智能排污装置在工业锅炉节能技术中的应用分析

2023-01-02秦延山

中国设备工程 2022年8期

秦延山

（聊城市特种设备检验研究院，山东聊城 252000）

工业锅炉在实际运行时，炉中水质污染程度高低，将直接影响锅炉运行的效率与节能效益。并且如果不及时进行锅炉排污，对锅炉本身也会造成严重的损害。如今随着节能环保理念的普及，传统手动排污方式已经难以满足节能环保要求。基于此，有必要加强对智能排污装置在工业锅炉节能技术中的应用探讨，从而有效提高锅炉水质，提高锅炉运行安全经济性。

1 加强工业锅炉排污的重要性

在工业锅炉实际运行时，采用的水一般仅仅是经过简单的处理，虽然显著降低了水的硬度，但水中其他一些污染有害物质尚未得到有效去除。比如在锅炉水质中，存在一些可溶性盐类，比如硫酸盐等。一旦没有及时进行排除，很容易对工业锅炉运行带来以下危害。首先，工业锅炉排污效果不佳，会直接对锅炉的运行效率造成不利影响，从而导致锅炉消耗更多燃料，才能达到预期的生产效果。其次，如果锅炉中存在大量污染有害物质，没有及时进行排出，还会削弱锅炉的机械强度，导致锅炉一些装置发生故障问题。比如锅炉管壁会发生鼓包，严重时还会直接出现裂缝问题。最后，锅炉中的一些可溶性盐类物质如果无法进行排出，还会进一步加重锅炉的电化学腐蚀，同时受工业锅炉污染物的影响，还会引发锅炉汽水共腾现象，导致水位出现较大的波动，影响水位信息的真实性，造成相关技术人员误判，最终带来更为严重的后果。基于此，加强工业锅炉排污非常重要，通过抓住信息化时代机遇，在工业锅炉中应用智能化排污装置，从而在提高工业锅炉排污效果的同时，降低能耗，这对推动工业锅炉生产发展也有着重要意义。

2 工业锅炉智能排污装置与原理分析

相较于传统锅炉排污装置，锅炉智能排污装置最大的特点在于，能够自动进行排污。在智能化锅炉排污装置中，一般配置有专业的电导率仪探头，从而能够对工业锅炉中的水质变化情况进行实时的监测，了解锅炉水中溶解性盐浓度数值变化信息。在监测过程中，一旦发现当工业锅炉水的水含盐量超出设定允许值时，便会自动触发排污功能。此时排污阀会自动打开，进行排污工作。随着排污不断进行，工业锅炉内的水待含盐量也会逐渐下降。在下降至允许值范围内后，将会触发排污阀门关闭功能，自动将阀门关闭。整个过程由装置智能化控制，无需进行人工操作。

从智能排污装置原理来看，在检测溶解固形物难度较高的情况下，可将检测对象换为电导率或氯离子，从而实现对水质污染情况的间接检测。但在这一过程中，为保障检测的

准确性，还需要结合具体的试验，明确溶解固形物与电导率或氯离子比值关系。并在此基础上，还需要应对上述比值关系进行复试与调整，确保比值关系始终正确合理。一般而言，如果工业锅炉水质正常，还能为电导率大小测定带来便利，并以此为依据。完成对工业锅炉排污率的计算。在实际计算过程中，可以选择参考以下计算公式：P=X给/（X锅－X给）×100%。在上述公式中，X给表示给水的电导率数值，X锅表示工业锅炉中的电导率数值。上述数值单位是μS/cm。

在上述计算原理的帮助下，并严格按照GB1576-2008要求，选择在对应压力下，做好试验的开展。结合实验结果，计算出锅炉最大允许溶解固形物（氯离子）时的电导率数值。最后，再将这一数值作为智能排污装置上限允许值。还需要结合实际，合理预测出锅炉排污下限允许值，如此一来，锅炉排污便会更加的智能化。在实际应用智能排污装置的过程中，需要先进行电导率仪电极（探头）的安装，一般情况下，安装位置可选择在锅炉炉水污水出口管线上。然后通过PLC智能控制器，结合探头实际对工业锅炉水质的结果，实现对锅炉电动排污阀自动化控制。在工业锅炉实际运行过程中，电磁阀定期预先开启取样器冷却水。随后需要等待约5min左右时间，此时冷却器内的水温会逐渐下降，一般温度在降至70℃以内后，控制器再控制炉水取样管上电磁阀，使其能够自动打开。此时，工业锅炉中的炉水经过取样器出口管上平衡筒。而平衡简之上配置有电极，能够对工业中的水离子杂质电导率进行检测，结合检测结果，实现对锅炉排污的智能化控制。

