供暖鍋爐水處理存在的問(wèn)題與措施探討

鐵法煤業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司后勤服務(wù)保障中心 趙新宇

鍋爐是實(shí)現(xiàn)燃煤化學(xué)能向蒸汽熱能轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵設(shè)備，是城市市政供暖工程的重要保障。鍋爐供暖是一個(gè)系統(tǒng)性工程，離不開(kāi)能量轉(zhuǎn)換，同時(shí)也需要能量穩(wěn)定、可靠、低損耗地傳輸[1]。通過(guò)鍋爐實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的過(guò)程中，水質(zhì)好壞是直接影響轉(zhuǎn)換效率甚至鍋爐使用壽命的關(guān)鍵因素。供暖鍋爐用水通常是由自來(lái)水經(jīng)過(guò)水處理設(shè)備處理后供應(yīng)的，自來(lái)水水質(zhì)超標(biāo)嚴(yán)重或者水處理設(shè)備工作效率不理想，都會(huì)造成供暖鍋爐用水不達(dá)標(biāo)，輕則會(huì)引起水垢使熱轉(zhuǎn)換效率下降、鍋爐工作效率不高，重則使鍋爐爐體受到侵蝕從而影響使用壽命[2]。因此，在采暖鍋爐工作過(guò)程中，應(yīng)該注意對(duì)水質(zhì)的處理與控制。為了確保水處理結(jié)果符合采暖鍋爐的使用標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)該加大對(duì)水處理過(guò)程的關(guān)注，發(fā)現(xiàn)其中存在的問(wèn)題并積極改進(jìn)，從而獲得理想的水質(zhì)凈化和處理效果，最終確保鍋爐的穩(wěn)定運(yùn)行。

一、當(dāng)前供暖鍋爐水處理過(guò)程中存在的問(wèn)題分析

（一）冷凝水回收利用效率不高

理想的供暖鍋爐用水是一個(gè)循環(huán)系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)冷凝水的回收和利用來(lái)實(shí)現(xiàn)水在供暖系統(tǒng)中的循環(huán)，從而提高水的利用率。由于管理意識(shí)的缺失或者是技術(shù)水平的限制，很多供熱站或者熱力供應(yīng)公司對(duì)于冷凝水的回收不夠重視[3]。早期安裝的供暖鍋爐較少設(shè)有冷凝水回收裝置，這就造成了冷凝水的直接浪費(fèi)，冷凝水回收裝置的價(jià)格較高，影響了其廣泛應(yīng)用，有些企業(yè)考慮到運(yùn)營(yíng)成本并沒(méi)有安裝冷凝水回收裝置的意愿。冷凝水回收之后并不能直接輸入鍋爐水采集端口實(shí)現(xiàn)循環(huán)使用，而是要經(jīng)過(guò)相應(yīng)的凈化處理后才能夠再次使用，對(duì)鍋爐冷凝水的凈化處理是一個(gè)復(fù)雜過(guò)程，既需要嚴(yán)格的技術(shù)措施，也需要投入較多的經(jīng)濟(jì)成本，這進(jìn)一步限制了鍋爐冷凝水的回收再利用[4]。因此，無(wú)論是出于主觀原因還是客觀原因，都造成了鍋爐冷凝水回收利用效率不高這樣一個(gè)事實(shí)。

