摘要：本文對(duì)韶關(guān)市工業(yè)鍋爐的水處理狀況進(jìn)行了調(diào)查和總結(jié)，對(duì)存在的問(wèn)題從設(shè)備配置、人員素質(zhì)以及管理等各方面進(jìn)行了分析，闡明了水處理工作與節(jié)能減排的關(guān)系，并提出了相應(yīng)的對(duì)策和措施。
　　關(guān)鍵詞：工業(yè)鍋爐;水處理;節(jié)能減排
　　Abstract: In this paper, investigation and summary of the Shaoguan City industrial boilers water treatment, analyzes the problems from all aspects of the device configuration, the quality of personnel and management, to clarify the relationship between the water treatment work and energy conservation, and corresponding policies and measures.
　　Key words: industrial boilers; water treatment; energy saving
　　中圖分類(lèi)號(hào) : TK223.6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
　　0 引言
　　我國(guó)是一個(gè)水資源緊缺的國(guó)家，水資源的可持續(xù)利用是實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展極為重要的保證。鍋爐用水，是水資源利用的一個(gè)方面，鍋爐水處理既關(guān)系到鍋爐的安全運(yùn)行也關(guān)系到鍋爐的節(jié)能減排。水質(zhì)管理是鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的保證。因水質(zhì)不良出現(xiàn)的問(wèn)題，并不像鍋爐某些構(gòu)件出現(xiàn)問(wèn)題那樣，立刻明顯地暴露出來(lái)。這就是鍋爐水處理不被重視的原因之一。由于水質(zhì)不良對(duì)鍋爐的危害往往是一個(gè)積累過(guò)程，需經(jīng)過(guò)一定時(shí)間才能發(fā)現(xiàn)，但這時(shí)通常已經(jīng)達(dá)到不可挽回的局面。為了防患于未然，對(duì)于鍋爐應(yīng)加強(qiáng)水質(zhì)管理工作，其中包括技術(shù)管理和經(jīng)濟(jì)管理。
　　1 韶關(guān)市轄區(qū)水源概況
　　韶關(guān)市位于廣東省北部，地質(zhì)條件復(fù)雜多樣，地表水源水質(zhì)呈現(xiàn)出流域特征，2011全年各流域水源硬度分析見(jiàn)表1。硬度基本上是碳酸鹽硬度，且基本上硬度小于等于堿度。

表1  不同流域水源硬度
水源	武江河	南水河	湞江河（包括錦江、墨江等支流）	小坑水庫(kù)	滃江	新豐江
硬度mmol/L	2.0~4.0	0.6~0.8	0.5~2.0	0.6~0.8	0.6~1.0	0.2~0.4

　　韶關(guān)市的地下水硬度一般在2.0mmol/L~10.0mmol/L，基本上為碳酸鹽硬度，但某些區(qū)域地下水含較多的硅、鐵雜質(zhì)。韶關(guān)市自來(lái)水多取自武江河，軟化處理后水硬度被除去，堿度基本與原水硬度相當(dāng)。
　　2 韶關(guān)市工業(yè)鍋爐水處理工作現(xiàn)狀與存在問(wèn)題
　　目前韶關(guān)市工業(yè)鍋爐水處理節(jié)能減排的現(xiàn)狀不容樂(lè)觀(guān)，主要在以下幾個(gè)方面存在問(wèn)題：
