浅谈水处理对锅炉能效的影响

浅谈水处理对锅炉能效的影响
摘要：锅炉是热电厂运行的重要热能动力设备。

结合我国工业锅炉量大、面广、容量小的现状，运行效率普遍较低，由此造成的能源浪费高达6000万吨燃煤每年。

水是锅炉热传导的重要介质，因而锅炉水处理在保障锅炉高效、经济、安全、运行中具有重要地位，笔者仅结合水处理原理、冷凝水、补给水以及结垢热阻等方面，通过本文对工业锅炉水处理对锅炉能效的影响这一问题作一些探讨研究。

关键词：水处理锅炉能效
目前电厂用水水源主要有两种：地表水和地下水。

其水质是指水和其中杂质共同表现出来的综合特性，也就是常说的水的质量。

表示水中杂质个体成分或整体性质的项目成为水质指标，它是衡量水质好坏的参数。

热力发电厂中，由于汽水品质不良，会引起热力设备结垢和腐蚀，引起过热器和汽轮机积盐，为了保证热力系统中有良好的水质，必须对水进行适当的净化处理和严格地监督汽水质量，确保发电厂热力设备安全、经济运行。

一、锅炉水处理对锅炉能效的影响因素
1.锅炉水处理原理因素
当前我国锅炉水处理可分为锅外水、锅内水处理两个环节，二者的目的均是防止锅炉的腐蚀、结垢。

锅外水重点在于水的软化，以物理、化学及电化学处理方法去除原水中存在的钙、镁硬度、盐等杂质；而锅内水则以工业药剂添加为主要处理手段。

作为锅炉水处理关键性环节的锅外水处理包含3个部分。

其中，预处理、除氧处理的应用较少，效果不尽理想，而软化处理所采用的钠离子交换法在阴离子HCO3-的去除上难以完成预期目标，水的碱度不能有效降低。

2.水质对锅炉能效的关键性影响
水处理不当造成的水质问题往往会引发锅炉结垢、腐蚀以及排污率增大等现象，导致锅炉热效率下降，而锅炉热效率每个百分点的下降都会增加 1.2～1.5的能耗。

首先，结垢对锅炉能效的影响。

锅炉结垢可分为硫酸盐、碳酸盐、硅酸盐水垢以及混合水垢，其导热性能相较于普通锅炉钢，仅为后者的1/20～1/240。

结垢会极大降低锅炉传热性能，使燃烧热量为排烟所带走，造成锅炉出力、蒸汽品质的下降，通常而言，1mm结垢会造成3%～5%的燃煤损失；其次，对锅炉排污率也会有一定的影响。

如前文对水处理原理的分析，目前软化处理中采用的钠离子交换法无法完成除碱目标，为保障受压元件免受腐蚀，工业锅炉需通过排污及锅内水处理加以控制，确保原水碱度达标。

因此，我国工业锅炉排污率长期保持在10%～20%之间，而排污率每增长1%，就会造成燃料损耗增长0.3%～1%，
锅炉能效严重受限；再次，汽水共腾造成的蒸汽含盐量上升也会造成设备损害及锅炉能耗的增加。

3. 热力除氧效率偏低造成的热量损耗
受工艺技术的影响，容量较大的工业锅炉通常需要安装热力除氧器。

其应用普遍存在这些问题：第一，大量蒸汽的耗费降低了锅炉热量的有效利用率；第二，锅炉给水温度与省煤器平均水温的温差增大，致使排烟热损失的增加。

二、热电厂水处理的几种基本除杂质方法
1. 沉淀与澄清
天然水中含有泥沙、粘土、腐殖质等悬浮物和胶体，这些固体颗粒在对原水进行深度处理之前，必须除去他们。

固体颗粒在水中的沉降受到许多因素的影响，包括颗粒本身的特性、水的密度和粘度、水中悬浮物含量和水流状态等，永银化工热电厂采用的利用沉淀池对泥沙等进行沉淀清理的方法进行初步去杂。

2.过滤
水经过澄清处理后，还不能直接送入后续除盐系统，还要先进行过滤处理。

在重力或压力差作用下，水通过多孔材料层的孔道，而悬浮物被截留在截至上。

用于过滤的多孔材料称为滤料或过滤介质。

我厂采用的是石英砂过滤和活性炭过滤的方法进行悬浮物和胶体杂志的去除。

3.反渗透除盐
在一定温度下，用一张易透水而难透盐的半透膜将淡水与盐水隔开，由于淡水中的化学位高，水分子会自动的从左边的淡水室穿透半透膜向右边盐室转移，最终取得含盐量很低的水。

4.离子交换除盐
除去水中离子态杂质最为普遍的方法是离子交换法。

离子交换法是指当某些材料遇水时，能将本身具有的离子与水中带同类电荷的离子进行交换反应的方法。

永银化工热电厂目前采用了过滤+反渗透+混合离子交换的水处理工艺，其出水水质可以达到以下标准：硬度≈0、二氧化硅<10μg/L、电导率（25℃）<0.2μS/cm。

足以满足锅炉用水0.2μS/cm的要求，可以直接作为锅炉补充水使用。

三、基于锅炉水处理的能效改进措施
鉴于我国目前所推行的“绿色经济”模式与能源紧张形式，从锅炉水处理方面进行节能减耗的技术改造，无疑将从每年6000万t燃煤的损耗中节约大量能源及资金，投入企业再生产过程。

1.以反渗透水处理技术取代现有的钠离子交换法水处理技术。

这一技术原理是通过将纯水与盐水的过滤、隔离，利用半透膜阻止盐类通过的特性，在继续去除钙、镁硬度盐的同时有效除盐。

据相关实验数据显示，该技术对原水中的钙、镁、铁、氯、四氧化硫等离子的脱除率高达95%以上，经过二级反渗透处理的原水水质在硬度、电导率以及二氧化硅含量上均可达到锅炉无垢运行的标准，降低燃煤能耗及锅炉排污率，在化学药剂与再生水的费用上也进一步做到了成本控制。

2.锅炉水处理设备设施的安装验收应与特种设备监察、检测机构密切合作，强化水处理工作的制度性、规范性，督促中小企业在锅炉运行上及早进行技术革新，实现高效、经济的运行。

3.就现有设备设施的利用而言，企业应进一步加强锅内水处理环节的认识与精力投入，落实岗位责任制，配备持有水处理操作证的专兼职人员，提高司炉工作业技术及水处理作业意识，减少工作随意性，规范作业环节，合理排污，科学投药，在锅内、锅外水处理环节上科学配置，确保水质达标。

四、结束语
工业锅炉水处理对锅炉能耗的影响极为明显，针对水处理环节的节能降耗是一项系统工程。

企业锅炉水处理的优劣对锅炉安全经济运行具有非常重要的意义，在生产单位应加强水质的控制，保证锅炉热能的有效利用。