（二）污水排放熱量回收效率不高

供暖鍋爐在實(shí)現(xiàn)熱量轉(zhuǎn)換與供應(yīng)的過(guò)程中，需要不斷注入新水、排除廢水。新水需要經(jīng)過(guò)凈化和軟化之后才能注入鍋爐中使用，廢水融合了鍋爐運(yùn)行過(guò)程中的多種雜質(zhì)，同時(shí)含有一定的熱量。對(duì)廢水需要采用凈化措施處理掉其中對(duì)環(huán)境有污染的雜質(zhì)才允許排放，此外，供熱站或者熱力供應(yīng)公司應(yīng)該建立有效的措施對(duì)其中的剩余熱量進(jìn)行回收，這樣才能實(shí)現(xiàn)鍋爐供暖效益的最大化。很多企業(yè)設(shè)計(jì)的鍋爐供暖系統(tǒng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)熱循環(huán)的完全封閉，因此采集廢水的剩余熱能技術(shù)要求較高，限制了企業(yè)構(gòu)建熱能閉環(huán)循環(huán)的意愿。有些企業(yè)在采集廢水熱能之前對(duì)廢水的凈化處理不到位，導(dǎo)致回收的熱能帶著凈化不完全的廢水一并進(jìn)入鍋爐水循環(huán)系統(tǒng)中，長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)行對(duì)鍋爐爐體造成很大的結(jié)構(gòu)性破壞，給企業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本造成額外的負(fù)擔(dān)。因此，污水排放熱量回收的技術(shù)壁壘或者水凈化措施的不徹底限制了污水排放熱量的回收率。

（三）添加劑的大量使用限制了鍋爐水處理的綜合效益

在供暖鍋爐的運(yùn)行過(guò)程中，為了保證水質(zhì)往往采用多種添加劑實(shí)現(xiàn)水的凈化和軟化。例如，很多供熱站或者熱力供應(yīng)公司采用鈉離子交換器實(shí)現(xiàn)水中堿性化合物的濾除，或者使用除氧器去除鍋爐給水中的氧氣，提前對(duì)給水進(jìn)行預(yù)熱，實(shí)現(xiàn)熱能的高效轉(zhuǎn)換。使用這些添加劑能夠提升采暖鍋爐在使用過(guò)程中的某一項(xiàng)或者某幾項(xiàng)指標(biāo)參數(shù)，使其符合技術(shù)要求，但是很多添加劑的剩余物或者反應(yīng)物會(huì)進(jìn)入水循環(huán)中，對(duì)鍋爐用水中的這些雜質(zhì)進(jìn)行降解或者處理又會(huì)浪費(fèi)額外的資源，導(dǎo)致鍋爐水處理的綜合效益難以提升。因此，在鍋爐中使用添加劑時(shí)，并不是使用量越大越好，還應(yīng)該結(jié)合對(duì)這些添加劑反應(yīng)剩余物的降解進(jìn)行考慮，在使用量與降解成本之間尋求平衡點(diǎn)，這樣才能實(shí)現(xiàn)鍋爐水處理綜合效益的最大化。

二、提升供暖鍋爐水處理綜合效益的基本方法

（一）做好鍋爐爐體及熱循環(huán)管道的防腐防銹處理

鍋爐給水一旦凈化和軟化不合格，就會(huì)攜帶一定量的化學(xué)元素進(jìn)入鍋爐爐體及熱循環(huán)管道中，鍋爐燃燒后產(chǎn)生的高溫促使這些化學(xué)元素快速與爐體及管道材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，最終造成爐體或者管道出現(xiàn)腐爛和銹蝕現(xiàn)象。另外，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的鍋爐如果不及時(shí)進(jìn)行清理，水垢會(huì)越積累越多，最終形成凝結(jié)，影響到熱量轉(zhuǎn)換效率的提升。在鍋爐保養(yǎng)期應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)爐體及熱循環(huán)管道的防腐防銹處理，在爐體及管道內(nèi)部可以涂抹金屬防銹蠟，實(shí)現(xiàn)金屬介質(zhì)與鍋爐供水的有效隔離，防止元素之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)引發(fā)銹蝕現(xiàn)象。在爐體及管道外部可以涂抹防銹漆，降低空氣中水分對(duì)鍋爐系統(tǒng)的腐蝕，同時(shí)需要適當(dāng)控制鍋爐系統(tǒng)周圍的空氣濕度，避免濕度過(guò)大造成銹蝕現(xiàn)象。在鍋爐運(yùn)行過(guò)程中，應(yīng)該定期停爐進(jìn)行爐體及管道的探傷檢查，利用X射線、超聲波等發(fā)現(xiàn)爐體及管道的受損部位及受損嚴(yán)重程度，及時(shí)進(jìn)行修復(fù)。在鍋爐供暖過(guò)程中，應(yīng)該定期監(jiān)測(cè)鍋爐給水中鹽堿度的含量水平，及時(shí)采取措施進(jìn)行堿性雜質(zhì)濾除，防止堆積到一定程度腐蝕鍋爐系統(tǒng)。另外，在鍋爐運(yùn)行過(guò)程中，應(yīng)該定期清除水垢，注意進(jìn)行水垢清除時(shí)避免破壞爐體及管道內(nèi)部涂抹的金屬防銹蠟，如果發(fā)現(xiàn)破壞現(xiàn)象應(yīng)該及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)蠟后再啟爐運(yùn)行。

