高壓電極鍋爐水處理系統(tǒng)的研究

閆一博 申灝 李航

摘? 要：近年來(lái)，經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，促進(jìn)化工生產(chǎn)企業(yè)的不斷增多。鍋爐是化工生產(chǎn)企業(yè)的最主要的熱源設(shè)備，鍋爐的安全生產(chǎn)是化工安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)，而鍋爐給水指標(biāo)的穩(wěn)定控制是關(guān)系到鍋爐長(zhǎng)期安全運(yùn)行的關(guān)鍵因素之一。目前的鍋爐爐水處理方案存在濃縮倍數(shù)低、鍋爐排污量大、爐水指標(biāo)波動(dòng)大、操作難度大、易產(chǎn)生蒸汽夾帶問(wèn)題以及大量排污導(dǎo)致的能量損失問(wèn)題。在企業(yè)不斷提高安全、環(huán)保和節(jié)能意識(shí)的今天，常規(guī)產(chǎn)品已不能滿足現(xiàn)實(shí)的發(fā)展需要。本文就高壓電極鍋爐水處理系統(tǒng)展開探討。

關(guān)鍵詞：高壓;電極鍋爐;水處理;系統(tǒng)

引言

高壓電極鍋爐因?yàn)椴捎酶邏弘姷奶厥庑?，其?nèi)部裝置對(duì)水質(zhì)變化的反饋會(huì)相當(dāng)敏感，沒(méi)有良好的符合要求的水質(zhì)對(duì)電極鍋爐設(shè)備的壽命、運(yùn)行穩(wěn)定性及安全性都會(huì)產(chǎn)生很大的危害。而常規(guī)的工業(yè)鍋爐采用的人工加藥方式顯然無(wú)法滿足電極鍋爐對(duì)水質(zhì)的要求;故高壓電極鍋爐需要一套自動(dòng)的、靈敏度極高的、反饋和執(zhí)行均非?？斓乃幚砜刂葡到y(tǒng);國(guó)內(nèi)研究鍋爐給水加藥系統(tǒng)自動(dòng)控制始于80年代后期到90年代，一般采取的是PID調(diào)節(jié)控制方式，但是這種調(diào)試方法由于被調(diào)節(jié)控制的對(duì)象會(huì)有延遲性，并且干擾因素也很多，其效果并不理想;已有的關(guān)于鍋爐加藥系統(tǒng)的研究大多集中于燃煤、燃油等一些中小型鍋爐，而對(duì)于高壓電極鍋爐加藥系統(tǒng)的研究還很少涉及。

1工業(yè)鍋爐水處理的必要性

工業(yè)鍋爐目前常用的水處理方法有兩種：鍋外水處理，即鈉離子交換軟化法;鍋內(nèi)加藥法。選擇對(duì)進(jìn)鍋爐的原水進(jìn)行處理，其原因是如果不進(jìn)行處理，直接將原水作為鍋爐給水，使其進(jìn)入鍋爐，原水中硬度高，容易在鍋爐受熱面產(chǎn)生水垢，水垢導(dǎo)熱性差，極有可能導(dǎo)致鍋爐發(fā)生變形、過(guò)熱，嚴(yán)重甚至可能發(fā)生爆炸，同時(shí)也會(huì)增加工業(yè)鍋爐的能耗，降低工業(yè)鍋爐燃燒的熱效率，所以采用鍋爐水處理對(duì)鍋爐的原水進(jìn)行處理是必不可少的。采用鈉離子交換的鍋外軟化方法則可以去除原水中的硬度，避免鍋爐結(jié)垢，因此大多數(shù)工業(yè)鍋爐使用單位采用了鈉離子交換的方法對(duì)原水進(jìn)行軟化處理，并搭配上鍋內(nèi)加藥來(lái)控制鍋爐的給水與爐水的相關(guān)檢測(cè)指標(biāo)。鈉離子交換僅僅只能去除原水中的硬度，經(jīng)過(guò)鈉離子交換的水堿度與含鹽量并不會(huì)變化，甚至有可能會(huì)增大，考慮到這一層問(wèn)題，相關(guān)檢測(cè)單位建議搭配上鍋內(nèi)加藥，選擇正確的藥劑，與鍋內(nèi)的結(jié)構(gòu)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，減少結(jié)垢物質(zhì)的析出，或形成沉淀，隨著鍋爐排污一起排出，可以更有效的減輕和預(yù)防鍋爐的結(jié)垢、腐蝕等問(wèn)題。鍋爐結(jié)垢與腐蝕問(wèn)題的解決，可以更好地降低工業(yè)鍋爐能耗，提高工業(yè)鍋爐的熱效率，達(dá)到節(jié)能減排的目的。

