鍋爐水處理的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行技術(shù)指標(biāo)解析

徐志俊

摘 要：水是鍋爐運(yùn)行過(guò)程中的一項(xiàng)重要材料，其會(huì)對(duì)鍋爐運(yùn)行的安全性、經(jīng)濟(jì)性造成直接影響。本文在對(duì)鍋爐水質(zhì)不良對(duì)鍋爐經(jīng)濟(jì)性造成不良影響進(jìn)行詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上，對(duì)鍋爐水處理運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益技術(shù)指標(biāo)內(nèi)容進(jìn)行全面闡述，希望能對(duì)相關(guān)工作人員有所幫助，促進(jìn)整個(gè)行業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：鍋爐運(yùn)行;水處理;經(jīng)濟(jì)運(yùn)行;安全運(yùn)行

中圖分類號(hào)：TK227.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2020）12-0102-02

在對(duì)鍋爐用水的水質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)可以發(fā)現(xiàn)，多數(shù)鍋爐使用單位針對(duì)水處理操作人員的無(wú)軟化成本的具體考核指標(biāo)都未制定一套與實(shí)際情況相符的管理制度，單純的將優(yōu)質(zhì)軟化水一項(xiàng)指標(biāo)作為衡量標(biāo)準(zhǔn)，這會(huì)導(dǎo)致成本出現(xiàn)嚴(yán)重浪費(fèi)的情況，浪費(fèi)大量的水源和食鹽?？梢?jiàn)，在鍋爐運(yùn)行期間要提高對(duì)鍋爐中水處理設(shè)備運(yùn)行情況的管理，進(jìn)而使鍋爐水處理經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的整體水平能夠得到進(jìn)一步提高。

1鍋爐水質(zhì)不良對(duì)鍋爐經(jīng)濟(jì)性造成的不良影響

鍋爐水質(zhì)情況會(huì)對(duì)鍋爐的運(yùn)行造成不良影響，具體影響主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：

1.1浪費(fèi)大量燃料

水質(zhì)不良會(huì)導(dǎo)致鍋爐在運(yùn)行期間出現(xiàn)鍋爐結(jié)垢情況，這會(huì)對(duì)導(dǎo)致鍋爐在運(yùn)行期間的傳熱效率偏低，蒸汽出力會(huì)出現(xiàn)明顯下降的情況，這會(huì)加大燃料消耗量[1]。相關(guān)研究結(jié)果表明，鍋爐內(nèi)水垢的厚度與材料浪費(fèi)的關(guān)系情況如表1所示。

1.2水質(zhì)不良造成的經(jīng)濟(jì)損失

鍋爐水質(zhì)不良會(huì)對(duì)鍋爐運(yùn)行過(guò)程中的經(jīng)濟(jì)效益以及使用壽命產(chǎn)生直接影響。鍋爐運(yùn)行過(guò)程中，如果鍋爐水質(zhì)量良好，一般鍋爐的使用壽命長(zhǎng)度一般都在10年～15年，一些高質(zhì)量的鍋爐使用壽命長(zhǎng)度甚至能夠達(dá)到20年，但是，如果鍋爐運(yùn)行期間采用質(zhì)量差的水，則會(huì)大幅度減少鍋爐的使用壽命，鍋爐可能會(huì)使用幾年后就發(fā)生報(bào)廢情況，縮短了鍋爐的壽命[2]。此外，還會(huì)縮短鍋爐的清洗和維修時(shí)間，增加費(fèi)用以及工作量，這都會(huì)對(duì)生產(chǎn)工作的開(kāi)展造成不良影響，降低鍋爐運(yùn)行效益。

2計(jì)算再生劑耗量

核算鍋爐水處理經(jīng)濟(jì)，針對(duì)鍋爐中水的處理，要核算再生劑的具體消耗情況。再生劑耗量指的是使水處理設(shè)備在中交換劑恢復(fù)1mol交換能力而消耗的再生劑量。通常來(lái)說(shuō)，制作出相同量的符合應(yīng)用要求的軟化水，鹽耗量越小，經(jīng)濟(jì)效益也就越高[3]。但是，也會(huì)由于在鹽耗較低的情況下，因?yàn)樵偕坎粔虺浞?，進(jìn)而導(dǎo)致樹(shù)脂無(wú)法得到合理應(yīng)用，制水周期短，而且再生流程十分頻繁，這都會(huì)引起耗水量較大情況，這會(huì)對(duì)樹(shù)脂在應(yīng)用期間的壽命長(zhǎng)度造成不良影響?？梢?jiàn)，再生劑的具體消耗量是一項(xiàng)關(guān)鍵經(jīng)濟(jì)指標(biāo)[4]。因此，在進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算時(shí)，應(yīng)當(dāng)將樹(shù)脂與再生劑鹽耗的工作換容量進(jìn)行融合，盡量在確保較好工作交換容量基礎(chǔ)上，最大程度減少再生劑鹽耗量。