（二）形成鍋爐運(yùn)行檢查與維護(hù)保養(yǎng)的完善機(jī)制

鍋爐在采暖季長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，離不開(kāi)定期維護(hù)保養(yǎng)，為其提供穩(wěn)定性和安全性保障。為了促進(jìn)鍋爐采暖效益的整體提升，進(jìn)行鍋爐運(yùn)行檢查與維護(hù)保養(yǎng)時(shí)需要形成良性互動(dòng)的制度機(jī)制，這樣才能確保維保工作有章可循、落在實(shí)處。鍋爐運(yùn)行檢查機(jī)制中，應(yīng)該把給水質(zhì)量的檢查放在首位，需要在自來(lái)水凈化和軟化處理后進(jìn)行抽樣檢測(cè)，檢測(cè)其PH值、微量化學(xué)元素的含量以及硬度，確保符合鍋爐用水的質(zhì)量要求后再進(jìn)行注入。鍋爐維護(hù)保養(yǎng)機(jī)制中，應(yīng)該定期檢查爐體及管路的受腐蝕程度，及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)漆或者補(bǔ)蠟處理，當(dāng)發(fā)現(xiàn)受腐蝕而影響使用時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行更換。另外，進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)時(shí)，應(yīng)該對(duì)鍋爐軟化水裝置進(jìn)行重點(diǎn)檢查，當(dāng)軟水用樹(shù)脂吸附能力下降時(shí)，應(yīng)該及時(shí)進(jìn)行新樹(shù)脂補(bǔ)充或者更換，不允許水的硬度不達(dá)標(biāo)就注入鍋爐使用。對(duì)于鍋爐的運(yùn)行檢查與維護(hù)保養(yǎng)，應(yīng)該形成制度，張貼于鍋爐房的明顯位置，方便人員隨時(shí)進(jìn)行查閱。另外，供熱站或者熱力供應(yīng)公司應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)員工運(yùn)行檢查與維護(hù)保養(yǎng)知識(shí)掌握程度的檢查，不允許只會(huì)操作而不懂維護(hù)的現(xiàn)象存在。

