高压电极锅炉水处理系统的研究

闫一博 申灏 李航

摘  要：近年来，经济的进步，促进化工生产企业的不断增多。锅炉是化工生产企业的最主要的热源设备，锅炉的安全生产是化工安全生产的基础，而锅炉给水指标的稳定控制是关系到锅炉长期安全运行的关键因素之一。目前的锅炉炉水处理方案存在浓缩倍数低、锅炉排污量大、炉水指标波动大、操作难度大、易产生蒸汽夹带问题以及大量排污导致的能量损失问题。在企业不断提高安全、环保和节能意识的今天，常规产品已不能满足现实的发展需要。本文就高压电极锅炉水处理系统展开探讨。

关键词：高压;电极锅炉;水处理;系统

引言

高压电极锅炉因为采用高压电的特殊性，其内部装置对水质变化的反馈会相当敏感，没有良好的符合要求的水质对电极锅炉设备的寿命、运行稳定性及安全性都会产生很大的危害。而常規的工业锅炉采用的人工加药方式显然无法满足电极锅炉对水质的要求;故高压电极锅炉需要一套自动的、灵敏度极高的、反馈和执行均非常快的水处理控制系统;国内研究锅炉给水加药系统自动控制始于80年代后期到90年代，一般采取的是PID调节控制方式，但是这种调试方法由于被调节控制的对象会有延迟性，并且干扰因素也很多，其效果并不理想;已有的关于锅炉加药系统的研究大多集中于燃煤、燃油等一些中小型锅炉，而对于高压电极锅炉加药系统的研究还很少涉及。

1工业锅炉水处理的必要性

工业锅炉目前常用的水处理方法有两种：锅外水处理，即钠离子交换软化法;锅内加药法。选择对进锅炉的原水进行处理，其原因是如果不进行处理，直接将原水作为锅炉给水，使其进入锅炉，原水中硬度高，容易在锅炉受热面产生水垢，水垢导热性差，极有可能导致锅炉发生变形、过热，严重甚至可能发生爆炸，同时也会增加工业锅炉的能耗，降低工业锅炉燃烧的热效率，所以采用锅炉水处理对锅炉的原水进行处理是必不可少的。采用钠离子交换的锅外软化方法则可以去除原水中的硬度，避免锅炉结垢，因此大多数工业锅炉使用单位采用了钠离子交换的方法对原水进行软化处理，并搭配上锅内加药来控制锅炉的给水与炉水的相关检测指标。钠离子交换仅仅只能去除原水中的硬度，经过钠离子交换的水碱度与含盐量并不会变化，甚至有可能会增大，考虑到这一层问题，相关检测单位建议搭配上锅内加药，选择正确的药剂，与锅内的结构物质发生反应，减少结垢物质的析出，或形成沉淀，随着锅炉排污一起排出，可以更有效的减轻和预防锅炉的结垢、腐蚀等问题。锅炉结垢与腐蚀问题的解决，可以更好地降低工业锅炉能耗，提高工业锅炉的热效率，达到节能减排的目的。

2高压电极锅炉炉内水质处理

2.1炉水的理化过程

电极锅炉的内筒中的三相的电极元件浸没在水中，三相电极带电后，会直接加热具有低电导率的锅炉水，锅炉的水作为电阻，在电流的作用下迅速加热，聚集一定热量后，就产生了高质量的蒸汽。而锅炉水在剧烈沸腾或流动时，通过对内壁和外壁的冲刷，会破坏炉水中杂质的状态，并在局部形成晶体;然后阴离子和阳离子会聚集在一起，使微小颗粒逐渐长大为大颗粒，最后形成粗大的晶体或无定形的絮体;这是锅炉水中沉积物形成的一个重要原因。锅炉运行过程中，水受热时不断形成蒸汽，而含盐杂质极易滞留在锅炉内壁上，形成极薄的沉淀层。在连续加热的条件下，电极锅炉不断进行着水的蒸发、蒸汽的产生和少量盐和残渣的沉积的重复过程，而随着盐的沉积，也发生了一些可溶性盐的再溶解现象，最终使那些不溶性的盐附着在锅炉的内壁上。一旦在锅炉表面形成附着物，它们就会起到晶体核心的作用，打破了锅炉水中一些杂质的过饱和平衡状态，使它们在这些区域迅速沉淀出来，它的沉降速度比其它部分快得多。因此，如果锅炉内部结垢不及时清除，厚度将在短时间内快速增加。

