工业锅炉水处理及其节能减排措施研究

2021-04-09石永

中国资源综合利用 2021年9期

石永

（陕西延长石油兴化化工有限公司，陕西兴平 713100）

以往的工业锅炉运行中，锅炉用水通常存在严重的污染和浪费现象，这对于环境保护和资源节约都极为不利。近年来，工业锅炉水处理要求越来越高。因此，如何对工业锅炉进行升级改造，以提高其水处理能力，降低污染物排放量，成为一项值得研究的问题。这样不仅能够节能减排，也能确保工业锅炉长期安全运行。

1 工业锅炉水处理概述

原水硬度较高，如果直接使用原水作为工业锅炉用水，受各种物理化学作用影响，锅炉受热面很容易生成大量水垢。水垢导热性较差，因此很容易导致锅炉受热不均，不但会降低锅炉运行效率，而且会大幅度缩短锅炉使用寿命，甚至引发锅炉爆炸。显然，锅炉水处理是工业锅炉运行中不可缺少的内容[1]。

目前，锅外水处理法和锅内加药法是两种常见的工业锅炉水处理方法。锅外水处理法是指采用钠离子交换软化，有效降低锅炉用水硬度，避免出现结垢现象，这是大多数工业锅炉采用的方法，但难以降低锅炉用水的碱度和含盐量。因此，锅内加药法通常和锅外水处理法结合使用。锅内加药法通过加入试剂，利用试剂的化学性质，与水中的一些可能导致结垢的物质发生反应，使得这些物质形成沉淀，随锅炉排污过程一起排出[2]。整体而言，这两种方法的结合应用对于降低锅炉能耗有着很大的作用，并大幅度提高了安全性。但是，实际应用过程仍存在不足之处，仍有改进空间。

2 工业锅炉水处理目前存在的问题

2.1 给水杂质含量偏高

目前，仍有部分企业不重视工业锅炉水处理，锅炉水质管理相对欠缺，特别是中小型工业企业，类似情况更为严重，很多工业锅炉水处理设备的使用率都处于较低水平，加之这些企业的相关工作人员配备不足，水质达标率偏低，导致工业锅炉水处理无法落到实处[3]。工业锅炉通常采用一级软化水，但这种软化水仅仅处理了水中的金属离子，而对于可能导致结垢的阴离子，处理力度不足，工业锅炉内表面结垢的问题仍然无法得到有效解决，锅炉运行出现问题也就在所难免。

2.2 排污率偏高

做好锅炉排污，可以确保锅炉用水和蒸汽品质处于较高水平。目前来看，很多工业锅炉的使用单位均采用离子交换法制备软化水作为锅炉用水，而为了降低结垢，一些企业会在锅炉运行过程中添加无机阻垢缓释剂，这种试剂很容易导致锅炉用水中的溶解固形物含量超标。除此之外，还有一些企业采用提高排污率的方式来确保锅炉水中的杂质处于较低水平，虽然这种方法不失为有效的措施，但很多企业并未同时配备热量回收装置等设备，导致随意排污情况时有发生，这不仅浪费了锅炉的大量热能，也极易给周边环境带来污染。

2.3 回收率偏低

从锅炉蒸汽的热能来看，有近20%的热能蕴藏在凝结水中，因此，要想有效利用热能，提高锅炉的热效率，必须重视锅炉凝结水的回收工作。但从目前来看，由于工业锅炉凝结水含有很多杂质，因此各使用单位普遍难以进行回收，使得水资源和热能均被大量浪费。

2.4 除氧率偏低

当前，热力除氧法是工业锅炉除氧的常用方法，这种方法会消耗大量蒸汽，多数小型企业为节约成本往往忽略除氧器运行参数，人为减少蒸汽使用量或关小排氧门开度，这样势必造成除氧器偏离设计运行工况，除氧器产水溶解氧含量无法达到预期效果。这会导致工业锅炉内部结构受到不同程度的氧腐蚀，最终严重影响工业锅炉系统的安全经济运行。

2.5 水处理设备难以高效运行

工业锅炉水处理设备以离子交换为基本原理，因此在设备的使用过程中会产生大量高盐分的废弃溶液。同时，各种酸碱类再生剂的消耗量极大，这些废弃溶液的排放会造成严重的环境污染。目前来看，很多工业锅炉的使用单位对于水处理设备的再生用水的回收率都较低，导致严重的水资源浪费。