2高壓電極鍋爐爐內(nèi)水質(zhì)處理

2.1爐水的理化過(guò)程

電極鍋爐的內(nèi)筒中的三相的電極元件浸沒(méi)在水中，三相電極帶電后，會(huì)直接加熱具有低電導(dǎo)率的鍋爐水，鍋爐的水作為電阻，在電流的作用下迅速加熱，聚集一定熱量后，就產(chǎn)生了高質(zhì)量的蒸汽。而鍋爐水在劇烈沸騰或流動(dòng)時(shí)，通過(guò)對(duì)內(nèi)壁和外壁的沖刷，會(huì)破壞爐水中雜質(zhì)的狀態(tài)，并在局部形成晶體;然后陰離子和陽(yáng)離子會(huì)聚集在一起，使微小顆粒逐漸長(zhǎng)大為大顆粒，最后形成粗大的晶體或無(wú)定形的絮體;這是鍋爐水中沉積物形成的一個(gè)重要原因。鍋爐運(yùn)行過(guò)程中，水受熱時(shí)不斷形成蒸汽，而含鹽雜質(zhì)極易滯留在鍋爐內(nèi)壁上，形成極薄的沉淀層。在連續(xù)加熱的條件下，電極鍋爐不斷進(jìn)行著水的蒸發(fā)、蒸汽的產(chǎn)生和少量鹽和殘?jiān)某练e的重復(fù)過(guò)程，而隨著鹽的沉積，也發(fā)生了一些可溶性鹽的再溶解現(xiàn)象，最終使那些不溶性的鹽附著在鍋爐的內(nèi)壁上。一旦在鍋爐表面形成附著物，它們就會(huì)起到晶體核心的作用，打破了鍋爐水中一些雜質(zhì)的過(guò)飽和平衡狀態(tài)，使它們?cè)谶@些區(qū)域迅速沉淀出來(lái)，它的沉降速度比其它部分快得多。因此，如果鍋爐內(nèi)部結(jié)垢不及時(shí)清除，厚度將在短時(shí)間內(nèi)快速增加。

2.2加強(qiáng)對(duì)冷凝水的凈化回收

鍋爐的冷凝水熱量，一般可達(dá)到蒸汽熱量的20%～30%。如果對(duì)冷凝水熱量進(jìn)行回收利用，不僅能使鍋爐的給水溫度得到有效提高，還可以減少鍋爐的補(bǔ)給水量，而冷凝水熱量的充分利用，無(wú)疑是提高鍋爐熱效率的最佳途徑。

2.3爐水加藥處理

爐內(nèi)加藥處理的目的，主要是使隨鍋爐給水進(jìn)入爐內(nèi)的結(jié)構(gòu)雜質(zhì)，與所加的藥劑反應(yīng)，生成為呈分散狀的懸浮顆粒，通過(guò)鍋爐排污而排出爐外，而不會(huì)沉積在鍋爐筒壁上，以達(dá)到鍋爐防垢的目的。而為了不結(jié)垢、結(jié)渣，可采用下述一些方法：（1）為結(jié)渣創(chuàng)造條件。當(dāng)鍋爐水的PH值控制在10～12時(shí)，碳酸鈣在堿性成分的分散作用下沉淀，而在鍋爐水中懸浮形成水渣;（2）為鍋爐創(chuàng)造清潔的環(huán)境，盡量減少水垢的形成的環(huán)境外因。例如，安裝的鍋爐需要進(jìn)行鍋爐內(nèi)部煮爐處理，對(duì)鍋爐表面進(jìn)行清洗;對(duì)于長(zhǎng)期停運(yùn)的鍋爐首先做好防腐措施，且在下一次運(yùn)行之前進(jìn)行規(guī)范的化學(xué)清洗;（3）控制結(jié)垢的平衡，使易結(jié)垢的離子在爐水中向結(jié)渣方向發(fā)展，便于排出。這通常可以通過(guò)用磷酸鹽或純堿來(lái)實(shí)現(xiàn);（4）加大水流量，創(chuàng)造有利于水循環(huán)的條件，以破壞水渣的沉積過(guò)程。

