摘要：随着经济的不断发展，工业锅炉的使用越来越频繁，对锅炉的容量及参数要求也越来越苛刻，锅炉水处理的方式越发的引起人们的广泛关注。所以，探讨研究最适宜的工业锅炉水处理方案，对提高锅炉的能效尤为重要。
关键词：工业；锅炉水；锅炉能效
引言
锅炉是热电厂运行的重要热能动力设备。结合我国工业锅炉量大、面广、容量小的现状，运行效率普遍较低，由此造成的能源浪费高达6000万吨燃煤每年。水是锅炉热传导的重要介质，因而锅炉水处理在保障锅炉高效、经济、安全、运行中具有重要地位。
1 工业锅炉水的概述
1.1工业锅炉水的简介
工业锅炉水的组成可以是江河湖海等的地表水，也可以是井水、自流水、泉水等地下水，工业锅炉水的标准指标分类为电导率、含盐量、溶解固形物、悬浮固形物、硬度、碱度等。
1.2工业锅炉水的危害
工业锅炉水大部分采用地下水和自来水，尽管肉眼看到的水非常清澈，但实际上其含有很多的杂质，经过锅炉等一系列步骤加工使用后，会有大量的杂质吸附到锅炉的设备上去，造成大厚度的结垢，并且水中的微量元素经过氧化等一系列的化学反应后，会对锅炉金属表面造成严重的腐蚀，使得金属零件变薄，变形，影响工业生产，缩短零件的使用寿命。
2 锅炉水处理对锅炉能效的影响因素
2.1锅炉水处理原理因素
当前我国锅炉水处理可分为锅外水、锅内水处理两个环节，二者的目的均是防止锅炉的腐蚀、结垢。锅外水重点在于水的软化，以物理、化学及电化学处理方法去除原水中存在的钙、镁硬度、盐等杂质；而锅内水则以工业药剂添加为主要处理手段。作为锅炉水处理关键性环节的锅外水处理包含3个部分。其中，预处理、除氧处理的应用较少，效果不尽理想，而软化处理所采用的钠离子交换法在阴离子HCO3-的去除上难以完成预期目标，水的碱度不能有效降低。
2.2不合格的水质对锅炉能效的关键性影响
2.2.1结垢降低锅炉的导热性能
锅炉水中含有许多人类肉眼无法识别的杂质，经过锅炉的一系列加工环节，水中的杂质会被分离出，部分杂质没有排出锅炉，进而在锅炉内形成水垢。首先，如果水垢的厚度达到1mm时，导热性能会受到限制，锅炉的燃料将浪费10%，下表为不同厚度的结垢与能耗损耗的对应表；其次，水垢由于其特殊性，会严重降低锅炉的导热性能，使得燃料燃烧后的热量无法及时充足的传递给锅炉水，进而锅炉受热面的温度会高于标准的正常数值，受热面很可能由于温度过高，从而形状改变，甚至引起爆炸等事故的发生；最后，由于工作需要，锅炉会不停的工作，锅炉内的水垢也会越来越厚，阻隔了热传导的效率，然而锅炉燃料燃烧的热量又是一定的，所以，锅炉的工作效率在很大程度上被降低了。
表1.结垢与能耗损耗的对应表
2.2.2汽水共腾加剧锅炉能耗
锅炉水中所含物质，如油脂、溶解固形物、有机物等，含量超过标准值时，锅炉内会产生汽水共腾的情形，一方面使得水位计里面产生一定数量的气泡，导致工作人员无法正常取得水位数值，影响进一步的工作进度；另一方面会污染蒸汽，使得其无法继续应用。所以，汽水共腾现象会加剧锅炉的能耗，对锅炉造成严重的损耗。
2.2.3锅炉排污限制锅炉能效
根据现有的科学技术，锅炉水处理过程中选取方式是钠离子交换进行软化处理，并未有效的降低碱的含量，针对这一现象，我国工业锅炉采用对锅内水进行处理和排污的方式，进一步控制碱的含量值，随着排污率的提高，燃料的消耗也会提高，但是，我国锅炉排污率有一个长期范围值10%-20%，由于排污率有一定的范围限制，所以，锅炉的能效也有限制。
2.3较低的热力除氧效率引起热量损耗
