rb）]×100% （1- 4）

3.工业锅炉排污热能的利用

3.1工业锅炉的排污率

排污率通常指锅炉运行中排出含较多盐类、沉渣的锅水量与锅炉蒸发量的比值；简单地说，就是锅炉连续排污流量与实际蒸发量的比值；常用百分数来表示。锅炉连续排污的水流量称排污量。锅炉排污率一般占给水量的 5～10%，排污率是由给水碱度、硬度以及锅水碱度控制值计算确定。当锅水盐浓度较低时，排污率通常控制在4～5%，对1台在用SHL10-1.27-AIII锅炉满负荷运行时的连续排污流量进行监测，测得流量为0.557t/h，该锅炉工作压力为0.8MPa。饱和温度174.5℃，排污热损失每小时约为40×104kJ，相当于31kg原煤的热值。由此可见，排污水的热损失是显而易见的。

3.2对锅炉定期进行清理

保持锅炉受热面清洁是确保锅炉高热效率的前提之一。锅炉经过长时间运行，不可避免的出现了水垢、锈蚀问题，锅炉形成水垢的主要原因是给水中带有硬度成份，经过高温、高压不断蒸发浓缩以后，在炉内发生一系列的物理、化学反应，最终在受热面上形成坚硬、致密的水垢。水垢是锅炉的“百害之首”，是引起锅炉事故降低效率的主要原因，对于工业锅炉，当水垢厚度达到1mm及以上或受热面严重锈蚀时，应进行除垢。直流和贯流锅炉出现排烟温度升高或出力下降时应进行除垢。工业锅炉清除受热面1mm的水垢可提高锅炉效率3～5%。工业锅炉除垢的方式有酸洗除垢、碱煮除垢和运行除垢三种方式，其中酸洗除垢的效果最好。碱煮除垢等因水垢类型的不同而异，碱煮完毕还要及时清除锅内脱落的水垢，以防因脱落的水垢堵塞或淤积在受热面，而发生过热烧损。运行除垢可以避免停机的麻烦，但时间较长，成本和运行控制要求相对较高。在运行除垢时，锅水水质必须要符合GB/T1576的规定，而且要科学控制加药量、排污率和锅炉负荷，防止除垢药剂被蒸汽携带而影响蒸汽质量。

3.3利用热水锅炉的补给水或对蓄热池充热

当在一个锅炉房内或附近，使用不同容量或不同类型、不同蒸汽参数或不同用途的锅炉时，因水处理方法不同或对水质要求不一，可将中压或容量大、水质要求高的锅炉排污水用于低压小型锅炉；亦可将水质标准要求高，控制严格的带过热器的水管锅炉的排污，用于水质要求较宽的小型水管或火管锅炉。这样做，可以提高小型锅炉的给水焓值，例如给水温度每提高6℃即可节省1%燃料。当蒸汽及热水锅炉同时存在时，可将蒸汽锅炉所具有高碱度无硬度的高温排污水，作为热水锅炉的补给水。或者当蒸汽锅炉兼供换热器向外供热时，亦可将定期或已调整好的连续排污水直接排入蓄热池内，蓄热池中排污水可用于取暖，经沉淀后和生活用水混合，如各项指标在浴洗水的使用范围之内，还可以用于洗浴。由于排污水本身碱度高无有害气体，故被蓄热器或低压蒸汽锅炉或热水锅炉利用后，不仅节能节水效果明显，同时又能提高补给水的pH值，这样有益于锅炉及管道内壁的防腐、防垢。

3.4利用排污膨胀器回收热能

锅炉排污水均匀地引至定期或连续排污膨胀器，由于锅水从锅炉中的压力值下降到0.12～0.2MPa，排污水便有一部分变为二次蒸汽，经过上部百页窗式的汽水分离器进行汽水分离后，再经顶部的出口引进除氧器，用它来加热除氧器中的给水或直接引入给水箱内提高给水焓值。因给水温度愈高，其溶解的有害气体（CO：H：S等）愈容易被分离而逸出，从而有利于金属的防蚀。也可以引入软化水箱加热锅炉给水。而膨胀器中热水再经过表面热交换器，加热冷水，大部分热量会得到回收利用。

4.结语

锅炉排污是提高锅炉使用效率的重要环节，通过锅炉的排污能够更好的加强锅炉热能的使用率，同时也有效的降低了能源的浪费。因此，我们对于锅炉排污系统的研究也有着重要的意义，在工业锅炉未来的发展过程中还需要我们更多的去关注，只有这样才能够更好的提高其使用效率。

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