浅析锅炉排污与锅炉节能

浅析锅炉排污与锅炉节能

李继鹏

烟台市特种设备检验研究院 山东省烟台市 265600

摘要：工业锅炉作为工业和社会的必需品，在国民经济和社会发展中发挥着重要作用。以某厂的锅炉系统为例，我厂的锅炉系统主要是为生产提供蒸汽。在锅炉的工作过程中，锅炉内部的水体在不断蒸发的过程中逐渐浓缩，使得大量的浮油、各种悬浮物和浓盐残留在锅炉水的表面，容易在锅炉底部产生沉积的污泥、污垢等物质。为了保证锅炉的工作效率，保持锅炉蒸汽的优质运行，防止锅炉积灰对锅炉壁的腐蚀，保证锅炉的安全运行，锅炉配备了连续定期排污的专用装置。关键词：锅炉；排污；节能

前言：锅炉效率低直接影响锅炉的燃料消耗。锅炉的供热效果长期以来没有得到普及，减少锅炉污染也没有得到充分重视。虽然锅炉规范中低压锅炉的排烟率不应超过10%，但规定侧重于锅炉点火，规范中的控制值可能不合适，因为燃料价格上涨会导致锅炉运行成本增加，污染会导致燃气锅炉运行成本增加。因此，有必要探讨锅炉排污的节能措施。

1.锅炉水中杂质的危害

锅炉水中杂质的危害主要体现在两个方面：一是锅炉水中杂质的危害，二是锅炉蒸汽中杂质的危害。锅炉蒸汽中有两种杂质：气体和非气体杂质。非气体杂质是含盐的蒸汽。含盐蒸汽对锅炉的主要危害有：含盐蒸汽在过热器中的沉积会阻碍蒸汽的流动和传热，导致管道温度升高；阀门上的盐蒸汽沉积会导致阀门的无效开启和关闭，降低其密封性；蒸汽在汽轮机叶片上的盐沉积会改变叶片的形状和质量，不仅会增加阻力，增加能耗，降低效率，还会影响转子的平衡，导致汽轮机振动，甚至造成重大安全事故。锅炉给水中的杂质含量通常控制在允许范围内，但在锅炉燃烧过程中，随着锅炉水的不断蒸发，只有少量的杂质会被蒸汽带走，使锅炉水中的杂质浓度不断增加。当浓度增加到一定程度时，不仅会增加蒸汽中的杂质含量，还会严重影响锅炉。锅炉水中过多的不溶性杂质会产生水垢，水垢的过度积累会影响传热，增加燃料消耗，还会加速锅炉壁和管道的腐蚀，导致锅炉和管道破裂等事故，影响锅炉的安全运行[2]。

2、锅炉排污节能控制措施

2.1加强锅炉辅助节能技术升级

电厂生产实践和相关研究证明，锅炉辅机对锅炉的实际工作效率影响很大，也直接关系到锅炉的节能减排降耗指标。那么，在电厂项目建设过程中，由于电厂锅炉、锅炉辅助设备和全厂工艺设计的任务属于不同的企业承包范围，因此在电厂锅炉设计中很容易重视锅炉的主要性能指标，辅助设备系统对电厂锅炉的影响也容易被忽视，而辅助设备设计和厂家往往是按照相关单机标准制造， 没有充分考虑电厂锅炉运行整体节能减排的影响和要求，最终导致电厂锅炉运行节能降耗效果不佳。 因此，电厂在研究和实施锅炉节能降耗策略时，必须考虑锅炉辅机的节能降耗及其对锅炉的影响。如合理选择风机，保证高效风机在高效区域运行；优化进出口管道的设计。进水管的设计和制造应满足风机接口的要求，出水管的设计和制造应消除涡流损耗。调整风机叶轮或采用调速技术，提高风机运行效率。在设计电厂锅炉的主系统和辅助系统时，必须根据电厂的实际情况来规划和设计主系统、辅助系统和其他操作系统。

2.2锅炉排污装置

锅炉排污装置，包括锅炉内部的排污、锅炉汽包内部的排污阀和排污管道等。其中，排污管应有足够的长度，并水平安装，管子的一端应密封，每个锅炉应安装一根独立的排污管，排污管应尽量少转动，以保证污水排放畅通，并可连接到安全的地方，排污管与锅筒、集箱和排污阀的连接部位应牢固无腐蚀。通常，排污阀是闸阀、扇形阀或倾斜截止阀。排污阀的直径约为20-65毫米。对于规定蒸发量大于或等于1吨/小时或工作压力大于或等于0.7兆帕的锅炉，排污管必须装有两个系列的排污阀。锅炉排污时，排污阀受到高温液体的侵蚀和污垢的磨损，应在停止排污后逐渐冷却至室温。为了减少温差压力、结垢、腐蚀和磨损、热冲击、振动等恶劣的工作环境。串联连接的排污阀也有规定的操作顺序。连接顺序通常是汽包(或下集箱)、阀门1(慢阀)和阀门2(快阀)。排放污染物时先打开阀门1再打开阀门2(因为阀门2承受压差，容易损坏)，停止排放污染物时先关闭阀门2再关闭阀门1(因为阀门2承受压差，容易损坏)。该操作顺序可使阀门1无压差开启和关闭，工作条件好，使用寿命长。在维护和修理过程中，我们只需要重点检查或更换阀门2。其中，阀1为缓开阀，通常采用斜球式排污阀或缓开闸阀式排污阀，即普通闸阀，必须具有耐锅炉水碱性腐蚀的特性，阀2为快开阀，通常采用旋启式和齿条式闸阀，以满足排污动作和时间的要求。