2.2加强对冷凝水的净化回收

锅炉的冷凝水热量，一般可达到蒸汽热量的20%～30%。如果对冷凝水热量进行回收利用，不仅能使锅炉的给水温度得到有效提高，还可以减少锅炉的补给水量，而冷凝水热量的充分利用，无疑是提高锅炉热效率的最佳途径。

2.3炉水加药处理

炉内加药处理的目的，主要是使随锅炉给水进入炉内的结构杂质，与所加的药剂反应，生成为呈分散状的悬浮颗粒，通过锅炉排污而排出炉外，而不会沉积在锅炉筒壁上，以达到锅炉防垢的目的。而为了不结垢、结渣，可采用下述一些方法：（1）为结渣创造条件。当锅炉水的PH值控制在10～12时，碳酸钙在碱性成分的分散作用下沉淀，而在锅炉水中悬浮形成水渣;（2）为锅炉创造清洁的环境，尽量减少水垢的形成的环境外因。例如，安装的锅炉需要进行锅炉内部煮炉处理，对锅炉表面进行清洗;对于长期停运的锅炉首先做好防腐措施，且在下一次运行之前进行规范的化学清洗;（3）控制结垢的平衡，使易结垢的离子在炉水中向结渣方向发展，便于排出。这通常可以通过用磷酸盐或纯碱来实现;（4）加大水流量，创造有利于水循环的条件，以破坏水渣的沉积过程。

3建议

3.1加强节能减排宣传，加强锅炉水处理的

监管力度，提高锅炉水处理设备投用率做好高压电极锅炉水处理工作，使用单位应按照国家的相关要求做好工作安排，相关监管部门应积极做好宣传、引导工作，加强对锅炉使用单位的监管，推动锅炉水的规范处理工作全面展开。与此同时，各级监管部门应明确锅炉水的规范处理要求，采用定期与不定期相结合的检查方式，督促锅炉使用单位积极做好水处理的改进工作，在锅炉安装告知时，监察机构应要求使用单位根据相关规定配备锅炉水处理设备，并督促使用单位正确对待水处理工作，促使使用单位积极完善与维护水处理设备，通过提高锅外水处理法的应用率，更好改善锅炉水的品质与质量。再而，锅炉使用单位应加强锅炉使用相关制度建设，以进一步规范锅炉操作及水处理工作。

3.2加药方法

炉内加药有间歇给药和连续给药两种方式。间歇给药是指在一定时间间隔内给水加一次药，此方法比较简单、方便，但在运行过程中锅炉水的药品浓度变化大，给供水和蒸汽品质带来不良影响。连续给药是指按事先设定好的浓度向锅炉连续给药。这种加药方法可以使炉内水中的药剂浓度变化始终在指标范围内，炉水各项化验指标变化平缓，便于检测、调节。但需要有一套加药设备，增加了运行的费用和维修工作量。

3.3提高水处理设备质量，重视水处理设备的检验

相关部门应加强水处理设备质量的监管，加强对水处理设备的市场监管，以全面提高市场上水处理设备的质量，防止不达标的水处理设备流入市场。同时，使用单位应加强对水处理设备的维护保养。锅炉检验人员也应加强对锅炉水处理专业知识的学习，在对高压电极锅炉进行检验时，重视对水处理设备进行检验，并检查锅炉水处理设备的处理能力是否与锅炉型号相匹配，对设备的过滤系统进行重点检查，以及时发现是否存在软化盐管，以便于及时采取措施。

结语

锅炉水处理对锅炉的运行具有重大影响作用。在节能减耗、生态环境保护成为社会发展重点的背景下，锅炉给水的规范处理就显得更加重要，因此，应将锅炉水处理列入锅炉管理的重点，把握好各个水处理环节，保证锅炉的运行安全、节能且环保。

参考文献

[1]  马霞.锅炉水处理存在的问题及应对措施[J].科技博览，2016（09）：10.

[2]  郭思学.工业锅炉水质检测问题及处理方法[J].应用科技，2017（08）：91.