3 工业锅炉智能排污实验数据及节能效益分析

某工业锅炉在安装智能排污装置后，通过进行实验，获取锅炉在实际运行中，在相应的压力与流量条件下，工业锅炉水含有的氯离子、碱度、PH值、电导率等数据信息。以下是数据统计分析：

（1）2020年6月27日，在原锅炉水中，硬度为4.225mmol/L；含有的氯离子为9mg/L；锅炉水的碱度为3.8mmol/L。水质在软化后，硬度为0。含有的氯离子含量没变，依然是8mg/L。最终测得软化水的电导率为：486μs/cm。

（2）2020年6月29日，在原锅炉水中，硬度为4.225mmol/L；含有的氯离子为9mg/L；锅炉水的碱度为3.7mmol/L。水质在软化后，硬度为0。含有的氯离子含量没变，依然是8mg/L。最终测得软化水的电导率为：488μs/cm。

（3）2020年6月30日，在原锅炉水中，硬度为4.225mmol/L；含有的氯离子为9mg/L；锅炉水的碱度为3.7mmol/L。水质在软化后，硬度为0。含有的氯离子含量没变，依然是8mg/L。最终测得软化水的电导率为：482μs/cm。

最后，通过将锅水各项指标值，对照锅水及锅炉的软化水的数据，可以进行如下的对比分析：

首先，在2020年6月27日下午13:00，通过智能排污装置测得数据如下：在工业锅炉中，测得水碱度为19.5mmol/L。原水的碱度是3.7mmol/L.那么碱度浓缩倍数为19.5/3.7＝5.27。而在该工业锅炉中，测得水中氯离子的含量为45mg/l，原水的氯离子为9mg/l.那么氯离子的浓缩倍数为45/9＝5。通过进行检测，测得该工业锅炉实际的锅水电导率为2381μs/cm，原水的电导率为486μs/cm，那么电导的浓缩倍数为2381/486＝4.90。另一方面，在2020年6月29日中午11:00，通过智能排污装置测得数据如下：在该工业锅炉中，锅炉水碱度为19.8mmol/l，原水的碱度是3.7mmol/L。那么碱度浓缩倍数为19.8/3.7＝5.35。通过进行检测，测得该工业锅炉水中的氯离子含量为48mg/l，原水的氯离子为9mg/l.那么氯离子的浓缩倍数为48/9＝5.33。而该锅炉中的锅水电导率为3125μs/cm，原水的电导率为488μs/cm，那么电导的浓缩倍数为3125/488＝6.403。

通过采用上述方式，来进行数据对比分析，我们能够了解到，在锅炉中，上述各种参数数值变化通常都是在一定范围内，且整体波动较为稳定。因此我们可以结合上述数据，将锅水碱度控制在18～27mmol/l，锅水电导率上下限值控制在1800～3200μs/cm范围内。

结合上述分析，当采用手动排污时，从实际生产来看，每班只能够进行2次排污，每次排污时间为40s，锅炉工作压力为1MPa，排污管径为40mm，结合上述信息和得出，每10s手动排污的锅炉排污量为455kg，由于手动排污时间共80s，那么总排污量为1683kg。而在智能排污方式下，通过结合上述实验分析数据，将锅水碱度控制在18～27mmol/l，锅水的电导率上下限值控制在800～3200μs/cm范围内。在上述条件下，每班累积排污时间为37s，同样按照每10s排污量455kg计算，最终可得出智能排污模式下排污总量为1683kg，两者排污总量相差1967kg。结合经验，每1t排污量所消耗的能量与135kg标准煤相等。而工业锅炉实际排污消耗的是二类烟煤，每天三班，折合计算后，智能排污每天少消耗二类烟煤量为1008kg。假设每吨二类烟煤价格为850元，按照生产时间10个月进行计算，那么可以节省约25万元，节能效益显著。