2.3加强水质管理

为了有效减少锅炉的结垢和腐蚀，锅炉水质管理非常重要。在供水方面，水中悬浮物的直径应保持在10.4毫米以下，并尽可能排除水中的悬浮杂质，如油脂、砂岩、粘土等纤维。给水中的溶解物质应保持在10mm以下，主要指气体和矿物盐等。这些物质会腐蚀锅炉的金属，从而造成燃煤的浪费。严重时可能出现汽水共沸、爆管等重大安全事故。在电厂锅炉排污方面，连续排污管应放置在正常水位的90mm处，保持其蒸发量在1%左右，排污时间一般保持在25 s左右，具体情况可根据锅炉内的电导率来确定，形成污水流动的振荡作用，充分加强电厂锅炉的排污效果。

2.4添加锅炉除灰器

除灰剂由硝酸钾、硝酸钠和催化剂组成，具有除灰、除渣和防腐功能。在煤中加入锅炉除灰剂，可以使除灰剂分解并渗透受热面，从而达到助燃效果，减少烟尘的产生，保证锅炉受热面的高洁净度，提高传热效果，达到节能的目的。这种方法可以减少锅炉受热面的腐蚀，延长锅炉的使用寿命，提高煤炭管理的整体经济性。

2.5余热回收技术的应用

该技术也是电厂锅炉运行中常见的节能降耗技术，主要由三项技术组成。一是烟气余热预热技术。这种技术可以很好地吸收最后一次锅炉燃烧后的一部分热空气，使炉内温度在下次锅炉运行时迅速升高，大大节约了能耗，减少了排烟损失。二是利用烟气余热预热燃料的技术。利用这种技术，可以保证燃料进入锅炉时很好地保持雾化效果。当锅炉内燃料温度升高时，其辐射传热系数也随之增大，使得整个电厂的锅炉在运行中达到热效率高、能耗低的状态。三、余热预热供水技术。该技术可使电厂锅炉入口介质温度持续升高，避免传热过程中因锅炉内外温差大而引发的一些安全事故。

2.6锅炉连续排污的自动控制方法

锅炉使用软化水作为补给水时，溶解在水中的酸、碱、盐等电解质分解成正负离子，使电解质溶液具有导电性。因此，锅炉水的电导率可以用来反映锅炉水的含盐量。通过电导率传感器与设定值进行比较。如果测量值低于设定值，保持排水阀关闭。如果测量值高于设定值，向执行机构输出信号，打开排污阀进行排污，然后关闭排污阀，直到锅炉水中溶解固体的浓度(TDS值)低于设定值。锅炉连续排污系统的优化改造，不仅可以提高闪蒸罐闪蒸产生的二次蒸汽的稳定性，避免某些情况下除氧罐蒸汽和二次蒸汽的损失，节约能源，而且可以考虑后期将控制器中的液位等运行数据上传到中央控制室，使操作人员可以远程发现问题，随时掌握锅炉排污数据，更好地保证锅炉系统的运行。

2.7水质检测和定期排污

锅炉水质试验是否进行，汽水品质和试验记录是否符合要求；水处理和污水处理装置是否存在问题或隐患；根据有关规定和实际情况，对是否进行锅炉定期排污提出明确的整改意见。

结束语：锅炉是燃烧能耗产生热能的重要设备。在节能控制过程中对锅炉燃烧过程进行节能控制，锅炉的排污和节能控制也是不容忽视的环节，在锅炉排污的过程中，不仅要在排污操作中采取具体的措施来控制排污量，还要对排污水及其热量进行有效的回收利用，具体的措施有：排污扩容蒸汽的回收利用、排污水的回收利用和排污预热的回收利用等，已达到节能减排的目的。

参考文献：

1. 李慧敏.锅炉排污与锅炉节能分析[R].山东土木建筑学会建筑热能动力专业委员会学术交流大会，2008.

2. 沈祥智,吴金星.工业及电厂锅炉节能技术[M].北京：化学工业出版社,2015.

3. 于清河.电厂锅炉节能改造措施探讨[J].科技创新与应用，2015(18):12