低壓工業(yè)鍋爐水處理的現(xiàn)狀分析與對策探討

余普洲　官偉

摘要：鍋爐水質(zhì)處理的好壞直接關(guān)系到鍋爐的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行及鍋爐的使用壽命，良好的水質(zhì)是鍋爐正常運(yùn)行的先決條件，是鍋爐科學(xué)管理的重要環(huán)節(jié)。我國是世界上工業(yè)鍋爐使用最多的國家，但長期以來由于對水處理工作不夠重視，導(dǎo)致鍋爐內(nèi)結(jié)生水垢的現(xiàn)象較為普遍，造成了巨大的能源浪費(fèi)。積極探求水質(zhì)處理知識，提高水處理技術(shù)水平，對延長鍋爐及水處理設(shè)備使用壽命、提高鍋爐房管理水平、節(jié)能減排有著十分重要的意義。

關(guān)鍵詞：低壓工業(yè)鍋爐；水質(zhì)處理；水質(zhì)運(yùn)行管理；水處理技術(shù)；水處理設(shè)備；節(jié)能減排

中圖分類號：TK223 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）34-0081-03

1 水質(zhì)處理現(xiàn)狀

目前低壓工業(yè)鍋爐水處理管理方面存在一些比較突出的問題。主要體現(xiàn)在：

1.1 水質(zhì)管理方面

由于長期以來重視程度不夠、制度不完善、管理松懈等原因，多數(shù)中小型企業(yè)在鍋爐水處理設(shè)施上投入不足，大多沒有必備的化驗(yàn)設(shè)備及藥品藥劑，部分單位雖然配備了水處理設(shè)備，卻從未投入使用，形同虛設(shè)，水處理設(shè)備長期處于失效運(yùn)行狀態(tài)，由離子交換器變成了過濾器。

1.2 水處理作業(yè)人員方面

存在人員數(shù)量不足、知識結(jié)構(gòu)和綜合素質(zhì)不滿足要求的問題。相當(dāng)一部分單位水處理人員都是由司爐人員兼職，且這些兼職水處理人員大多沒有經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)，對水處理原理，水處理藥劑的性能、用量、用法，加藥時機(jī)，水處理設(shè)備的使用方法等掌握得還不夠好，以致亂用、錯用藥劑，不按量使用的現(xiàn)象時有發(fā)生，在加藥時沒有時間和量的概念，隨心所欲，導(dǎo)致加藥不均勻，操作上排污又不夠，甚至不排污，造成鍋爐內(nèi)水渣、泥垢大量沉積，結(jié)生二次水垢，甚至堵管。

1.3 水處理設(shè)備及運(yùn)行方面

存在設(shè)備選型不合理、與當(dāng)?shù)厮|(zhì)不匹配，以致制水能力不足，以及在日常使用中利用率底、維護(hù)不良等問題。大多數(shù)企業(yè)在鍋爐安裝時，沒有經(jīng)過嚴(yán)格的制水能力等方面的分析計算，不管是自來水還是地下井水、地表水都采用同一模式的水處理方法，水處理設(shè)備大小隨意選配，大小鍋爐標(biāo)配同型軟水器，導(dǎo)致很多水處理設(shè)備超負(fù)荷運(yùn)行，很難達(dá)到或者根本達(dá)不到水質(zhì)處理的目的。

2 導(dǎo)致的后果

不良的水處理系統(tǒng)運(yùn)行管理給鍋爐造成的后果可概括為結(jié)垢、腐蝕、能耗居高不下、嚴(yán)重的環(huán)境污染。

（1）結(jié)垢直接影響鍋爐傳熱和水汽正常循環(huán)、降低鍋爐熱效率、浪費(fèi)燃料（據(jù)估算鍋爐受熱面上結(jié)有1mm水垢，浪費(fèi)燃料約3%～5%），并且水垢常常生成在熱負(fù)荷很高的鍋爐受熱面上，由于水垢導(dǎo)熱系數(shù)要比鍋爐鋼板的導(dǎo)熱系數(shù)小幾十倍甚至數(shù)百倍，為了保證鍋爐出力，就不得不增加金屬管壁溫度，當(dāng)溫度超過金屬所能承受的允許溫度時，金屬強(qiáng)度顯著降低，從而導(dǎo)致金屬過熱變形，嚴(yán)重時將造成鼓包、穿孔、破裂，甚至爆管等事故，嚴(yán)重影響鍋爐安全運(yùn)行和縮短鍋爐壽命。

（2）大多數(shù)低壓工業(yè)鍋爐用汽斷斷續(xù)續(xù)，且使用單位不太重視停爐保養(yǎng)，停爐腐蝕十分普遍。腐蝕會直接影響材料強(qiáng)度，并且在鍋爐受熱面內(nèi)有水垢附著的條件下，非常容易導(dǎo)致垢下金屬腐蝕，結(jié)垢和腐蝕相互促進(jìn)，致使金屬受熱面很快損壞。

