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來源：http://www.xamz.com.cn/發(fā)布時間：2019年11月28日
近年來，經(jīng)濟的進步，促進化工生產(chǎn)企業(yè)的不斷增多。鍋爐是化工生產(chǎn)企業(yè)的最主要的熱源設(shè)備，鍋爐的安全生產(chǎn)是化工安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)，而鍋爐給水指標的穩(wěn)定控制是關(guān)系到鍋爐長期安全運行的關(guān)鍵因素之一。目前的鍋爐爐水處理方案存在濃縮倍數(shù)低、鍋爐排污量大、爐水指標波動大、操作難度大、易產(chǎn)生蒸汽夾帶問題以及大量排污導(dǎo)致的能量損失問題。在企業(yè)不斷提高安全、環(huán)保和節(jié)能意識的今天，常規(guī)產(chǎn)品已不能滿足現(xiàn)實的發(fā)展需要。
高壓電極鍋爐因為采用高壓電的特殊性，其內(nèi)部裝置對水質(zhì)變化的反饋會相當敏感，沒有良好的符合要求的水質(zhì)對電極鍋爐設(shè)備的壽命、運行穩(wěn)定性及安全性都會產(chǎn)生很大的危害。而常規(guī)的工業(yè)鍋爐采用的人工加藥方式顯然無法滿足電極鍋爐對水質(zhì)的要求;故高壓電極鍋爐需要一套自動的、靈敏度極高的、反饋和執(zhí)行均非常快的水處理控制系統(tǒng);國內(nèi)研究鍋爐給水加藥系統(tǒng)自動控制始于80年代后期到90年代，一般采取的是PID調(diào)節(jié)控制方式，但是這種調(diào)試方法由于被調(diào)節(jié)控制的對象會有延遲性，并且干擾因素也很多，其效果并不理想;已有的關(guān)于鍋爐加藥系統(tǒng)的研究大多集中于燃煤、燃油等一些中小型鍋爐，而對于高壓電極鍋爐加藥系統(tǒng)的研究還很少涉及。
1工業(yè)鍋爐水處理的必要性
工業(yè)鍋爐目前常用的水處理方法有兩種：鍋外水處理，即鈉離子交換軟化法;鍋內(nèi)加藥法。選擇對進鍋爐的原水進行處理，其原因是如果不進行處理，直接將原水作為鍋爐給水，使其進入鍋爐，原水中硬度高，容易在鍋爐受熱面產(chǎn)生水垢，水垢導(dǎo)熱性差，極有可能導(dǎo)致鍋爐發(fā)生變形、過熱，嚴重甚至可能發(fā)生爆炸，同時也會增加工業(yè)鍋爐的能耗，降低工業(yè)鍋爐燃燒的熱效率，所以采用鍋爐水處理對鍋爐的原水進行處理是必不可少的。采用鈉離子交換的鍋外軟化方法則可以去除原水中的硬度，避免鍋爐結(jié)垢，因此大多數(shù)工業(yè)鍋爐使用單位采用了鈉離子交換的方法對原水進行軟化處理，并搭配上鍋內(nèi)加藥來控制鍋爐的給水與爐水的相關(guān)檢測指標。鈉離子交換僅僅只能去除原水中的硬度，經(jīng)過鈉離子交換的水堿度與含鹽量并不會變化，甚至有可能會增大，考慮到這一層問題，相關(guān)檢測單位建議搭配上鍋內(nèi)加藥，選擇正確的藥劑，與鍋內(nèi)的結(jié)構(gòu)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，減少結(jié)垢物質(zhì)的析出，或形成沉淀，隨著鍋爐排污一起排出，可以更有效的減輕和預(yù)防鍋爐的結(jié)垢、腐蝕等問題。鍋爐結(jié)垢與腐蝕問題的解決，可以更好地降低工業(yè)鍋爐能耗，提高工業(yè)鍋爐的熱效率，達到節(jié)能減排的目的。