2.6 化学清洗液未得到有效处理

在工业锅炉的清洗过程中，其产生的废水化学成分非常复杂，包括钙镁化合物、氯化物、重金属离子、亚硝酸盐、有机缓蚀剂和表面活性剂等物质。部分企业污水处理设施不完备，即使有污水处理设施，但运行管理水平偏低，造成废水处理不达标现象时有发生。这些废水偏酸性或碱性，含有较高的化学需氧量、氨氮等成分，因此，锅炉化学清洗过程中产生的废水如不及时有效处理，就会对环境造成严重污染。

3 工业锅炉水处理的节能减排措施

3.1 正确选择锅炉水处理方法

各工业锅炉使用单位的实际情况存在差异，必须按照锅炉使用参数和原水水质情况，选择最适合自身的锅炉水处理方法。这对于后期水质达标和降低经济成本尤为关键，也是确保锅炉高效安全运行的重要前提。锅外水处理法和锅内加药法的结合使用时，要根据水源和水质的实际条件进行灵活改动[4]。

3.2 提高锅炉水处理运行管理水平

首先，要严格按照国家出台的相应标准，定期对锅炉用水的原水进行检测，为锅炉用水处理工作提供重要依据。其次，要积极应用冷凝水闭式回收技术对锅炉冷凝水进行回收利用，降低能源消耗。对于一些投用时间较长的锅炉，要安装净化装置进行改造，若安装净化装置的成本明显超过其经济效益，通常采用加药和一般回收系统相结合的方式，减少冷凝水杂质，避免冷凝水回收系统出现腐蚀。再次，工业锅炉的使用单位应当建立健全相应管理制度，将锅炉水处理责任和标准具体细化到各个岗位，明确各个岗位的职责，同时加大监督考核力度，提高管理水平。最后，工业锅炉的使用单位要建立锅炉水处理技术档案，做好检测数据记录，如发现一些项目的数据信息出现异常，则要及时上报，并迅速查找原因和采取针对性措施，在问题处理完毕后，要将具体的内容记录到锅炉水处理技术档案中[5]。

3.3 提高锅炉水处理人员综合能力

工业锅炉的使用单位应当定期开展技术培训，确保锅炉水处理人员精通相应业务和技术，打造一支专业化队伍，包括锅炉水处理操作人员、锅炉水处理监督人员、锅炉水处理管理人员。每台工业锅炉都要有专业的水处理人员负责相应工作，要做好专业技能人才和专业技术管理人员配置，提升人员综合管理能力。

3.4 加强锅炉防腐

对于锅炉除氧装置，要密切监测其实际除氧效果，根据锅炉腐蚀情况，适当投放防腐药剂。如果工业锅炉需要停用一段时间，就更需要做好防腐，具体保护措施要根据锅炉停用时间的长短进行灵活布置，如工业锅炉的停用时间是冬季，还要做好防寒处理。具体来看，干法保养和湿法保养是停用锅炉的常见保养方法。

3.5 加强对锅炉水处理的监管

在工业锅炉的安装过程中，要加强对水处理设备安装过程的审查和检验，确保锅炉水处理设备符合实际使用要求，能够正常达标运行。另外，要加强对锅炉水处理过程的监管，对锅炉水处理提出具体要求，使得各单位对锅炉水处理给予足够的重视。

3.6 定期处理锅炉水垢和废液

当工业锅炉内的水垢达到1 mm时，就应当及时清除，避免因受热不均而导致锅炉发生锈蚀。酸洗、碱煮和运行除垢等是常见的除垢方式，其中，酸洗除垢效果较好，其应用范围较为广泛，但其带来的锅炉结构损伤等副作用也较为明显。若采用酸洗除垢方式，则必须对程序和工艺进行仔细研究，确保除垢效率最大化，将金属腐蚀速率降到最低。而对于新安装的工业锅炉而言，碱煮是其正式运行前不可缺少的程序，通过这一步骤，锅炉内的金属受热面就会因化学作用而生成一层致密的钝化保护膜，确保锅炉内的金属受热面不致受到严重腐蚀，这也将水垢影响降到最低。

3.7 合理进行排污作业

对于工业锅炉的排污作业，要做到科学合理。若排污量较大且排污频率较高，相关单位应当配备排污扩容装置和换热器等设备，从而有效回收污水含有的热能，以达到节能减排的目的。同时，为了确保工业锅炉排污行为合理，应当积极引入自动控制技术，对排污量进行自动化控制。通过自动控制，排污量可根据溶解固形物含量和电导率等参数进行综合调节，避免盲目排污。除此之外，在锅炉用水指标不合格而需要调节时，应当优先采用锅内加药方式，避免频繁排污造成环境污染。这些措施能够确保锅炉水品质，实现锅炉安全运行和节能减排。