锅炉水处理检验及节能措施探析

李 云，杨子易，杜军堂

(江苏省特种设备安全监督检验研究院宿迁分院，宿迁 223800)

0 引 言

锅炉水质处理，是保障其安全、经济运行的重要措施。若水质处理的设备配置不当、或检验检测不规范，锅炉水质和标准不相符，很容易导致锅炉腐蚀与结垢等影响锅正常运行的缺陷。当锅炉结垢后，会严重影响其热面传热性，锅炉会出现出力降低、热效能下降，排烟温度升高、受热面过热甚至破裂的现象。伴随着因水质不达标而产生的各种腐蚀，不仅不能实现工业锅炉的经济、环保运行，其安全生产也无法得到保障。

1 锅炉水处理与节能减排现状

根据用途划分，锅炉可以分成电站锅炉、工业锅炉两种类型。在火力发电系统中，电站锅炉是一种极为重要的主机，而工业锅炉使为工矿企业提供蒸汽、热水的重要设备。据相关统计显示，2014年12月和2015年2月我国的工业锅炉产量分别为42 572.1蒸发量吨、47 908.7蒸发量吨，到2020年，锅炉产量仍很高。

立足于国家数据统计可知，2020年3月，工业锅炉产量当期值为44 933蒸发量吨，累计值高达84 365.1蒸发量吨。虽然4月和5月累计值和当期值有所降低，但仍不低。在高压的锅炉产量面前，对水处理系统进行健全，具有重大意义。现阶段，在电站锅炉中，水处理系统比较健全，大部分的水处理体系装置和工业锅炉十分简单，对水处理工作以及节能减排极为不利(如图1所示)。

图1 2020 年工业锅炉产量

2 锅炉水处理与节能减排问题

其一，含有较高的水杂质。现阶段，大部分的锅炉水处理设备中并没有立足于水源情况，对水处理方式进行合理选择，进而造成水处理效率较低、含有较高的水杂质，对锅炉体系所有阶段工序的节能性、经济性和安全性造成了严重影响[1]。特别是一些地区冬季海水倒灌的问题较为显著，进而导致很多氯离子进入到锅炉之中，使锅炉中水的质量受到了极大影响，进而使钢板和锅炉被腐蚀；其二，具有较高的排污率。锅炉排污应符合相关要求，确保锅炉蒸汽品质的良好性。现阶段，大部分单位均借助离子交换器设备软化水作为补给水，或在其中增添无机阻垢缓蚀剂等，进而增多了锅炉水的溶解固形物，甚至超出标准。一些企业更是为了使炉水品质得到保证，将锅炉的排污率提高，把炉水减少，全自动排污的目的无法实现，具有很强的随意性，热量被浪费，严重影响了锅炉的热效率，对生态环境造成了严重污染；其三，在工业锅炉除氧中，经常运用热力除氧法，此过程易减少煤气换热温差，促进锅炉尾部烟道排烟温度升高。若是运行管理不当，其除氧气难以满足技术要求，效果差强人意，进而导致锅炉系统难以做到安全、经济运行。此外，锅炉凝结水热量超出相应值时，锅炉温度、压力以及具有的能量和针剂总量的比例呈正比，前者越高，后者越多，对凝结水的热量进行回收是促进锅炉效率提升的有效途径。但现阶段，锅炉凝结水基本上并未将利用和回收的目的实现，进而浪费了诸多能量与水资源。

3 工业锅炉处理检验措施

3.1 重视结垢问题的处理

要对结垢问题引起高度重视，从源头上有效解决，比如锅炉存在严重的结垢问题，既会对受热效果造成影响，降低锅炉传热速度，同时还会造成锅炉运行出现故障，若是长时间不解决，便会加重结垢问题，越来越厚，阻碍锅炉导热，若是其他附件温度越来越高，便会升高整机温度，对锅炉的运作造成影响，若是不能有效处理，甚至会导致安全事故出现。因此，将水垢问题全面处理好，才可以使锅炉的稳定、安全运行得到保证。就工业锅炉而言，当水垢厚度不小于1毫米，或受热面锈蚀问题严重的时候，应开展除垢工作。贯流和直流锅炉出现排烟温度变高或出力降低的现象时，应展开除垢工作。工业锅炉将受热面1毫米的水垢清除后，锅炉效率能够提高3%～5%。工业锅炉除垢主要有三种方式，即运行除垢、碱煮除垢、酸洗除垢，其中效果最为显著的是酸洗除垢。碱煮除垢等因为水垢类型不一样而有所差异，碱煮结束后还要第一时间将锅刚中脱落的水垢清除，防止脱落的水垢堆积在受热面，或引发堵塞问题，而导致过热烧损问题出现[2]。运行除垢可以避免停机故障出现，但久而久之，便会促使控制成本与要求提升。在运行除垢的过程中，锅炉中的水质必须与相关规定相符，同时要对药物的添加量、锅炉负荷以及排污率进行科学控制，以免蒸汽中携带除垢，进而对蒸汽质量造成影响。直接酸洗或酸洗+碱煮是工业锅炉除垢中常用的方式。酸性除垢要对适宜的工艺以及程序进行制定，如此，才可以确保腐蚀速度最小、除垢率最大化。

3.2 杜绝锅炉腐蚀

对于工业锅炉腐蚀问题而言，与腐蚀性环境以及锅炉运行温度之间存在着紧密的联系[3]。部分水压过高，亦或是过度冷却的区域极有可能为敏感地带。所以，开展锅炉检查的过程中，需要明确是否存在锅炉腐蚀环境，若有那么应及时的进行清除。另外，有关工作人员还需对工作温度进行定期检查，确保能够符合标准。尤其是极易被腐蚀的相关敏感区域，需开展早期检测与处理，避免锅炉损失。