2高壓電極鍋爐爐內(nèi)水質(zhì)處理
2.1爐水的理化過程
電極鍋爐的內(nèi)筒中的三相的電極元件浸沒在水中，三相電極帶電后，會直接加熱具有低電導(dǎo)率的鍋爐水，鍋爐的水作為電阻，在電流的作用下迅速加熱，聚集一定熱量后，就產(chǎn)生了高質(zhì)量的蒸汽。而鍋爐水在劇烈沸騰或流動時，通過對內(nèi)壁和外壁的沖刷，會破壞爐水中雜質(zhì)的狀態(tài)，并在局部形成晶體;然后陰離子和陽離子會聚集在一起，使微小顆粒逐漸長大為大顆粒，最后形成粗大的晶體或無定形的絮體;這是鍋爐水中沉積物形成的一個重要原因。鍋爐運行過程中，水受熱時不斷形成蒸汽，而含鹽雜質(zhì)極易滯留在鍋爐內(nèi)壁上，形成極薄的沉淀層。在連續(xù)加熱的條件下，電極鍋爐不斷進行著水的蒸發(fā)、蒸汽的產(chǎn)生和少量鹽和殘渣的沉積的重復(fù)過程，而隨著鹽的沉積，也發(fā)生了一些可溶性鹽的再溶解現(xiàn)象，最終使那些不溶性的鹽附著在鍋爐的內(nèi)壁上。一旦在鍋爐表面形成附著物，它們就會起到晶體核心的作用，打破了鍋爐水中一些雜質(zhì)的過飽和平衡狀態(tài)，使它們在這些區(qū)域迅速沉淀出來，它的沉降速度比其它部分快得多。因此，如果鍋爐內(nèi)部結(jié)垢不及時清除，厚度將在短時間內(nèi)快速增加。
2.2加強對冷凝水的凈化回收
鍋爐的冷凝水熱量，一般可達到蒸汽熱量的20%～30%。如果對冷凝水熱量進行回收利用，不僅能使鍋爐的給水溫度得到有效提高，還可以減少鍋爐的補給水量，而冷凝水熱量的充分利用，無疑是提高鍋爐熱效率的最佳途徑。
2.3爐水加藥處理
爐內(nèi)加藥處理的目的，主要是使隨鍋爐給水進入爐內(nèi)的結(jié)構(gòu)雜質(zhì)，與所加的藥劑反應(yīng)，生成為呈分散狀的懸浮顆粒，通過鍋爐排污而排出爐外，而不會沉積在鍋爐筒壁上，以達到鍋爐防垢的目的。而為了不結(jié)垢、結(jié)渣，可采用下述一些方法：（1）為結(jié)渣創(chuàng)造條件。當鍋爐水的PH值控制在10～12時，碳酸鈣在堿性成分的分散作用下沉淀，而在鍋爐水中懸浮形成水渣;（2）為鍋爐創(chuàng)造清潔的環(huán)境，盡量減少水垢的形成的環(huán)境外因。例如，安裝的鍋爐需要進行鍋爐內(nèi)部煮爐處理，對鍋爐表面進行清洗;對于長期停運的鍋爐首先做好防腐措施，且在下一次運行之前進行規(guī)范的化學(xué)清洗;（3）控制結(jié)垢的平衡，使易結(jié)垢的離子在爐水中向結(jié)渣方向發(fā)展，便于排出。這通常可以通過用磷酸鹽或純堿來實現(xiàn);（4）加大水流量，創(chuàng)造有利于水循環(huán)的條件，以破壞水渣的沉積過程。
3建議
3.1加強節(jié)能減排宣傳，加強鍋爐水處理的