根据现今工业锅炉的发展和工业生产的需要，大型工厂的工业锅炉大部分都配备有热力除氧器设施。热力除氧器也被称为旋膜除氧器，是一个能够处理热力系统中溶解氧或是其他物质的高性能的除氧设备。但由于科学技术的限制，热力除氧器的使用存在着两方面的问题。一方面，省煤器和锅炉给水的水温温度相差较大，并且在不断升高，使得加大了排烟的热损失消耗；另一方面，蒸汽的损耗非常严重，并且很大程度上减少了锅炉热量的利用率。
3 热电厂水处理的几种基本除杂质方法
3.1沉淀与澄清
天然水中含有泥沙、粘土、腐殖质等悬浮物和胶体，这些固体颗粒在对原水进行深度处理之前，必须除去他们。固体颗粒在水中的沉降受到许多因素的影响，包括颗粒本身的特性、水的密度和粘度、水中悬浮物含量和水流状态等，永银化工热电厂采用的利用沉淀池对泥沙等进行沉淀清理的方法进行初步去杂。
3.2过滤
水经过澄清处理后，还不能直接送入后续除盐系统，还要先进行过滤处理。在重力或压力差作用下，水通过多孔材料层的孔道，而悬浮物被截留在截至上。用于过滤的多孔材料称为滤料或过滤介质。我厂采用的是石英砂过滤和活性炭过滤的方法进行悬浮物和胶体杂志的去除。
3.3反渗透除盐
在一定温度下，用一张易透水而难透盐的半透膜将淡水与盐水隔开，由于淡水中的化学位高，水分子会自动的从左边的淡水室穿透半透膜向右边盐室转移，最终取得含盐量很低的水。
3.4离子交换除盐
除去水中离子态杂质最为普遍的方法是离子交换法。离子交换法是指当某些材料遇水时，能将本身具有的离子与水中带同类电荷的离子进行交换反应的方法。永银化工热电厂目前采用了过滤+反渗透+混合离子交换的水处理工艺，其出水水质可以达到以下标准：硬度≈0、二氧化硅<10μg/L、电导率（25℃）<0.2μS/cm。足以满足锅炉用水0.2μS/cm的要求，可以直接作为锅炉补充水使用。
4 基于锅炉水处理的锅炉能效改进方案
4.1定期清理锅炉结垢
锅炉的结垢太厚，对锅炉会产生多方面的危害。定期清理锅炉结垢对提高锅炉的能效具有巨大的意义。清理锅炉结垢的方法主要有两种，一种为机械除垢，另一种为化学试剂除垢。机械除垢是指通过钢丝、铲子、高压水枪等一些工具对结垢进行处理，操作简便易懂，费用较低，但是由于其除垢面积小，对锅炉器械的伤害较大，所以，只适用于小型工业企业和结垢厚度不大的锅炉。化学试剂除垢是指通过采用酸碱洗剂对结垢进行分解处理，使结垢自行从器械上滑落的方式。
4.2采取反渗透方法进行水处理
反渗透方法进行锅炉水处理是通过采用半透膜，在盐水和纯水的过滤和隔离等过程中，将盐有效的阻隔处理的办法。经过工厂的实际使用操作显示，反渗透法进行锅炉水中的镁、铁、氯等元素的去除率能达到95%以上，不仅能够有效的去除水中的微量元素杂质，还能减少锅炉的排污率和燃料消耗量。
4.3锅炉水处理设备与特种设备监察、检测机构密切合作
锅炉水处理设备设施的安装验收应与特种设备监察、检测机构密切合作，强化水处理工作的制度性、规范性，督促中小企业在锅炉运行上及早进行技术革新，实现高效、经济的运行。
5 结语
工业锅炉水处理对锅炉能耗的影响极为明显，针对水处理环节的节能降耗是一项系统工程。企业锅炉水处理的优劣对锅炉安全经济运行具有非常重要的意义，在生产单位应加强水质的控制，保证锅炉热能的有效利用。
参考文献：
[1]卞金飞.工业锅炉水质处理应用现状及运行研究；石油化工设备；2015年11期.
[2]李慧领.锅炉水处理系统安全分析与风险评估研究；华南理工大学；2015年04期.
[3]熊杰.工业锅炉水处理对锅炉能效的影响分析；低碳世界；2014年08期.
论文作者:朱宁涛
论文发表刊物:《基层建设》2018年第25期
论文发表时间:2018/9/17
标签：锅炉论文; 水处理论文; 工业锅炉论文; 水中论文; 杂质论文; 能效论文; 离子交换论文; 《基层建设》2018年第25期论文;