工业锅炉用除盐水与软化水的能耗与经济比较

刘磊

（辽河石油勘探局有限公司石油化工分公司，辽宁 盘锦 124010）

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。

表1 自来水中各离子的含量

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。

表2 除盐水中各离子的含量

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，节约的煤量约为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。