監(jiān)管力度，提高鍋爐水處理設(shè)備投用率做好高壓電極鍋爐水處理工作，使用單位應(yīng)按照國家的相關(guān)要求做好工作安排，相關(guān)監(jiān)管部門應(yīng)積極做好宣傳、引導(dǎo)工作，加強對鍋爐使用單位的監(jiān)管，推動鍋爐水的規(guī)范處理工作全面展開。與此同時，各級監(jiān)管部門應(yīng)明確鍋爐水的規(guī)范處理要求，采用定期與不定期相結(jié)合的檢查方式，督促鍋爐使用單位積極做好水處理的改進工作，在鍋爐安裝告知時，監(jiān)察機構(gòu)應(yīng)要求使用單位根據(jù)相關(guān)規(guī)定配備鍋爐水處理設(shè)備，并督促使用單位正確對待水處理工作，促使使用單位積極完善與維護水處理設(shè)備，通過提高鍋外水處理法的應(yīng)用率，更好改善鍋爐水的品質(zhì)與質(zhì)量。再而，鍋爐使用單位應(yīng)加強鍋爐使用相關(guān)制度建設(shè)，以進一步規(guī)范鍋爐操作及水處理工作。
3.2加藥方法
爐內(nèi)加藥有間歇給藥和連續(xù)給藥兩種方式。間歇給藥是指在一定時間間隔內(nèi)給水加一次藥，此方法比較簡單、方便，但在運行過程中鍋爐水的藥品濃度變化大，給供水和蒸汽品質(zhì)帶來不良影響。連續(xù)給藥是指按事先設(shè)定好的濃度向鍋爐連續(xù)給藥。這種加藥方法可以使爐內(nèi)水中的藥劑濃度變化始終在指標范圍內(nèi)，爐水各項化驗指標變化平緩，便于檢測、調(diào)節(jié)。但需要有一套加藥設(shè)備，增加了運行的費用和維修工作量。
3.3提高水處理設(shè)備質(zhì)量，重視水處理設(shè)備的檢驗
相關(guān)部門應(yīng)加強水處理設(shè)備質(zhì)量的監(jiān)管，加強對水處理設(shè)備的市場監(jiān)管，以全面提高市場上水處理設(shè)備的質(zhì)量，防止不達標的水處理設(shè)備流入市場。同時，使用單位應(yīng)加強對水處理設(shè)備的維護保養(yǎng)。鍋爐檢驗人員也應(yīng)加強對鍋爐水處理專業(yè)知識的學(xué)習(xí)，在對高壓電極鍋爐進行檢驗時，重視對水處理設(shè)備進行檢驗，并檢查鍋爐水處理設(shè)備的處理能力是否與鍋爐型號相匹配，對設(shè)備的過濾系統(tǒng)進行重點檢查，以及時發(fā)現(xiàn)是否存在軟化鹽管，以便于及時采取措施。
高壓電極鍋爐因為采用高壓電的特殊性，其內(nèi)部裝置對水質(zhì)變化的反饋會相當敏感，沒有良好的符合要求的水質(zhì)對電極鍋爐設(shè)備的壽命、運行穩(wěn)定性及安全性都會產(chǎn)生很大的危害。而常規(guī)的工業(yè)鍋爐采用的人工加藥方式顯然無法滿足電極鍋爐對水質(zhì)的要求;故高壓電極鍋爐需要一套自動的、靈敏度極高的、反饋和執(zhí)行均非常快的水處理控制系統(tǒng);國內(nèi)研究鍋爐給水加藥系統(tǒng)自動控制始于80年代后期到90年代，一般采取的是PID調(diào)節(jié)控制方式，但是這種調(diào)試方法由于被調(diào)節(jié)控制的對象會有延遲性，并且干擾因素也很多，其效果并不理想;已有的關(guān)于鍋爐加藥系統(tǒng)的研究大多集中于燃煤、燃油等一些中小型鍋爐，而對于高壓電極鍋爐加藥系統(tǒng)的研究還很少涉及。
1工業(yè)鍋爐水處理的必要性
