高靜

摘 要：工廠在進行正常的工業(yè)生產(chǎn)中會正常地進行鍋爐污水排放，鍋爐的污水經(jīng)過多重機械加工具有比較大的熱能，溫度較高。對于這種具有較高溫度的污水，如果不經(jīng)冷卻直接排放，勢必會對環(huán)境造成極為惡劣的影響。但如果直接自然冷卻，則造成大量的熱能浪費。如何妥善利用好高溫污水熱能，無論是環(huán)保要求的滿足上還是經(jīng)濟效益的保障上，都具有十分重要的意義。該文就從實際情況入手，介紹工業(yè)鍋爐排污熱能如何利用的具體做法。

關(guān)鍵詞：鍋爐 排污 影響因素 熱能利用

中圖分類號：TK224 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）07（b）-0087-02

在很多工廠中，作為重要的能力來源，鍋爐是整體生產(chǎn)和生活產(chǎn)生耗能最大的設(shè)備。通過對鍋爐的污水進行熱能回收利用的潛力非常大。因此，提升鍋爐的使用熱效率，降低鍋爐的熱能消耗，減少鍋爐污水排放具有十分重要的意義。在實際生產(chǎn)工作中，除了排污熱損失之外，排煙、氣體未完全燃燒、固體未完全燃燒、散熱損失等熱損失也非常巨大。所以要求在對熱能進行回收利用的同時，為整個鍋爐的供熱管網(wǎng)和換熱設(shè)備進行優(yōu)化，提升絕熱保溫性能，對于鍋爐的節(jié)能減排具有十分重要的意義。而對于鍋爐從高密度到低密度段多種多樣的熱損失進行各種途徑的利用，則是提高鍋爐熱效率提升節(jié)能減排水平的重要措施。

1 鍋爐排污熱能

在鍋爐的工作過程里，鍋爐內(nèi)的水體在不斷地蒸發(fā)過程中逐步濃縮，從而在鍋爐水的表面殘留下大量的浮油、各種懸浮物和濃縮鹽，容易在鍋爐底部產(chǎn)生沉積的泥渣、泥垢等物質(zhì)。為了保證鍋爐的工作效率，保持鍋爐蒸汽高品質(zhì)運轉(zhuǎn)，防止鍋爐沉積對鍋爐壁產(chǎn)生腐蝕，保障鍋爐的安全運行，鍋爐上具有連續(xù)排污、定期排污的特殊裝置。連續(xù)排污主要是排去鍋爐水表面和水體內(nèi)的油污、懸浮物和濃縮鹽，從而降低鍋爐水的堿性，提高鍋爐蒸汽的品質(zhì)。定期排污則針對鍋爐底部的泥渣和泥垢，通過定期派出污水，防止鍋爐底部出現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象。鍋爐在連續(xù)排污和定期排污的過程中產(chǎn)生的熱損失跟很多因素都相關(guān)，包括鍋爐的熱負荷、給水品質(zhì)以及排污量等。熱負荷大的鍋爐，蒸發(fā)量也大，鍋爐水的濃縮情況嚴重，排污量也就隨之上升。給水的水質(zhì)差也不得不迫使鍋爐增大排污量。而在鍋爐水的堿性不高或者說熱負荷較低的狀況中，過量的排污會增加熱損失。為了提升鍋爐的熱效率，必須令鍋爐的燃燒負荷同熱負荷維持在比較穩(wěn)定的狀態(tài)下，同時保證給水的品質(zhì)，減少過量排污和其他各種排污熱損失。其次就是要合理的科學有效地利用排污熱能，對于污水的余熱進行利用，從而達到最佳的節(jié)能減排效果。

2 排污量的影響因素

2.1 熱負荷對排污量的影響

鍋爐的熱負荷大小對排污量有著比較大的影響。在給水品質(zhì)保持在比較穩(wěn)定的狀況下，如果蒸汽的用量大，鍋爐熱負荷高，必然導致鍋內(nèi)鍋爐水的蒸發(fā)速度快，鹽濃度升高也相對快，那么排污量也就隨之增大，與此相反則排污量就相對較小。大多數(shù)工業(yè)鍋爐參數(shù)體現(xiàn)的是飽和蒸汽，而大部分企業(yè)卻沒有裝備低輸配的蒸汽壓力熱儲存裝置，處于用氣的不均衡狀態(tài)時，鍋爐的壓力和蒸汽的流量波動往往較大，鍋爐水的鹽濃度也處于高低波動的不穩(wěn)定狀態(tài)，這時連續(xù)排污量的大小就比較難以控制。為了解決這一問題，就必須對鍋爐水的水質(zhì)進行化驗檢測，更為嚴格地控制鍋爐水的堿度大小指標，及時地對連續(xù)排污閥門進行控制，避免過量排污造成鍋爐設(shè)備的熱量產(chǎn)生大量浪費。