3建議

3.1加強(qiáng)節(jié)能減排宣傳，加強(qiáng)鍋爐水處理的

監(jiān)管力度，提高鍋爐水處理設(shè)備投用率做好高壓電極鍋爐水處理工作，使用單位應(yīng)按照國(guó)家的相關(guān)要求做好工作安排，相關(guān)監(jiān)管部門應(yīng)積極做好宣傳、引導(dǎo)工作，加強(qiáng)對(duì)鍋爐使用單位的監(jiān)管，推動(dòng)鍋爐水的規(guī)范處理工作全面展開。與此同時(shí)，各級(jí)監(jiān)管部門應(yīng)明確鍋爐水的規(guī)范處理要求，采用定期與不定期相結(jié)合的檢查方式，督促鍋爐使用單位積極做好水處理的改進(jìn)工作，在鍋爐安裝告知時(shí)，監(jiān)察機(jī)構(gòu)應(yīng)要求使用單位根據(jù)相關(guān)規(guī)定配備鍋爐水處理設(shè)備，并督促使用單位正確對(duì)待水處理工作，促使使用單位積極完善與維護(hù)水處理設(shè)備，通過(guò)提高鍋外水處理法的應(yīng)用率，更好改善鍋爐水的品質(zhì)與質(zhì)量。再而，鍋爐使用單位應(yīng)加強(qiáng)鍋爐使用相關(guān)制度建設(shè)，以進(jìn)一步規(guī)范鍋爐操作及水處理工作。

3.2加藥方法

爐內(nèi)加藥有間歇給藥和連續(xù)給藥兩種方式。間歇給藥是指在一定時(shí)間間隔內(nèi)給水加一次藥，此方法比較簡(jiǎn)單、方便，但在運(yùn)行過(guò)程中鍋爐水的藥品濃度變化大，給供水和蒸汽品質(zhì)帶來(lái)不良影響。連續(xù)給藥是指按事先設(shè)定好的濃度向鍋爐連續(xù)給藥。這種加藥方法可以使?fàn)t內(nèi)水中的藥劑濃度變化始終在指標(biāo)范圍內(nèi)，爐水各項(xiàng)化驗(yàn)指標(biāo)變化平緩，便于檢測(cè)、調(diào)節(jié)。但需要有一套加藥設(shè)備，增加了運(yùn)行的費(fèi)用和維修工作量。

3.3提高水處理設(shè)備質(zhì)量，重視水處理設(shè)備的檢驗(yàn)

相關(guān)部門應(yīng)加強(qiáng)水處理設(shè)備質(zhì)量的監(jiān)管，加強(qiáng)對(duì)水處理設(shè)備的市場(chǎng)監(jiān)管，以全面提高市場(chǎng)上水處理設(shè)備的質(zhì)量，防止不達(dá)標(biāo)的水處理設(shè)備流入市場(chǎng)。同時(shí)，使用單位應(yīng)加強(qiáng)對(duì)水處理設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)。鍋爐檢驗(yàn)人員也應(yīng)加強(qiáng)對(duì)鍋爐水處理專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)，在對(duì)高壓電極鍋爐進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，重視對(duì)水處理設(shè)備進(jìn)行檢驗(yàn)，并檢查鍋爐水處理設(shè)備的處理能力是否與鍋爐型號(hào)相匹配，對(duì)設(shè)備的過(guò)濾系統(tǒng)進(jìn)行重點(diǎn)檢查，以及時(shí)發(fā)現(xiàn)是否存在軟化鹽管，以便于及時(shí)采取措施。

結(jié)語(yǔ)

鍋爐水處理對(duì)鍋爐的運(yùn)行具有重大影響作用。在節(jié)能減耗、生態(tài)環(huán)境保護(hù)成為社會(huì)發(fā)展重點(diǎn)的背景下，鍋爐給水的規(guī)范處理就顯得更加重要，因此，應(yīng)將鍋爐水處理列入鍋爐管理的重點(diǎn)，把握好各個(gè)水處理環(huán)節(jié)，保證鍋爐的運(yùn)行安全、節(jié)能且環(huán)保。

參考文獻(xiàn)

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