浅谈工业锅炉水质对锅炉的影响及防护措施

摘要:本文阐述了工业锅炉用水的一般水质,分析了锅炉水质不良对工业锅炉造成的危害,并提出了防护措施,可供同行参考！

关键词:工业锅炉 节能 水质 防护措施

中图分类号:TU2 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)02(c)-0112-01

锅炉作为目前大量使用的一种耗能设备,在我国能源消费中占据着举足轻重的地位,锅炉的节能减排工作对于减少我国污染物的排放,降低能耗水平,提高企业经济效益有着十分重大的意义。我国工业燃煤锅炉的实际运行热效率只有65%左右,燃烧天然气和轻油的锅炉实际运行热效率只有80%～90%,而工业发达国家的燃煤工业锅炉运行热效率达85%。如果锅炉热效率能够提高10%,则相当于三峡水库一年的发电量。我国能源利用效率不高,节能潜力十分巨大,做好锅炉的节能工作对节约能源具有十分重要的意义。

1 存在问题

锅炉工作过程主要由三个过程和两个系统完成的。燃料在炉膛内燃烧释放出大量的热,其中一部分水吸收变成蒸汽,这部分被称之为有效利用热量,其余部分没有被利用热量,称之为热损失,锅炉热效应是指单位时间内锅炉总有效利用热量占输入锅炉总有效利用热量的百分比。根据热平衡原理,热损失少了,有效利用热量就增加了,热效率就会提高。由此可以分析出锅炉在工作中水质方面存在的主要问题。

1.1 锅炉给水水质的好坏,直接影响到锅炉的安全和经济运行

(1)进入锅炉的原水若不经处理,就会在锅炉内部结生水垢并产生腐蚀。

锅炉是一种热交换设备,它是起到将燃料燃烧时放出的热量传递给水,从而产生蒸汽的作用。如果水质不良,受热面上就形成水垢,水垢的生成会极大地影响锅炉导热能力。物体的导热能力通常用导热系数来表示的,导热系数越大,说明导热能力强。水垢的导热系数比钢铁的导热系数小数十倍到数百倍。因此,锅炉结垢产生以下几种不良后果:①浪费燃料。锅炉结垢后,使受热面的传热性能变差,为保持锅炉额定参数,就必须多投加燃料,因此浪费燃料。经测定,锅炉受热面上结lmm水垢,燃料消耗就增加2%～3%。②受热面损坏,而且影响锅炉的安全运行。

(2)锅炉水质不达标,对锅炉会产生不同程度的腐蚀,缩短锅炉的使用寿命。锅炉的水冷壁、对流管束及锅筒等构件都会因水质不良而引起腐蚀。结果,使这些金属构件变薄和凹陷,甚至穿孔。更为严重的腐蚀会使金属内部结构遭到破坏。被腐蚀的金属,强度显著降低。因此,严重影响锅炉安全运行,缩短锅炉使用年限,造成经济上的损失。

(3)锅炉的排污不科学,将大量废水不经处理直接排放,对环境产生严重影响;也浪费了水资源。因此,对锅炉水质必须进行处理和控制。

1.2 锅炉工作生产的蒸汽被换热利用后产生凝结水的品质远高于软化水,接近纯水,是优质的热源给水

如利用凝结水,会明显减少锅炉燃料消耗,减少软化水量,降低蒸汽生产成本,并且由于锅炉的水质改善,还会减少锅炉的排污热损失,提高锅炉的效率。但由于一般回收管都是钢管,使凝结水被污染,含铁量过高,呈砖红色,不符合锅炉给水,加之简易的设备无法实现凝结水最大利率,导致凝结水被大量浪费。

2 推广防护措施

2.1 水质管理

对锅炉而言,按照有关的法规和标准加强水处理的使用、管理、监督是保证锅炉安全经济运行的重要措施,是保证锅炉符合环境保护与节约能源的需要。使用单位应严格按照《锅炉水处理监督管理规则》规定,对在用锅炉进行日常水质检测,发现问题及时解决。国家检验检测机构在锅炉内部检验时发现锅炉结垢≥1mm,复盖率≥80%(一般锅炉结垢lmm,热效率降低10%),应按照《锅炉化学清洗规则》的规定及时对使用单位提出锅炉除垢要求。通过防垢、除垢,合理控制锅炉的排污率,提高锅炉水质,减少水垢,增强传热,减少热损失,达到直接节能减排的目的。另外,对于额定压力<25MPa锅炉的给水除氧方法,应尽量推广节能新技术,采用目前先进的除氧药剂,或配备除氧装置,结合热力除氧进行综合评价,选择最佳的节能方法。