工業(yè)鍋爐目前常用的水處理方法有兩種：鍋外水處理，即鈉離子交換軟化法;鍋內(nèi)加藥法。選擇對進鍋爐的原水進行處理，其原因是如果不進行處理，直接將原水作為鍋爐給水，使其進入鍋爐，原水中硬度高，容易在鍋爐受熱面產(chǎn)生水垢，水垢導(dǎo)熱性差，極有可能導(dǎo)致鍋爐發(fā)生變形、過熱，嚴重甚至可能發(fā)生爆炸，同時也會增加工業(yè)鍋爐的能耗，降低工業(yè)鍋爐燃燒的熱效率，所以采用鍋爐水處理對鍋爐的原水進行處理是必不可少的。采用鈉離子交換的鍋外軟化方法則可以去除原水中的硬度，避免鍋爐結(jié)垢，因此大多數(shù)工業(yè)鍋爐使用單位采用了鈉離子交換的方法對原水進行軟化處理，并搭配上鍋內(nèi)加藥來控制鍋爐的給水與爐水的相關(guān)檢測指標。鈉離子交換僅僅只能去除原水中的硬度，經(jīng)過鈉離子交換的水堿度與含鹽量并不會變化，甚至有可能會增大，考慮到這一層問題，相關(guān)檢測單位建議搭配上鍋內(nèi)加藥，選擇正確的藥劑，與鍋內(nèi)的結(jié)構(gòu)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，減少結(jié)垢物質(zhì)的析出，或形成沉淀，隨著鍋爐排污一起排出，可以更有效的減輕和預(yù)防鍋爐的結(jié)垢、腐蝕等問題。鍋爐結(jié)垢與腐蝕問題的解決，可以更好地降低工業(yè)鍋爐能耗，提高工業(yè)鍋爐的熱效率，達到節(jié)能減排的目的。
2高壓電極鍋爐爐內(nèi)水質(zhì)處理
2.1爐水的理化過程
電極鍋爐的內(nèi)筒中的三相的電極元件浸沒在水中，三相電極帶電后，會直接加熱具有低電導(dǎo)率的鍋爐水，鍋爐的水作為電阻，在電流的作用下迅速加熱，聚集一定熱量后，就產(chǎn)生了高質(zhì)量的蒸汽。而鍋爐水在劇烈沸騰或流動時，通過對內(nèi)壁和外壁的沖刷，會破壞爐水中雜質(zhì)的狀態(tài)，并在局部形成晶體;然后陰離子和陽離子會聚集在一起，使微小顆粒逐漸長大為大顆粒，最后形成粗大的晶體或無定形的絮體;這是鍋爐水中沉積物形成的一個重要原因。鍋爐運行過程中，水受熱時不斷形成蒸汽，而含鹽雜質(zhì)極易滯留在鍋爐內(nèi)壁上，形成極薄的沉淀層。在連續(xù)加熱的條件下，電極鍋爐不斷進行著水的蒸發(fā)、蒸汽的產(chǎn)生和少量鹽和殘渣的沉積的重復(fù)過程，而隨著鹽的沉積，也發(fā)生了一些可溶性鹽的再溶解現(xiàn)象，最終使那些不溶性的鹽附著在鍋爐的內(nèi)壁上。一旦在鍋爐表面形成附著物，它們就會起到晶體核心的作用，打破了鍋爐水中一些雜質(zhì)的過飽和平衡狀態(tài)，使它們在這些區(qū)域迅速沉淀出來，它的沉降速度比其它部分快得多。因此，如果鍋爐內(nèi)部結(jié)垢不及時清除，厚度將在短時間內(nèi)快速增加。
2.2加強對冷凝水的凈化回收
鍋爐的冷凝水熱量，一般可達到蒸汽熱量的20%～30%。如果對冷凝水熱量進行回收利用，不僅能使鍋爐的給水溫度得到有效提高，還可以減少鍋爐的補給水量，而冷凝水熱量的充分利用，無疑是提高鍋爐熱效率的最佳途徑。
2.3爐水加藥處理