（三）創(chuàng)新技術(shù)實(shí)現(xiàn)鍋爐運(yùn)行綜合效益的提升

采暖鍋爐運(yùn)行過(guò)程中，冷凝水的回收利用、污水排放時(shí)的熱量回收以及添加劑反應(yīng)剩余物的剔除都涉及大量的關(guān)鍵技術(shù)。為了提升鍋爐供暖的綜合效益，需要不斷創(chuàng)新鍋爐水處理相關(guān)技術(shù)。為了解決冷凝水回收利用的問(wèn)題，可以對(duì)鍋爐蒸汽預(yù)先利用氯氧化法、曝氣法等進(jìn)行除鐵處理，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)冷凝水閉式回收裝置，通過(guò)隔絕外界空氣中的氧氣和二氧化碳?xì)怏w而單獨(dú)收集冷凝水，進(jìn)入回收裝置后對(duì)冷凝水進(jìn)行突然降溫處理，使其迅速凝結(jié)成液態(tài)水然后導(dǎo)流進(jìn)入鍋爐給水口處，必要時(shí)可以對(duì)凝結(jié)后的水質(zhì)進(jìn)行采樣，化驗(yàn)其中微量元素的含量以及硬度、PH值等指標(biāo)，一旦發(fā)現(xiàn)超標(biāo)立即停止注入并重新進(jìn)行處理。為了解決污水排放時(shí)的熱量回收問(wèn)題，可以將污水重新通過(guò)板式換熱器，與預(yù)先充入的軟化水進(jìn)行熱交換，待氣液兩態(tài)達(dá)到熱平衡后，再將軟化水經(jīng)過(guò)質(zhì)量檢查后重新注入鍋爐給水口，這樣可以實(shí)現(xiàn)廢水熱量的再利用，同時(shí)提升熱轉(zhuǎn)換效率。為了解決添加劑反應(yīng)后剩余物的剔除問(wèn)題，一方面應(yīng)該根據(jù)熱反應(yīng)過(guò)程中獲得總能量需要消耗的水量、加熱時(shí)間、水中雜質(zhì)類別及含量、預(yù)期PH值計(jì)算需要的添加劑總量，在初始反應(yīng)開(kāi)始時(shí)添加進(jìn)鍋爐中的量應(yīng)該嚴(yán)格控制，這樣就能保證產(chǎn)生剩余物的量不至于過(guò)多，這樣在處理時(shí)就比較方便。另一方面，選擇添加劑時(shí)，應(yīng)該優(yōu)先選擇與鍋爐水反應(yīng)后產(chǎn)物為氣體或者水、中性物質(zhì)的添加劑，這樣就能夠減少反應(yīng)物處理的負(fù)擔(dān)，同時(shí)定期對(duì)鍋爐水垢進(jìn)行清理，因?yàn)楹芏喾磻?yīng)物會(huì)隨其他雜質(zhì)一起凝結(jié)進(jìn)入水垢中。總之，在采暖鍋爐水處理過(guò)程中，應(yīng)該結(jié)合當(dāng)前多學(xué)科發(fā)展的最新成果，不斷創(chuàng)新冷凝水的回收利用、污水排放時(shí)的熱量回收以及添加劑反應(yīng)剩余物的剔除等環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)，在滿足成本控制目標(biāo)的基礎(chǔ)上，通過(guò)創(chuàng)新性技術(shù)成果的運(yùn)用提高鍋爐供暖的綜合效益。

三、結(jié)論

水處理是鍋爐采暖過(guò)程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，優(yōu)良品質(zhì)的給水是鍋爐實(shí)現(xiàn)高效熱轉(zhuǎn)換同時(shí)長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。當(dāng)前，很多供熱站或者熱力供應(yīng)公司積極探索鍋爐供熱過(guò)程中的水處理方法，針對(duì)冷凝水回收利用效率不高、污水排放熱量回收效率不高、添加劑剩余物處理不徹底等問(wèn)題，紛紛研究或者建立相應(yīng)的處理設(shè)備和處理機(jī)制提升這些問(wèn)題的處理效果，最終實(shí)現(xiàn)了供暖效益的提升。本文針對(duì)采暖鍋爐水處理過(guò)程中的問(wèn)題，研究了解決這些問(wèn)題并最終提升鍋爐水處理綜合效益的通用性方法，包括做好鍋爐爐體及熱循環(huán)管道的防腐防銹處理、形成運(yùn)行檢查與維護(hù)保養(yǎng)的完善機(jī)制、創(chuàng)新技術(shù)做好常見(jiàn)問(wèn)題的處理等。通過(guò)本文的研究，可以進(jìn)一步拓展鍋爐水處理方法的應(yīng)用，從而提升鍋爐采暖供熱效率，幫助供熱站或者熱力供應(yīng)公司搶占市場(chǎng)份額，實(shí)現(xiàn)發(fā)展壯大。