工业锅炉用除盐水与软化水的能耗与经济比较

刘磊

【摘 要】在工業锅炉的给水及排污的过程中，会使用到除盐水及软化水，为了能够比较出两者在这一过程中的能耗及经济性，论文对制取除盐水过程中的电耗、水耗及其成分等方面的测定方式及结果进行了分析。并且得出了在工业锅炉的给水过程中，基于排污效果上，使用除盐水所产生的能耗，要比软化水使用过程中产生的能耗低；但同时，使用除盐水花费的经济成本也比较高，从经济层面来说并不合适。

【Abstract】Desalted water and softened water will be used in the process of feedwater and sewerage of industrial boilers. In order to compare the energy consumption and economical efficiency of the two in this process， the paper analyzes the determination methods and results of electricity consumption， water consumption and their components in the process of preparing desalted water. And it is concluded that， based on the effect of sewage discharge， the energy consumption produced by using desalination in the feedwater process of industrial boiler is lower than that produced by using soft water. However， at the same time， the economic costs of using desalted water are also high， and it is not appropriate from the economic level.

【关键词】工业锅炉；除盐水；软化水

【Keywords】industrial boilers； desalination water； soften water

【中图分类号】TK229 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2018）07-0152-02

1 引言

现阶段，我国大部分工业锅炉在给水过程中使用的都是软化水，软化水的使用只是除去了水中大部分的钙、镁离子，对于其他溶解固形物并没有起到消除的作用。而当工业锅炉在工作一段时间后，锅炉内部的水分会不断蒸发，剩下的水会逐渐浓缩，最终导致溶解固形物的含量增多。同时，在工业锅炉运行过程中，由于炉内水分中含有的钙、镁离子会和碱反应，生成一定的水渣，这些水渣若不及时排出，就会使锅炉的内壁上形成结垢，影响锅炉的质量。而除盐水，在使用过程中能够去除锅水中的大部分悬浮物、胶体及各种无机离子，效果非常突出。

2 实验流程

2.1 实验仪器

实验仪器也是实验过程中非常重要的部分，仪器的质量直接影响着实验结果。在本次实验过程中，主要使用的仪器有原子吸收光谱仪、离子色谱仪、单向电度表及高纯水机等[1]。在实验开始前，应对所有仪器设备的使用性能进行检验，并处理好不同设备之间的衔接环节，从而保证实验的顺利进行。

2.2 制取除盐水的能耗测定

实验人员可以将自来水引入高纯水机中，来获取实验所需的除盐水。同时，在这一过程中，应使用电度表对该过程中消耗的电能进行测定。测定结果表明：在制取1t的除盐水过程中，需要消耗的电能约为4.6kWh左右[2]。经过测定显示，每制取1t左右的除盐水，需要消耗的自来水的量为7t左右。

2.3 自来水溶解固形物含量及其成分的测定

通过测定结果表明，自来水中溶解固形物成分中主要含有钠、钙、镁、铁、氯等多种离子，自来水（238mg/L）中各离子的含量如表1所示。测定自来水中溶解固形物的方法主要是按照GB/T1576-2008中有关工业锅炉水质的测定方法进行的。同时，钠离子、钙离子、镁离子、铁离子的测定主要是通过使用原子吸收光谱仪，运用石墨炉法完成测定的。

2.4 除盐水溶解固形物含量及其成分的测定

通过测定表明，除盐水中含有的溶解固形物的总含量为1.8mg/L。其中，钠离子、氯离子、钙离子、铁离子的含量分别如表 2 所示。测定方法也是采用GB/T1576-2008中有关工业锅炉水质的测定方法。