3.3 注重检测锅炉水质

3.3.1 样品检验

开展水质检测工作的过程中，取样时需对增量样品进行保留。为了避免混合，需要就样品做好登记和编号工作，之后交给复检工作人员。完成以上工作后，应对两种试验结果进行对比分析，在保存样品时，要保证保存环境良好，在规定的时间内完成，最大化控制外界影响，促使试验结果的准确性改正验证降低。

3.3.2 校准曲线控制方法

在试验所有样品的时候，都需要对校准曲线进行绘制，同时试验所有中浓度和零浓度样品，相对偏差检查在5%以上，但不超过10%；相应的标定曲线系统在99.9%以上。若是此值比上述值小，则要重新对标准曲线进行绘制，禁止将不在实验范围中的曲线延伸。

3.3.3 采用先进的水处理工艺并进行锅内加药处理

在开展水处理检测工作的过程中，运用科学的工艺技术，可优化汽水质量，降低水垢的结生量[4]。就离子交换法而言，其净水介质主要为无毒无害的树脂，与水中形成的硬度的盐类展开离子交换，进而实现软化水的效果，在此过程中可使用少量有机溶剂，也可不适用，有利于对水质的改善，并降低环境污染，相应的操作简单易行，在水处理设备生产方面得到了广泛运用。在锅内加药也属于对水质进行改善的主要方式之一，表现为将化学药剂添加到炉水中，让其和水垢包含的钙盐、镁盐等发生反应，进而转变成疏松的水渣，再凭借排污的方式，将其从锅内排出，实现避免或降低锅炉结生水垢的效果。另外，现阶段锅内加药处理定量计算方法已经较为成熟，结合添加剂相互复配增效实际经验，阻垢率能够达到80%～90%。

3.3.4 锅炉优化水处理工艺

结合国家制定的锅炉水质标准，需要正确选取原水箱、反渗透、混床、软化水箱等相关装置，科学制定处理工艺，因水、因地制宜[5]。就锅炉水处理工艺展开设置的过程中，需要注重将腐蚀有效减缓，采取合理措施，对锅炉水处理装置进行保护。同时，应以锅炉热能状况为基础展开分析，防止浪费锅炉热能，稳定锅炉热效率，并重视降低结水垢，如图2所示。

图2 锅炉水处理简易工艺

4 锅炉水处理节能减排的措施

4.1 定期对水处理设备进行维护保养

对水处理设备进行管理的过程中，只是凭借检验机构难以发挥出良好的效果，不能由其他机构代替监管。使用单位需要以检验机构指定的整改意见为基础，第一时间做出合理整改，并结合标准要求增强规范性、责任感，贯彻落实《锅炉水处理监督管理规则》。针对水质状况和自身实际“对症下药”，认真检查树脂运用状况，合理设置和调整自动离子控制器再生周期。并且，在使用前、后，均需要检查树脂、填料、药剂等是否与规定要求相符。同时，封存保管树脂，做好防冻防热工作，避免出现铁中毒污染以及发霉的情况。运用再生水处理设备的过程中，应控制好盐耗，现阶段我国普遍愚弄的钠离子交换器在盐耗方面通常为250 g/mol～500 g/mol。

4.2 净化回收冷凝水

针对冷凝水来说，将其当作锅炉给水是对其进行回收利用的最佳手段。冷凝水回收系统主要有两种类型，即闭式和开式。其中，开式系统较为简单，且投资少，但因为内部包含腐蚀性气体以及杂质，水温显著降低，进而逐渐取代被闭式。当前，新型闭式冷凝水回收技术主要对射泵增压原理进行了运用，有效解决了水泵汽蚀问题，并丰富了净化措施，回收效率高，节能率约为10%。通常情况下，工业锅炉冷凝水杂质是磁性氧化铁，因此，净化装置需要对除铁过滤器进行利用，主要包括覆盖、管式、电磁过滤器。若是凝结水温度太高，可运用加钠型苯乙烯 - 二乙烯苯阳树脂的过滤器进行除铁，其使用温度最高为150 ℃。就不可以安装净化装置，亦或是安装经济性较低的锅炉，需要借助一般回收系统以及添加药物的方式。在锅炉分汽缸和凝结回水系统，借助挥发性氨或加成膜胺，避免出现水系统腐蚀的问题，将水中铁杂质有效减少。

4.3 处理排污率过高的问题

对工业锅炉水处理技术规范予以完善，在设计过程中，应降低水中包含的溶解固形物。使补给水水质得到高山，运用电去离子软化和反渗透等方法，有效减少补给水溶解固形物。另外，需重视对冷凝水的回收，利用合理的排污方式，全面分析化验结果，控制排污量，降低锅炉溶解固形物，避免排污量过大引起能量浪费的情况。避免将再生残液导入到锅炉内，利用软化器开展再生处理，并清理好再生残液后，就那些易形成再生残液的相关设备，应及时将其更换。如果过了碱度超过标准值，那么需要运用碱性药剂实施调节处理。锅炉水处理工作和诸多内容有关，所以需要统一规划，借助区域连片共用锅炉，将锅炉水处理工作切实落到实处。

5 结束语

综上所述，当前，我国在锅炉水处理中仍存在诸多问题，就此情况，需要积极革新思想，采取有效方法，将锅炉水处理检测以及节能工作做好。首先，相关企业需要立足于自身实际状况，对锅炉水处理装置进行科学的选择，优化锅炉水处理工艺，思想科学排污。其次，企业需要加强对锅炉水处理的认识和关注，对采取合理手段开展锅炉水质检测工作，以获得最佳化的锅炉水处理效率，实现节能减排。