（3）大部分采用單純爐內(nèi)加藥水處理的工業(yè)鍋爐鍋水的溶解固形物含量都很高，為了保證鍋水水質(zhì)達(dá)標(biāo)，多數(shù)企業(yè)都采取通過大量排污來降低鍋內(nèi)雜質(zhì)的濃縮倍率，排污比較盲目、隨意性較大，造成了極大的熱量浪費(fèi)。很多鍋爐排污率在10%～15%之間，有的甚至高達(dá)30%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一般控制標(biāo)準(zhǔn)的5%～10%。有資料表明，排污率每升高1%，鍋爐熱損失約增加1.2%～1.3%。鍋爐排污率升高造成了巨大的水損失、熱損失，同時還因向環(huán)境排放熱水而造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。

（4）大部分企業(yè)水處理設(shè)備運(yùn)行管理水平偏低，水處理系統(tǒng)運(yùn)行周期短，再生劑比耗超高，再加上離子交換除鹽系統(tǒng)中廢液和廢水的量都很大，以致再生廢液的過量排放造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。

3 如何搞好水質(zhì)運(yùn)行管理工作

（1）嚴(yán)格執(zhí)行《特種設(shè)備安全法》?！短胤N設(shè)備安全法》第四十四條明確規(guī)定：“鍋爐使用單位應(yīng)當(dāng)按照安全技術(shù)規(guī)范的要求進(jìn)行鍋爐水（介）質(zhì)處理，并接受特種設(shè)備檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)的定期檢驗(yàn)。” 《特種設(shè)備安全法》的及時頒布對鍋爐水質(zhì)監(jiān)督的制度化、規(guī)范化起到積極的推動作用，明確了使用單位按照規(guī)定進(jìn)行水處理的責(zé)任，也為搞好鍋爐水質(zhì)監(jiān)管提供了法律依據(jù)。

（2）監(jiān)管部門應(yīng)針對鍋爐水處理工作的重要性和迫切性充分發(fā)揮監(jiān)管職能，向企業(yè)大力宣傳水處理工作的意義和重要性，督促和引導(dǎo)企業(yè)轉(zhuǎn)變觀念，從思想上認(rèn)識水處理工作的重要性，積極主動地進(jìn)行水質(zhì)處理工作，改進(jìn)工作方式，提高工作質(zhì)量。再通過加大教育培訓(xùn)力度，培訓(xùn)一批懂業(yè)務(wù)、有技術(shù)、能負(fù)責(zé)的水處理從業(yè)人員，充實(shí)水處理運(yùn)行管理隊伍，彌補(bǔ)專業(yè)人員嚴(yán)重不足的現(xiàn)狀。

（3）監(jiān)管部門在核發(fā)鍋爐使用登記證時，應(yīng)核查水質(zhì)處理檢驗(yàn)報告、鍋爐安裝監(jiān)檢報告，結(jié)論不合格的，整改合格后方可核發(fā)鍋爐使用登記證。

（4）對鍋爐使用單位的水質(zhì)管理制度及實(shí)施情況進(jìn)行不定期抽查，對于未按法律法規(guī)技術(shù)規(guī)范要求進(jìn)行鍋爐水處理或鍋爐水質(zhì)定期檢驗(yàn)不合格的使用單位應(yīng)按照《特種設(shè)備安全法》規(guī)定進(jìn)行嚴(yán)肅處理。

（5）督促企業(yè)加大水處理方面必備的化驗(yàn)設(shè)備、藥品的投入，建立起定期化驗(yàn)制度，通過科學(xué)計量，準(zhǔn)確反映鍋爐、水處理設(shè)備運(yùn)行的真實(shí)情況，準(zhǔn)確判斷水質(zhì)是否合格、樹脂何時再生、交換容量是否變化等，一旦出現(xiàn)異常跡象能迅速做出正確的判斷，短時間找到癥結(jié)所在。

（6）檢驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)應(yīng)嚴(yán)格按照法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)要求做好水處理檢驗(yàn)工作，對水處理檢驗(yàn)不合格的單位提出整改意見和期限，幫助企業(yè)因地制宜、因爐制宜、因水制宜制定針對性的水處理方案，為企業(yè)提供有償水處理管理技術(shù)指導(dǎo)和服務(wù)。

（7）在選擇水處理方法和系統(tǒng)時，應(yīng)本著技術(shù)可靠、經(jīng)濟(jì)合理的原則，有針對性地進(jìn)行水處理設(shè)備選配，當(dāng)有的地區(qū)原水總硬度超高或原水水質(zhì)隨季節(jié)變化比較大時，一級軟水器出水可能達(dá)不到要求，建議采用兩級串聯(lián)的鈉離子交換系統(tǒng)。當(dāng)原水碳酸鹽硬度較高時，建議采用弱酸陽離子交換系統(tǒng)或不足量酸再生氫離子交換劑的氫鈉離子串聯(lián)系統(tǒng)處理。對于原水水質(zhì)嚴(yán)重污染的水源在軟化前應(yīng)除去大部分有機(jī)物和微生物，以防樹脂、給水管道以及鍋爐水汽污染。endprint