2.2 給水品質(zhì)與排污量

對于鍋爐給水進行管理，保證鍋爐給水的品質(zhì)維持在穩(wěn)定的較高水平，是保證鍋爐安全運行、提升節(jié)能減排的重要一環(huán)。對于國家規(guī)定的GB 1576-2001《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》標準，企業(yè)必須嚴格遵守，從而保障鍋爐用水的安全[1]。

工業(yè)鍋爐水處理往往采用的是鍋外離子交換法，經(jīng)常采用的方法是根據(jù)鍋爐水的水質(zhì)狀況選擇恰當?shù)腻仩t水預處理辦法，防止出現(xiàn)泥渣泥垢的污染、降低交換劑的品質(zhì)、避免對水處理能力和效果產(chǎn)生負面的影響。對交換劑按操作的規(guī)章制度進行再生處理，完成再生處理后進行充分的清洗，防止交換后水中的各種鹽離子再次進入鍋爐內(nèi)部，影響鍋爐的運行效果。定時的對鍋爐內(nèi)的水質(zhì)進行檢測化驗，保持鍋爐水的pH值恒定，及時監(jiān)控交換劑效果，防止因交換機失效、操作失誤或閥門的泄露，向鍋爐內(nèi)灌注生水，導致鍋爐使用效果大幅下降。以上提到的各個環(huán)節(jié)，一旦出現(xiàn)問題，都會對國內(nèi)的給水品質(zhì)帶來不利影響。如果鍋爐水的水質(zhì)惡化，那么排污量必然隨之增大[2]。

3 連續(xù)排污熱能的利用

3.1 排污率

一般正常的鍋爐排污率在5%～10%的范圍內(nèi)，也就是連續(xù)排污污水占整體鍋爐運行用水的比率。排污率的決定因素有3個，即由水的堿度、水的硬度和鍋爐水的堿度控制值共同計算確定。但鍋爐水的鹽濃度比較低時，排污率通常會維持在比較低的水平，即4%～5%左右。實際操作中，以1太SHL10-1.27-AⅢ型鍋爐的運營監(jiān)測為考察樣本，當實際監(jiān)測的流量是0.557t/h，工作壓力大小為0.8 MPa，飽和溫度達到174.5oC時，每小時產(chǎn)生的熱損失達到了40×104 kJ，與32 kg的原煤燃燒熱值相當，從此不難看出排污水的熱損失是多么的巨大[3]。

3.2 污水加熱鍋爐給水

鍋爐在連續(xù)排污時期的熱能完全可以被用于對于鍋爐給水的加熱過程。通常在鍋爐的軟水罐內(nèi)，加裝盤管裝置，為水-水熱交換提供場所及空間。這樣可以將給水的水溫提升到45oC左右。但是這樣的熱利用方式的效率并不高，通過一次熱交換之后的污水水溫仍然可以達到90oC的高位。究其原因，是因為鍋爐軟水罐的水溫不可以維持在太高的水平。如果鍋爐的給水水泵沒有達到足夠的水位灌注的高度，就可能會導致水泵入水口的流速太高，進而產(chǎn)生氣化現(xiàn)象，對鍋爐的給水造成不利影響。另外給水的水溫如果過高達到50oC以上時，給水分次向鍋爐內(nèi)添加給水就會在水泵里產(chǎn)生氣室，從而存在給水水壓壓力驟降或失壓，一旦出現(xiàn)這種情況，通常需要停止水泵工作并再次啟動，才能徹底消除水泵的失壓。這就嚴重影響鍋爐工作的效率。

3.3 熱能用于采暖及生活用水的加熱

既然將鍋爐連續(xù)排污的污水對鍋爐給水加熱，并不能充分利用好污水的余熱，所以其余的污水熱能可以利用在人們?nèi)粘５纳钌?。為了實現(xiàn)這一目標，可以充分利用原有的排污膨脹器加熱冬季采暖用水，以及平時使用的生活用水等。一般我國北方冬季采暖可以利用為汽、水兩種類別的排污余熱，汽暖生成的凝結(jié)水可以與給水箱直接接觸，而水暖產(chǎn)生的連續(xù)排污水可以進入給水箱的加熱管進行水-水熱交換后，再對外排出。同時，在其余季節(jié)將水暖污水引入水箱進行熱交換后排出，也可以完成對鍋爐排污的余熱利用。一言以蔽之，就是通過熱交換，將鍋爐排污余熱充分利用。