在對(duì)鍋爐用水進(jìn)行處理時(shí)，再生劑消耗的核算方法如公式（1）：

在公式（1）中，K表示的是再生劑耗量，單位為g/mol。G表示的是再生期間消耗的食鹽量，單位為kg。Q表示的是制水設(shè)備在具體運(yùn)行過(guò)程中的周期之水量，單位為m3。YD表示的是采用原水的總硬度，單位為mmol/L。YDC表示單位軟水殘留硬度，單位為mmol/L。如果原水硬度比軟水殘硬度很多，此時(shí)可以忽略YDC。

通過(guò)對(duì)大量的試驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，無(wú)論鍋爐中采用的水處理設(shè)備大小如何，對(duì)于采用的再生劑具體消耗量都要控制在以下范圍：隨流再生，K值要始終保持在120g/mol以內(nèi);逆流再生，K值要始終保持在100g/mol以內(nèi);浮床，K值要始終保持在90g/mol以內(nèi)[5]。針對(duì)鍋爐中采用的鈉離子交換器來(lái)說(shuō)，處于逆流再生狀態(tài)時(shí)，通常情況下，再生劑消耗量硬度要控制在95g/mol～105g/mol。

3 計(jì)算工作交換量

工作交換容量在水處理中指的是在實(shí)際工作情況下，離子交換樹(shù)脂在應(yīng)用期間具備交換能力。需要注意的是，對(duì)于同一離子交換樹(shù)脂，其在具體工作時(shí)的交換能力容量不是一個(gè)固定值，其會(huì)隨著工作條的變化而發(fā)生改變。交換容量會(huì)受不同因素影響，例如，樹(shù)脂再生方式、樹(shù)脂遭受到的污染以及出水終點(diǎn)的控制情況等各項(xiàng)內(nèi)容[6]。例如，某鍋爐房?jī)?nèi)的水質(zhì)量設(shè)備發(fā)生了離子交換樹(shù)脂工作交換容量降低，周期制水量會(huì)發(fā)生顯著降低的情況，通過(guò)抽樣宏觀檢查可以發(fā)現(xiàn)，采用的樹(shù)脂外觀已經(jīng)出現(xiàn)了發(fā)紅情況，而且不透明，顆粒呈圓勻性，對(duì)這一現(xiàn)象進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致實(shí)測(cè)作業(yè)交換容量偏低的原因是樹(shù)脂在長(zhǎng)期應(yīng)用期間，樹(shù)脂遭受到了鐵離子的污染，通過(guò)復(fù)蘇方式對(duì)樹(shù)脂進(jìn)行處理，進(jìn)而使其能力得以恢復(fù)。

由此可見(jiàn)，通過(guò)工作交換量的大小就可以對(duì)樹(shù)脂的質(zhì)量情況進(jìn)行判斷，其也是衡量離子交換劑在具體應(yīng)用期間具體能力的一項(xiàng)重要指標(biāo)，同時(shí)，也是復(fù)蘇樹(shù)脂的關(guān)鍵依據(jù)。鍋爐具體運(yùn)行期間，采用公式（2）對(duì)工作交換容量計(jì)算。

在公式（2）中，E工表示的為的工作交換量，單位為mol/m3。VR表示的為交換柱內(nèi)填充樹(shù)脂體積，單位為m3。

4 計(jì)算周期制水量

周期制水量指的是在制水質(zhì)量達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上，在一個(gè)周期內(nèi)可以為鍋爐制備能力進(jìn)行確定。周期制水量離子交換樹(shù)脂工作交換容量、原水水質(zhì)、制水成本等各項(xiàng)內(nèi)容都有著緊密聯(lián)系，影響周期制水量的因素有以下幾點(diǎn)：

（1）若原水硬度大，則周期的具體質(zhì)量則更小。

（2）離子交換器內(nèi)的樹(shù)脂層高度沒(méi)有達(dá)到相應(yīng)的要求標(biāo)準(zhǔn)，樹(shù)脂發(fā)生流失現(xiàn)象，都會(huì)導(dǎo)致周期制水量出現(xiàn)過(guò)小情況[7]。

（3）有害物質(zhì)對(duì)離子交換器內(nèi)的樹(shù)脂造成了污染，導(dǎo)致其遭受破壞，無(wú)法發(fā)揮出相應(yīng)的作用。

（4）離子交換器內(nèi)采用固定各種排水、配水等各項(xiàng)裝置，或者鹽液的分配裝置遭受到了破壞，這一現(xiàn)象的出現(xiàn)，會(huì)導(dǎo)致部分交換容量無(wú)法被利用，這也會(huì)降低離子交換器在應(yīng)用期間的周期制水量。

（5）再生食鹽的食用量少，在實(shí)際作業(yè)期間，若食鹽質(zhì)量較差，或者食鹽濃度過(guò)低，這都會(huì)降低周期制水量。

在實(shí)際問(wèn)題分析，需要作業(yè)人員注意的是，工作交換容量取值會(huì)存在一定差異。一般來(lái)說(shuō)，進(jìn)口樹(shù)脂的工作交換容量為1050mol/m3～1250mol/m3。而對(duì)于采用的國(guó)產(chǎn)樹(shù)脂的工作交換容量則為850mol/m3～1050mol/m3。與此同時(shí)，針對(duì)水硬度來(lái)說(shuō)，其硬度越小，則工作交換容量的取值范圍越大。