（8）科學(xué)合理地排污。在保證水汽質(zhì)量合格的前提下，建議安裝自動排污裝置，科學(xué)合理地控制鍋爐排污率，其數(shù)值通過鍋水中溶解固形物或氯離子含量的大小計算確定，即。鍋爐容量比較大的單位應(yīng)增設(shè)排污水回收裝置，以減少大量熱污水外排，對環(huán)境造成的污染。

（9）如采用爐內(nèi)加藥補(bǔ)充防垢處理，則建議采用自動連續(xù)加藥設(shè)備，通過精確計算、計量，連續(xù)均衡地根據(jù)鍋爐的實(shí)際用水量進(jìn)行加藥，這樣不但可以使鍋爐水質(zhì)維持在控制指標(biāo)的較低限運(yùn)行，還可以降低阻垢劑的使用量，做到科學(xué)、合理、環(huán)保加藥，最終實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)。

鍋爐運(yùn)行時每噸給水中磷酸三鈉加藥量計算式如下：

式中：

Y——鍋爐運(yùn)行時每噸給水中磷酸三鈉加藥量（g/t）

YDC——為給水的殘余硬度（mmol/L）

e——相應(yīng)壓力下鍋水應(yīng)維持的磷酸根濃度（mg/L）

P——鍋爐排污率

Q——每小時鍋爐給水量（t/h）

ε——工業(yè)磷酸三鈉的純度

（10）對汽水品質(zhì)要求較高的企業(yè)，如制藥企業(yè)、食品企業(yè)等，建議用軟化加反滲透制水方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的軟化或單純鍋內(nèi)加藥除垢方式，目前反滲透制水技術(shù)已非常成熟，且脫鹽率高、自動化程度高，可顯著提高水汽品質(zhì)，極大降低鍋爐的結(jié)垢速率和排污率。

（11）定期對鍋爐除垢，對于工業(yè)鍋爐，當(dāng)水垢大于1mm及以上或受熱面嚴(yán)重銹蝕時應(yīng)除垢，據(jù)統(tǒng)計清除受熱面1mm的水垢可提高鍋爐效率3%～5%。使用單位可根據(jù)鍋爐實(shí)際結(jié)垢腐蝕情況，采取酸洗、堿煮及絡(luò)合清洗等除垢方式。對于新安鍋爐，建議在投運(yùn)前進(jìn)行堿煮，可使金屬受熱面形成良好的鈍化保護(hù)膜，消除水垢生成的誘導(dǎo)因素。

（12）提高水處理設(shè)備運(yùn)行的可靠性，制定水處理設(shè)備的檢修周期和標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)常檢查交換器內(nèi)的配水，排水裝置和鹽液分配裝置是否損壞，如有損壞時，及時更換。以防引起交換器內(nèi)部的布液不均、樹脂流失、反洗水閥門泄露，硬水或者鹽水漏進(jìn)軟水箱等水處理事故。對碳鋼罐體涂刷環(huán)氧樹脂防腐涂料，及時修理更換泄露的閥門，對中毒的樹脂及時進(jìn)行復(fù)蘇處理，對軟水箱加蓋等。摸索制定適合本區(qū)域水質(zhì)的鍋爐水處理方案，確定軟水產(chǎn)量、鹽耗、再生時間、交換終點(diǎn)的控制以及軟水器交換運(yùn)行流速的控制等參數(shù)。

（13）加強(qiáng)停用期間鍋爐的保養(yǎng)，根據(jù)停爐時間的長短及鍋爐的實(shí)際情況選用既經(jīng)濟(jì)又實(shí)用的保養(yǎng)方法，控制鍋爐在停用期間的腐蝕速率。

4 結(jié)語

工業(yè)鍋爐水處理是一個系統(tǒng)工程，應(yīng)從制度、監(jiān)管、提高企業(yè)管理人員意識、水處理作業(yè)人員素質(zhì)、水處理設(shè)備運(yùn)行管理、水垢預(yù)防與清除等各個方面綜合考慮?？v觀目前低壓工業(yè)鍋爐水處理現(xiàn)狀，任重而道遠(yuǎn)，我認(rèn)為最重要的還是要提高認(rèn)識，讓企業(yè)真正意識到水處理的重要性，使水處理管理逐步正規(guī)化，水處理技術(shù)水平逐步提高，這對延長鍋爐及水處理設(shè)備使用壽命、節(jié)能減排有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

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作者簡介：余普洲（1984-），男，甘肅平?jīng)鋈?，?nèi)江市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)所水質(zhì)檢測師，工程師，研究方向：鍋爐檢驗(yàn)、鍋爐水處理系統(tǒng)運(yùn)行檢驗(yàn)。endprint