3.4 補充熱源

連續(xù)排污的余熱可以被充分用于社區(qū)的采暖和生活熱水的補充熱源，這是社會實現(xiàn)整體節(jié)能減排的良好辦法。大多數(shù)社區(qū)的熱交換站都具有不止一組的熱交換設(shè)施，為排污余熱與生活用熱的交換提供了優(yōu)質(zhì)的熱交換場所。這樣的熱交換站配置就可以實現(xiàn)余熱的綜合利用，即先用工業(yè)鍋爐用水進行水體熱交換，向社區(qū)供暖或提供日常使用的熱水，如果排污余熱不足以滿足生活熱能的需求，再使用去其余能源對社區(qū)熱水源進行加熱，來達到供暖供熱需求。這樣的利用方式可以大幅降低社會的供熱成本，減少化石能源的使用量。同時，工業(yè)鍋爐的熱效率也得到提高，工業(yè)鍋爐的綜合效益大大提升。

當然，在利用鍋爐污水余熱，作為社區(qū)生活供暖供熱來源之時，鍋爐房同社區(qū)熱交換站的距離仍然受到比較大程度的制約，而且要盡量減少熱交換聯(lián)排管的管阻。距離太遠，污水余熱在運輸過程中就大量損耗，而如果采用高效的遠程保溫輸水線路，一次投入成本實在太高。這時利用污水余熱作為供暖源，社會總體的經(jīng)濟效益不光不會提高，還有可能下降。如果熱交換聯(lián)排管的管阻太大，無疑會嚴重影響熱交換的效果，并直接影響生活供暖熱水的溫度質(zhì)量，也不利于經(jīng)濟效益的提升。在生產(chǎn)穩(wěn)定的大型工廠，如果鍋爐房同社區(qū)交換站實在比較遠，仍然是可以利用在社區(qū)供暖的，因為這樣的工廠排污量大，可利用余熱高，且熱源十分穩(wěn)定。這時只要在工廠鍋爐房內(nèi)部直接進行熱交換，再將交換過后的水直接注入社區(qū)管網(wǎng)即可。

4 排污水其他用途

4.1 油污清洗

大部分工廠鍋爐的排污水pH值在12～13之間，是明顯呈堿性的，對于工業(yè)設(shè)備及零部件上的油污污漬，具有十分出色的清洗效果，甚至優(yōu)于蒸汽清洗。對于完成熱交換的污水，可以再次利用到油污的清理上，從而對經(jīng)濟效益能夠進行進一步的提升。

4.2 脫硫及中和

充分利用排污水的堿性性質(zhì)，可以在完成熱交換后，進行脫硫反應和酸堿中和反應，既可以降低鍋爐污水自身對環(huán)境的污染程度，也可以降低脫硫、酸堿中和對象對環(huán)境的影響。這就大大降低了排污污水二次污染環(huán)境的可能。

5 優(yōu)秀案例

西安制藥廠鍋爐對鍋爐排污污水的余熱利用已經(jīng)超過了30年，產(chǎn)生了非常大量的綜合經(jīng)濟效益。西安制藥廠的污水熱能利用類型更為廣泛，除文中提到的諸多利用方式，還包括除氧、烘干、加濕等，對于各個企業(yè)都有十分重要的借鑒意義[4]。

6 結(jié)語

由案例可知，鍋爐排污熱能的利用只是對鍋爐排污綜合利用的一個方面，但這簡單的一個方面就已經(jīng)可以大大提升工業(yè)鍋爐節(jié)能減排的效率。這充分證明了節(jié)約能源技術(shù)是可行的。對于污水的利用，雖然會提升企業(yè)、工廠一次投入的成本，但其產(chǎn)生的綜合效益遠遠大于初次投入成本的增加。節(jié)能減排、保護環(huán)境是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑，鍋爐作為高耗能設(shè)備，在對其使用和運營上，必須對節(jié)能減排的因素進行充分考量。

參考文獻

[1]蔡祖明.工業(yè)鍋爐水質(zhì)要求及處理方法[J].科技致富向?qū)В?011（20）：52.

[2]王才卓.淺談工業(yè)鍋爐水質(zhì)對鍋爐的影響及防護措施[J].科技咨詢，2011（6）：32.

[3]彭韶明.淺析工業(yè)鍋爐節(jié)能降耗[J].民營科技，2009（8）：24.

[4]林兆安，姜曉東.淺談工業(yè)鍋爐能耗問題及其節(jié)能方式[J].廣東科技，2011（16）：36.