3 结果分析及讨论

3.1 除盐水与软化水的能耗比较

实验人员为了能够更直观地了解到除盐水及软化水的能耗差别，在进行工业锅炉给水的过程中，假设每台锅炉的水分蒸发量为每小时1t，锅炉的额定蒸汽压力为1MPa，且使用的锅炉一般都为无过热的工业锅炉。首先，在工业锅炉的给水过程中，选择除盐水作为主要原料，通过实验测定得到如下结果：除盐水在工业锅炉给水过程中溶解的固形物为1.8mg/L；根据相关标准可知，在工业锅炉的给水过程中，当锅炉的额定蒸气压力为≤1.0MPa的无过滤蒸汽锅炉时，锅炉内产生的溶解物的含量一般为≤4.0*103mg/L；同时，按照工业锅炉的排污率计算公式P=（RG给/RG锅-RG给）*100%（其中，RG给表示给水中溶解固形物的含量；RG锅表示工业锅炉溶解固形物含量的允许值），可以计算出工业锅炉使用除盐水的排污率为0.045%[3]。换言之，工业锅炉给水过程中使用除盐水，每小时只需排放0.45kg的除盐水，一天24小时，使用的除盐水共10.8kg。并且，假设给水温度为20℃，一天24小时，由排污导致的能量损失经计算约为7533kJ。这一结果与使用0.257kg标准煤产生的热量损失一致。而实际上，我国工业锅炉使用过程中，其热量的损耗一般为60%～65%的范围内，若将热效率定位65%，则与使用0.395kg的标准煤产生的热效率相同。

而在工业锅炉的给水过程中，若使用软化水，其主要原理是利用离子交换树脂，将水中含有的铁、镁、钙等离子交换为钠离子。具体来说，在知道自来水中溶解固形物及各种离子含量的情况下，只需将液体内各种离子转化为钠离子，就能够计算出软化水中溶解固形物的含量。同时，通过计算得知，选用与生产除盐水相同的自来水得到的软化水，其含有的溶解固形物的总量为260mg/L。

3.2 除盐水与软化水为工业锅炉给水的经济比较

现阶段，人们使用的除盐水主要是通过反渗透装置获得的，而反渗透装置的运行，需要消耗大量的电能，而电能作为二次能源需要从电网中获得，无疑增加了使用过程中的资金成本。对于工业锅炉的用电价格，我国电力部门制定的电费标准为0.725元/kWh。假设需要制取24.01t的除盐水，其用电量约为112.13kWh，花费的电费为81.29元。鉴于上述情况，在采用除盐水取代软化水后，节约的煤量約为13.6kg。再将节约的煤量换算成发热量，其发热量数据为24.27MJ/kg；24.27MJ/kg热量需要消耗的原煤总量为16.4kg；再根据原煤价格530元/t的价格标准进行计算，得到购买这些原煤的费用为72.6元。此外，现阶段一般使用氯化钠作为再生剂，也就是普通的食盐，制取25t软化水消耗的食盐为13.37kg，每kg的市场价格一般为2.4元左右，得出这一过程花费的人民币价格为32.1元左右。综上所述，在符合相关标准下，工业锅炉在给水过程中，使用除盐水花费的成本要比使用软化水的成本多出40元。由此可见，在工业锅炉给水过程中，选择除盐水的方式从经济上看并不合适。

4 结论

首先，在工业锅炉的给水过程中，使用除盐水的效果要比软化水的效果好，其制水及排污过程中所产生的能耗都较低；其次，对于一般工业锅炉的使用单位来说，用除盐水代替软化水，所消耗的资金成本较高，从经济层面上分析这一做法并不合适。所以说，在工业锅炉的给水过程中，选择除盐水及软化水的最关键问题，就是需要结合实际的锅炉运行需要，从经济、技术层面进行综合性分析，制定有效的方案措施。

【参考文献】

【1】孙红.工业锅炉锅内水处理药剂阻垢率检测方法探讨[J].中国设备工程，2018，23（06）：105-106.

【2】王恩杰，牟颖华.电厂工业锅炉水质常规化验的意义和方法[J].化工管理，2018，36（08）：110.

【3】李刚，徐文亮，麻刚斗.工业锅炉氮氧化物污染控制的氨混合优选方案[J].中国环保产业，2018，17（02）：39-45.