金可
摘要:針對(duì)水處理對(duì)燃油蒸汽鍋爐安全運(yùn)行的保障作用和提高回水利用率的節(jié)能效果進(jìn)行了闡述和分析。
關(guān)鍵詞:鍋爐 水垢 水處理 回水 安全 節(jié)能
【分類(lèi)號(hào)】:U445.57
鍋爐是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活中廣泛使用的特種設(shè)備,是生產(chǎn)蒸氣或熱水的熱工設(shè)備之一,其傳能介質(zhì)原料是水。鍋爐用水水質(zhì)的好壞,對(duì)其安全運(yùn)行及能源消耗有很大的影響。當(dāng)鍋爐用水不合要求時(shí),鍋爐受熱面就會(huì)結(jié)生水垢,因而不僅浪費(fèi)大量的燃料,還會(huì)危及鍋爐安全運(yùn)行。目前紹興地區(qū)有6000余臺(tái)鍋爐,由于結(jié)生水垢,燃料浪費(fèi)驚人。不僅如此,根據(jù)資料我國(guó)鍋爐因水質(zhì)不良,水垢嚴(yán)重引起的事故超過(guò)鍋爐事故總數(shù)的20%,因此造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。所以鍋爐水處理工作尤為重要,水處理工作的完善與否,不僅影響到鍋爐的經(jīng)濟(jì)安全運(yùn)行,而且直接關(guān)系到節(jié)能減排。
現(xiàn)以我市新昌M造紙廠的爐水處理工作為例,試述該項(xiàng)工作對(duì)于鍋爐的經(jīng)濟(jì)安全運(yùn)行及節(jié)能減排的重要作用:
1 引言
紹興市新昌M造紙廠鍋爐用水取自當(dāng)?shù)厮畮?kù),水庫(kù)系雨水凝結(jié)加河水共同組成,硬度約為2. 7mmol/ L ,堿度為1. 0mmol/ L ,水處理設(shè)備為天津鍋爐修理廠生產(chǎn)的順流再生鈉離子交換器。根據(jù)GB1576 - 2001《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》要求,給水硬度≤0. 03mmol/ L ,爐水堿度6~24mmol/ L ,在給水硬度方面,原水經(jīng)過(guò)鈉離子交換器處理后,完全可以滿(mǎn)足要求,在堿度方面,則需要通過(guò)合理控制排污,才能保證達(dá)標(biāo)。給水供應(yīng)兩臺(tái)20t 和兩臺(tái)10t 的低壓燃油蒸汽鍋爐,鍋爐型號(hào)為SZS20-12. 5-Y,SZS10-13-Y。采用機(jī)械霧化火嘴,齒輪泵供油,在每年的11月到第二年的4 月共6 個(gè)月時(shí)間運(yùn)行20t 鍋爐,10月和5 月兩個(gè)月運(yùn)行10t 鍋爐,其余夏季時(shí)間停爐保養(yǎng)。
2 鍋爐給水軟化原理
2.1 采用鈉離子交換法軟化原水
原水中含有的Ca2 + 、Mg2 + 鹽類(lèi),都是形成硬度的物質(zhì)。為防止在鍋爐金屬壁上產(chǎn)生水垢,必須將水中Ca2 + 、Mg2 + 用其他不形成硬度的陽(yáng)離子(Na + 、H+ ) 來(lái)置換,從而使水得到軟化。在陽(yáng)離子交換法中,鈉離子交換軟化是常用的一種方法,當(dāng)原水經(jīng)過(guò)鈉離子交換劑層時(shí),水中的Ca2 + 、Mg2 + 等陽(yáng)離子與交換劑中Na + 進(jìn)行交換,使水得到軟化,這就是鈉離子交換軟化的基本原理。其過(guò)程如圖所示:
2RNa + Ca2 + (Mg2 +) R2Ca(R2Mg) + 2 Na +
有效樹(shù)脂→硬水失效樹(shù)脂軟水
2.2 軟化過(guò)程
新昌M造紙廠鍋爐采用的是順流再生固定床鈉離子交換器,按其再生運(yùn)行方式不同,可分為順流再生和逆流再生兩種。順流再生方式就是指交換時(shí)水流的方向和再生時(shí)再生液流動(dòng)的方向是一致的,通常都是由上向下流動(dòng),這種方式的設(shè)備和運(yùn)行都比較簡(jiǎn)單,所以用的比較多,但從理論上來(lái)分析這種方法是不理想的,因?yàn)樵偕涸谧陨隙碌牧鲃?dòng)過(guò)程中,首先接觸完全失效的交換劑,當(dāng)?shù)撞康慕粨Q劑遇到再生液時(shí),再生液濃度已大大降低,并含有相當(dāng)數(shù)量的已被再生液交換下來(lái)的“反離子”。這些離子的存在,嚴(yán)重影響了離子交換朝著有利于再生的方向進(jìn)行,因此交換器的底部的交換劑一般不能獲得較好的再生,也就是常說(shuō)的再生度低。為了提高這一部分交換劑的再生度,唯一的辦法是增加再生劑用量,這就意味著降低經(jīng)濟(jì)性,而且再生度也不是隨著再生劑量的增加而成比例的增加。逆流再生方式就是在再生時(shí),再生液的流向同運(yùn)行時(shí)的流向相反。采用逆流再生,再生劑耗量顯著降低。雖然逆流再生對(duì)軟化罐的操作比較繁瑣,但是能夠大量節(jié)約再生劑。