　　2.1 水處理設(shè)備運(yùn)行管理水平偏低，再生比耗高
　　目前韶關(guān)市工業(yè)鍋爐水質(zhì)管理上存在三低的現(xiàn)象：即鍋爐配置的水處理設(shè)備合理配置率和利用率低，水處理作業(yè)人員的配備率低和鍋爐水質(zhì)達(dá)標(biāo)率低。部分企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)層不重視水處理，不理解水處理與鍋爐安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的密切關(guān)系。企業(yè)在鍋爐管理方面存在空白、漏洞。水處理設(shè)備存在運(yùn)行周期短，再生鹽耗偏高，排污水量大是目前比較普遍的問(wèn)題。
　　2.2 鍋爐給水雜質(zhì)含量較高，鍋爐結(jié)垢問(wèn)題普遍存在
　　韶關(guān)市約60%的工業(yè)鍋爐采用鈉離子交換一級(jí)軟化處理的水作為補(bǔ)給水，軟化水只除去了水中的硬度，沒(méi)有除去水中大量的陰離子雜質(zhì)，本身是一種不純凈的水，加上一些單位水處理作業(yè)人員缺乏，水處理設(shè)備運(yùn)行管理水平差等原因，工業(yè)鍋爐結(jié)垢率腐蝕率很高。一般水垢平均厚度達(dá)到1.5mm時(shí)，鍋爐效率平均降低5%[1]。鍋爐工作壓力越高，水垢的導(dǎo)熱率越低。水垢越厚，燃料浪費(fèi)越大，見(jiàn)表2、表3。

表 3 水垢厚度與能耗關(guān)系
水垢厚度，mm	0.80	2.82	3.18	12.7	19.1
多耗燃料%	4%	18%	38%	60%	90%

　　2.3 軟化水做補(bǔ)給水時(shí)鍋水pH超標(biāo)現(xiàn)象普遍
　　2.3.1鍋爐水汽質(zhì)量指標(biāo)之間關(guān)系[2]
　　以下只簡(jiǎn)述堿度與CO32-、 HCO3-、OH-以及堿度與pH間的關(guān)系。表4、表5。

表4 不同壓力下CO32-  水解產(chǎn)生的[OH-]占鍋水總堿度的百分?jǐn)?shù)
鍋爐壓力(Mpa)	0.2	0.4	0.6	0.8	1	1.25	1.5	2	2.5	5
[OH-]占總堿度的百分?jǐn)?shù)(%)	2	10	20	30	40	50	60	70	80	100

　　HCO3-在鍋水中受熱分解為CO32-，CO32-又會(huì)進(jìn)一步發(fā)生水解，產(chǎn)生OH-和CO2：
　　2HCO3-→CO32-+H2O+ CO2↑
　　CO32-+ H2O→2 OH-+ CO2↑
　　值得一提的是，表4是根據(jù)CO32-水解反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)得出的，較符合封閉系統(tǒng)的情況。對(duì)于蒸汽鍋爐，由于CO32-水解后產(chǎn)生的CO2隨著蒸汽逸出，從而使得平衡朝水解方向進(jìn)行，甚至?xí)l(fā)現(xiàn)水解很徹底。實(shí)際工作中會(huì)發(fā)現(xiàn)即使是工作壓力較低的鍋爐，鍋水中OH-所占比例也大大超出表4中所列數(shù)值。
　　鍋水的堿度主要是指CO32-、 HCO3-、OH-之和，而鍋水的pH值反應(yīng)的是H+或OH-的含量，兩者之間既有聯(lián)系又有區(qū)別。聯(lián)系是：一般情況下，pH會(huì)隨著堿度提高而增大，但取決于OH-堿度占總堿度的比例;區(qū)別是：pH值的大小只取決于OH-的絕對(duì)含量而堿度的大小反映了構(gòu)成堿度的各離子的總含量。因此，對(duì)于工業(yè)鍋爐來(lái)說(shuō)，有時(shí)pH合格的水，堿度不一定合格，反之，堿度合格的水，pH也不一定合格，兩者不能互相替代。