爐內(nèi)加藥處理的目的，主要是使隨鍋爐給水進入爐內(nèi)的結(jié)構(gòu)雜質(zhì)，與所加的藥劑反應(yīng)，生成為呈分散狀的懸浮顆粒，通過鍋爐排污而排出爐外，而不會沉積在鍋爐筒壁上，以達到鍋爐防垢的目的。而為了不結(jié)垢、結(jié)渣，可采用下述一些方法：（1）為結(jié)渣創(chuàng)造條件。當鍋爐水的PH值控制在10～12時，碳酸鈣在堿性成分的分散作用下沉淀，而在鍋爐水中懸浮形成水渣;（2）為鍋爐創(chuàng)造清潔的環(huán)境，盡量減少水垢的形成的環(huán)境外因。例如，安裝的鍋爐需要進行鍋爐內(nèi)部煮爐處理，對鍋爐表面進行清洗;對于長期停運的鍋爐首先做好防腐措施，且在下一次運行之前進行規(guī)范的化學(xué)清洗;（3）控制結(jié)垢的平衡，使易結(jié)垢的離子在爐水中向結(jié)渣方向發(fā)展，便于排出。這通常可以通過用磷酸鹽或純堿來實現(xiàn);（4）加大水流量，創(chuàng)造有利于水循環(huán)的條件，以破壞水渣的沉積過程。
3建議
3.1加強節(jié)能減排宣傳，加強鍋爐水處理的
監(jiān)管力度，提高鍋爐水處理設(shè)備投用率做好高壓電極鍋爐水處理工作，使用單位應(yīng)按照國家的相關(guān)要求做好工作安排，相關(guān)監(jiān)管部門應(yīng)積極做好宣傳、引導(dǎo)工作，加強對鍋爐使用單位的監(jiān)管，推動鍋爐水的規(guī)范處理工作全面展開。與此同時，各級監(jiān)管部門應(yīng)明確鍋爐水的規(guī)范處理要求，采用定期與不定期相結(jié)合的檢查方式，督促鍋爐使用單位積極做好水處理的改進工作，在鍋爐安裝告知時，監(jiān)察機構(gòu)應(yīng)要求使用單位根據(jù)相關(guān)規(guī)定配備鍋爐水處理設(shè)備，并督促使用單位正確對待水處理工作，促使使用單位積極完善與維護水處理設(shè)備，通過提高鍋外水處理法的應(yīng)用率，更好改善鍋爐水的品質(zhì)與質(zhì)量。再而，鍋爐使用單位應(yīng)加強鍋爐使用相關(guān)制度建設(shè)，以進一步規(guī)范鍋爐操作及水處理工作。
3.2加藥方法
爐內(nèi)加藥有間歇給藥和連續(xù)給藥兩種方式。間歇給藥是指在一定時間間隔內(nèi)給水加一次藥，此方法比較簡單、方便，但在運行過程中鍋爐水的藥品濃度變化大，給供水和蒸汽品質(zhì)帶來不良影響。連續(xù)給藥是指按事先設(shè)定好的濃度向鍋爐連續(xù)給藥。這種加藥方法可以使爐內(nèi)水中的藥劑濃度變化始終在指標范圍內(nèi)，爐水各項化驗指標變化平緩，便于檢測、調(diào)節(jié)。但需要有一套加藥設(shè)備，增加了運行的費用和維修工作量。
3.3提高水處理設(shè)備質(zhì)量，重視水處理設(shè)備的檢驗
相關(guān)部門應(yīng)加強水處理設(shè)備質(zhì)量的監(jiān)管，加強對水處理設(shè)備的市場監(jiān)管，以全面提高市場上水處理設(shè)備的質(zhì)量，防止不達標的水處理設(shè)備流入市場。同時，使用單位應(yīng)加強對水處理設(shè)備的維護保養(yǎng)。鍋爐檢驗人員也應(yīng)加強對鍋爐水處理專業(yè)知識的學(xué)習(xí)，在對高壓電極鍋爐進行檢驗時，重視對水處理設(shè)備進行檢驗，并檢查鍋爐水處理設(shè)備的處理能力是否與鍋爐型號相匹配，對設(shè)備的過濾系統(tǒng)進行重點檢查，以及時發(fā)現(xiàn)是否存在軟化鹽管，以便于及時采取措施。