3 水化驗(yàn)指標(biāo)及回水的控制
3.1 水化驗(yàn)指標(biāo)的控制
陽(yáng)離子交換法使原水中的Ca2 + 、Mg2 + 被置換成Na + ,并以NaHCO3 形式存在。當(dāng)它被加熱后,即分解成Na2CO3 ,隨后又受高溫的作用能水解成NaOH ,結(jié)果使?fàn)t水堿性過(guò)強(qiáng),導(dǎo)致惡化蒸汽品質(zhì)和使鍋爐金屬發(fā)生苛性腐蝕,即經(jīng)過(guò)鈉離子交換前后軟化水的堿度保持不變,仍為1. 0 mmol/ L 。根據(jù)GB1576 - 2008《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》要求,原水經(jīng)過(guò)鈉離子交換器處理后,完全可以滿(mǎn)足軟化水的要求,在堿度方面,通過(guò)水化驗(yàn)人員化驗(yàn)爐水堿度,根據(jù)堿度高低合理控制連續(xù)排污,才能保證達(dá)標(biāo)。在鍋爐的給水中氧氣是導(dǎo)致鍋爐設(shè)備發(fā)生腐蝕的最主要因素,因此,盡可能消除溶解在鍋爐給水中的氧氣,是保證熱力設(shè)備的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行必不可少的手段。新昌M造紙廠采用的是大氣熱力除氧法。除氧罐運(yùn)行時(shí)壓力控制在≤0. 02 MPa ,水溫控制在102~104 ℃,除氧效果最好。
3.2 加大冷凝水回收力度
新昌M造紙廠2004年在蒸汽回水系統(tǒng)中安裝了阿姆絲壯冷凝水回收系統(tǒng),建造了一個(gè)50m3 的回水罐。維修人員定期維修蒸汽管網(wǎng),更換損壞的疏水器,一是防止了水擊發(fā)生,保護(hù)了蒸汽管線(xiàn),減少了蒸汽的泄漏量;二是有效地將蒸汽回水率由最初的65 %提高到80 % ,回收的水也不用第二次軟化了,其余部分以軟化水補(bǔ)充。
原來(lái)回收率在65 %時(shí),全年節(jié)約燃料油382t ,現(xiàn)在回收率在80 %時(shí),全年節(jié)約燃料油470t ,通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)回水率每提高一個(gè)百分點(diǎn)就可節(jié)約6t 燃料油,可見(jiàn)節(jié)能的空間是巨大的。因?yàn)? 座10 萬(wàn)方金屬浮頂油罐化蠟盤(pán)管的蒸汽回水未能回收,如何提高這部分的回收率,爭(zhēng)取更大的節(jié)能是我們今后與新昌M造紙廠共同努力的目標(biāo)和方向。
綜上所述,水處理工作為鍋爐的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行及節(jié)能減排提供了極可靠的保障,常規(guī)的水處理工作不僅不應(yīng)該是可有可無(wú)的鍋爐運(yùn)行的輔助工作,而應(yīng)該是鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行所必須的常規(guī)工作,尤其對(duì)節(jié)能減排意義非凡。
目前我國(guó)由于鍋爐使用單位管理人員不負(fù)責(zé)任或保養(yǎng)不到位,或者為了省錢(qián),不專(zhuān)門(mén)聘用有證水處理操作人員,而是讓司爐工兼顧水處理工作,比比皆是,紹興地區(qū)尤為嚴(yán)重,大量致使鍋爐產(chǎn)生大量的水垢影響了鍋爐的使用壽命,給安全生產(chǎn)增加了安全隱患,造成能源大量浪費(fèi)的現(xiàn)象普遍存在。水處理工作是否落實(shí)到實(shí)處,關(guān)鍵在于意識(shí)與管理。因而,這就需要樹(shù)立“安全第一,預(yù)防為主”的思想,真正認(rèn)識(shí)到水處理工作的重要性。
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