　　2.3.2 鈉離子交換后水質(zhì)：硬度降低，堿度不變，含鹽量略有增加
　　按照標(biāo)準(zhǔn)[1]，鍋爐壓力1.0　　2.4 鍋爐排污率偏高
　　排污是保證鍋水水質(zhì)達(dá)標(biāo)，保證蒸汽品質(zhì)的有效途徑之一，由于大多數(shù)工業(yè)鍋爐用軟化水做補(bǔ)給水，CO32-水解使得pH易于超標(biāo)，加上有的鍋爐運(yùn)行過(guò)程中添加無(wú)機(jī)阻垢緩蝕劑，造成鍋水的溶解固形物含量很高，有的甚至超標(biāo)，使用單位為了保證鍋水水質(zhì)，就通過(guò)提高排污率來(lái)降低鍋水雜質(zhì)濃度。絕大部分工業(yè)鍋爐沒(méi)有安裝排污水熱量回收裝置，排污未實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，排污隨意性大，造成熱量的極大浪費(fèi)。很多鍋爐排污率在10%到15%之間有的甚至達(dá)到了30%。有資料表明，排污率每升高1%，鍋爐熱損失約增加1.2%到1.3%。
　　2.5 凝結(jié)水回收利用率低或因污染嚴(yán)重?zé)o法回收利用
　　凝結(jié)水熱量可達(dá)蒸汽總熱量的20%到30%，且壓力、溫度越高，凝結(jié)水具有的熱量就越多，占蒸汽總熱量的比例也就越大?；厥漳Y(jié)水的熱量并加以利用是提高鍋爐的熱效率的有效途徑。但目前工業(yè)鍋爐凝結(jié)水很多沒(méi)有回收利用或利用率偏低，造成了熱能和水資源的巨大浪費(fèi)。軟化水作為補(bǔ)給水的鍋爐凝結(jié)水因含有CO2，酸腐蝕嚴(yán)重，凝結(jié)水含鐵量高，水發(fā)紅發(fā)渾，這種水若進(jìn)入鍋爐不僅會(huì)在受熱面結(jié)生水垢，而且會(huì)引發(fā)受熱面爐管電化學(xué)腐蝕。這種水不凈化是不能回收利用的。
　　2.6 給水除氧率偏低
　　熱力除氧需要耗費(fèi)大量蒸汽，使鍋爐有效利用熱量減少，因而有些廠(chǎng)家將熱力除氧器當(dāng)做了擺設(shè)或根本就沒(méi)有按規(guī)定配備熱力除氧器。運(yùn)行中的除氧器因補(bǔ)水量較大或運(yùn)行管理不到位，除氧溫度達(dá)不到要求，除氧效果較差，一般除氧溫度每降低1℃，出水氧濃度會(huì)增加0.1mg/L。據(jù)調(diào)查，90%的工業(yè)鍋爐都存在不同程度的氧腐蝕。
　　3 節(jié)能減排對(duì)策與措施
　　3.1 改進(jìn)鍋爐水處理方式
　　隨著科技的發(fā)展和鍋爐水處理技術(shù)的進(jìn)步，通過(guò)改進(jìn)鍋爐水處理方式達(dá)至防止鍋爐結(jié)垢的條件已經(jīng)具備，實(shí)踐證明，采用鍋外水處理和鍋內(nèi)加藥水質(zhì)調(diào)節(jié)結(jié)合的方法是防止鍋爐結(jié)垢的最佳方式。補(bǔ)給水方面，有條件有實(shí)力企業(yè)可以采用離子交換降堿或離子交換除鹽或軟化加反滲透替代傳統(tǒng)的軟化或單純鍋內(nèi)加藥。目前反滲透技術(shù)成熟，自動(dòng)化程度高，適合于工業(yè)鍋爐給水處理，采用這種方式，去除了原水中大部分鹽類(lèi)雜質(zhì)，極大降低了結(jié)垢速率和排污率。采用這種水處理方式時(shí)，運(yùn)行階段鍋水不用控制堿度指標(biāo)，只控制pH即可[4]。
　　3.2 盡量回用蒸汽冷凝水
　　冷凝水相當(dāng)于蒸餾水，不僅水質(zhì)接近于純水，而且溫度較高，因此蒸汽冷凝水回用是一項(xiàng)既節(jié)能又節(jié)水，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著的措施。冷凝水回用作鍋爐給水的優(yōu)點(diǎn)主要有：大大減少補(bǔ)給水量，降低水處理費(fèi)用和廢液的排放，節(jié)水效果顯著;回水溫度高，可顯著降低燃料消耗，節(jié)能的經(jīng)濟(jì)效益更為顯著;提高給水溫度，減少給水溶解氧含量利于除氧，減緩鍋爐的氧腐蝕;回水純凈，雜質(zhì)少，不但可提高鍋爐水汽質(zhì)量，而且可降低鍋爐排污率。適宜回收利用的冷凝水應(yīng)當(dāng)盡可能回收利用。如果蒸汽冷凝水回收利用率達(dá)到58%，其它條件不變，則本文2.3.2小節(jié)提到的例子的排污率就可控制在10%。