5分析樹(shù)脂年損耗情況

鍋爐中采用的離子交換樹(shù)脂在具體應(yīng)用期間，交換能力是確保水處理作業(yè)能夠正常運(yùn)行的基礎(chǔ)。如果樹(shù)脂在應(yīng)用期間，由于機(jī)械原因遭受到了破壞，在具體作業(yè)期間，可以采取定期補(bǔ)充樹(shù)脂方式完成相應(yīng)處理，進(jìn)而使設(shè)備在運(yùn)行期間具有良好能力，滿足鍋爐在運(yùn)行期間的具體需求。若鍋爐中的樹(shù)脂交換容量出現(xiàn)了較為顯著的降低，為了保證鍋爐能夠正常運(yùn)行，要對(duì)鍋爐中采用固定部分樹(shù)脂或者全部樹(shù)脂進(jìn)行更換，只有這樣才能確保鍋爐中設(shè)備可以具有較強(qiáng)的交換能力。針對(duì)鍋爐中采用的離子交換器中的樹(shù)脂，工作人員應(yīng)當(dāng)每年定期對(duì)其進(jìn)行全面檢查，對(duì)離子交換器的質(zhì)量，以及樹(shù)脂的實(shí)際交換能力是否發(fā)生了改變進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)，依據(jù)具體情況，及時(shí)完成相應(yīng)的補(bǔ)充作業(yè)。陽(yáng)離子交換樹(shù)脂在實(shí)際應(yīng)用期間與陰離子交換樹(shù)脂相比，前者交換能力更弱，因此，針對(duì)陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，通常只需要對(duì)破碎樹(shù)脂進(jìn)行補(bǔ)充。鍋爐運(yùn)行期間樹(shù)脂年損耗量可以依據(jù)公式（3）計(jì)算。

在公式（3）中，R表示的是樹(shù)脂年損耗量，其單位為m3。VB表示的是鍋爐在運(yùn)行期間樹(shù)脂年補(bǔ)充量，單位為m3。一般來(lái)說(shuō)，鍋爐中采用固定樹(shù)脂的利用率都被控制在42.5%～62.5%，如果經(jīng)過(guò)分析，發(fā)現(xiàn)樹(shù)脂利用率低于42.5%，則說(shuō)明樹(shù)脂再生出現(xiàn)了問(wèn)題，而如果該數(shù)值高于62.5%，則說(shuō)明采用的再生劑存在問(wèn)題，表明采用的再生劑量大，因此，還存在一定的節(jié)約潛力。

鍋爐水處理是鍋爐在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，其中許多內(nèi)容都是經(jīng)濟(jì)運(yùn)行技術(shù)指標(biāo)，主要經(jīng)濟(jì)運(yùn)行指標(biāo)有再生劑耗量、工作交換量、周期制水量、樹(shù)脂年損耗情況等多項(xiàng)內(nèi)容，在實(shí)際分析過(guò)程中，要對(duì)各項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行全面計(jì)算，對(duì)每一項(xiàng)指標(biāo)內(nèi)容進(jìn)行明確，進(jìn)而為鍋爐的穩(wěn)定運(yùn)行，提高鍋爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性提供支持。此外，在進(jìn)行樹(shù)脂清洗期間也會(huì)消耗一定量的水，該過(guò)程中消耗的水量被稱作水耗。從以往的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，在對(duì)樹(shù)脂進(jìn)行清洗時(shí)，需要的實(shí)際水耗量一般都集中在3.5m3～5.8m3，也就是說(shuō)，1m3樹(shù)脂要采用3.5m3～5.8m3的清水完成清洗作業(yè)。通常來(lái)說(shuō)，在實(shí)際生產(chǎn)作業(yè)期間，生產(chǎn)100m3的軟化水，水耗量并不會(huì)超過(guò)2m3，在該過(guò)程中主要包括了再生劑、清洗、反洗、置換等各個(gè)流程的用水。

6 結(jié)語(yǔ)

鍋爐水處理節(jié)能減排作業(yè)是確保鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行，提高經(jīng)濟(jì)效益的一項(xiàng)重要內(nèi)容，也是工業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)可持續(xù)化發(fā)展的一項(xiàng)重要保證。現(xiàn)階段，我國(guó)提高了對(duì)鍋爐用水的處理，提高了對(duì)節(jié)能減排的重視，要全面掌握鍋爐用水節(jié)能的具體情況，對(duì)鍋爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行明確，對(duì)鍋爐運(yùn)行中的各項(xiàng)節(jié)能減排環(huán)節(jié)進(jìn)行全面把控，進(jìn)而確保鍋爐在具體運(yùn)行過(guò)程中的安全性、穩(wěn)定性，這對(duì)于保證工業(yè)中各項(xiàng)鍋爐水處理節(jié)能減排來(lái)說(shuō)意義重大。

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