2.2 回收蒸汽凝结水

冷凝技术是提高燃气锅炉效率的重要途径。天然气含有大量氢元素,燃烧生成大量水蒸气。经过计算,天然气汽化潜热可占天然气的低位发热量的10％左右。当排烟温度较高时,水蒸气不能被冷凝释放潜热,随烟气排放,热量被浪费掉。同时,高温烟气带走显热,由于显热和潜热随烟气被直接排放到大气层,在形成持续热能损失的同时,烟气中氮氧化物等造成对大气的污染。冷凝式燃气锅炉就是使用冷凝式换热器将燃气锅炉排烟中水蒸气凝结下来,以达到提高锅炉热效率降低污染的燃气锅炉。如果降低排烟温度到露点温度以下,回收排烟中的部分烟气和水蒸气的潜热,锅炉的热效率可以提15％左右,热效率提高十分明显。该技术在国外已经成熟应用,我国对环保和节能的要求不断提高,因此冷凝技术将是一项十分具有前景的节能技术。

2.2.1余汽热能回收利用法

在锅炉应用系统中,由锅炉产生的蒸汽,在生产工艺过程中经过表面式换热后,会有大量的低压余热蒸汽排出。一般回收余热蒸汽的做法有两种。

(1)利用疏水阀使冷凝水排出,不允许蒸汽排出,使蒸汽的汽化潜热得到充分地利用。但是实际经验告诉我们,由于疏水阀是由往复运动部件组成,不论国产的还是进口的,疏水阀均能保证对蒸汽的有效密封,从而大量的蒸汽(20%～30%)通过疏水阀排出,仅有部分的凝结水通过水泵打回锅炉作为给水利用,但其回收的热能非常有限。

(2)将余热蒸汽和冷凝水直接通入软水箱来加热锅炉给水实现余热利用。但是, 由于软水箱的容积有限,并不能完全吸收余热蒸汽的全部热能,而且软水箱都是开式结构,造成大量蒸汽白白蒸发,使得热能浪费。

2.2.2 蒸汽热泵回收利用法

蒸汽热泵回收利用法实现对蒸汽余热的最大化利用,可以有效解决余汽热回收利用法中的不足,蒸汽热泵系统使整个热力系统形成闭环,热力损失降到最低,比普通系统节能25%左右。并且锅炉蒸汽系统不再蒸汽弥漫,工作环境的热污染将得到明显改善。

2.3 采用先进的锅炉控制系统

目前,锅炉自动化控制系统的发展十分迅速,成为了锅炉节能的又一项新兴技术。燃气锅炉房供热集中控制系统运用模糊控制理论,以全新概念设计的计算机供热控制系统。通过每台锅炉的各种参数和整个供热系统参数的计算,得出理论锅炉负荷情况,并据其调整锅炉的实际负荷数以及开启哪台锅炉。

通过计算机对锅炉实施集控,使锅炉房内的每一台锅炉循环运行,据系统的负荷率自动、定时切换运行各台锅炉。在保证节能的基础上,延长锅炉使用寿命。

3 结语

锅炉在我国的现代化建设中得到非常广泛的应用,在诸多行业部门中起着举足轻重的作用。锅炉的运行离不开锅炉水,对其水质进行合理有效的处理是延长锅炉使用寿命,确保锅炉安全稳定运行的基础条件。在对锅炉水处理方法进行选择时,我们一定要做到因水制宜、因炉制宜,并且充分考虑处理方法的安全性和可靠性,重视其环境效益,做到真正意义上的增效节能。

参考文献

[1]孙永志,梁节民.浅析锅炉水处理的必要性[M].北京:中国机 械工业出版社,2008.

[2]张强.在用锅炉的节能减排与水质检[J].2010:1.

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