　　3.3 合理排污
　　在保證水汽質(zhì)量合格的情況下，應(yīng)科學(xué)合理地排污。鍋爐有連續(xù)排污且排污水量較大時(shí)，應(yīng)該安裝連續(xù)排污擴(kuò)容器或排污水換熱器回收排污水熱量。工業(yè)鍋爐可安裝自動(dòng)自動(dòng)排污裝置合理控制鍋爐排污率。鍋爐排污量應(yīng)根據(jù)鍋水溶解固形物含量的大小來(lái)確定。每次排污前應(yīng)檢測(cè)鍋水溶解固形物的濃度，不得盲目排污，鍋水溶解固形物控制在GB/T 1576規(guī)定值的80%~95%為宜。對(duì)原水堿度較高的水源，應(yīng)通過(guò)排污率的測(cè)定，確定是否采取鍋外降堿處理，或提高凝結(jié)水回收利用率，當(dāng)鍋水指標(biāo)超標(biāo)時(shí)，應(yīng)優(yōu)先采用加藥進(jìn)行水質(zhì)調(diào)節(jié)處理，不宜經(jīng)常經(jīng)過(guò)排污來(lái)降低。
　　3.4 定期對(duì)鍋爐除垢[5]
　　對(duì)于工業(yè)鍋爐，當(dāng)水垢厚度達(dá)到1mm及以上或受熱面嚴(yán)重銹蝕時(shí)，應(yīng)進(jìn)行除垢。工業(yè)鍋爐的除垢方式有化學(xué)清洗和物理除垢，化學(xué)清洗有酸洗除垢、堿煮除垢和運(yùn)行除垢。正常情況下，清除受熱面1mm的水垢可提高鍋爐效率3%-5%。
　　3.5 優(yōu)化鍋爐除氧方式
　　真空除氧是一種節(jié)能型除氧方法。同傳統(tǒng)的熱力除氧相比，真空除氧最突出的特點(diǎn)就是除氧水的溫度與鍋爐給水溫度(20℃～60℃)相匹配，采用真空除氧代替熱力除氧，真空除氧器維持在8Kpa時(shí)，給水溫度達(dá)到60℃就能達(dá)到除氧目的，節(jié)約了蒸汽，減少了排煙損失。同大氣式熱力除氧相比，真空除氧更能發(fā)揮省煤器的作用，它擴(kuò)大了給水和省煤器的溫差，降低排煙溫度提高鍋爐效率。對(duì)于蒸發(fā)量大于等于10t/h的鍋爐應(yīng)采用真空除氧技術(shù)。對(duì)于蒸發(fā)量小或采用機(jī)械除氧有難度的鍋爐應(yīng)采用添加化學(xué)除氧劑的方式。
　　3.6 加強(qiáng)水處理作業(yè)人員的培訓(xùn)工作
　　國(guó)家出臺(tái)了TSGG 6003-2008《鍋爐水處理作業(yè)人員考核大綱》，并從2008年6月1日起正式實(shí)施，要按新大綱的要求加強(qiáng)對(duì)水處理作業(yè)人員培訓(xùn)，加強(qiáng)對(duì)持證上崗的管理力度，提高企業(yè)水處理的技術(shù)作業(yè)水平和水處理的實(shí)際效果。
　　參考文獻(xiàn):
　　【1】 廣東省特種設(shè)備行業(yè)協(xié)會(huì) 主編.鍋爐節(jié)能減排知識(shí)問(wèn)答.廣州：華南理工大學(xué)出版社，2009.10.
　　【2】 張輝 主編.工業(yè)鍋爐水處理技術(shù).北京：學(xué)苑出版社，2004.9 ISBN 7-5077-2371-2
　　【3】 TSG G5002-2010 鍋爐水(介)質(zhì)處理檢驗(yàn)規(guī)則
　　【4】 GB/T 1576-2008工業(yè)鍋爐水質(zhì)
　　【5】 TSG G5003-2008 鍋爐化學(xué)清洗規(guī)則