摘要：由于我市大部分工业锅炉的司炉人员专业文化水平普遍较低,造成锅炉给水化学水处理工作严重滞后,导致锅炉结生水垢十分严重,使锅炉的燃料损耗大幅增加,因此必须寻找一种适合这群司炉人员操作的工业锅炉节能降耗新方法。
关键词：工业锅炉节能降耗
我国是一个能源消耗大国,同时又是一个能源相对匮乏的国家之一,因此从一个战略的高度大力提倡节能降耗是一个利国利民、造福后代的伟大工程,节能降耗也是缓解中国资源约束的根本出路。由于锅炉司炉人员的工作环境条件较差、劳动强度较大,文化水平较高的专业技术人员一般不愿意从事这份工作,因此我市辖区工业锅炉大部分司炉人员的专业文化水平较低,以初中文化的人员偏多,造成锅炉给水化学水处理工作严重滞后,导致锅炉结生水垢十分严重,使锅炉的燃料损耗大幅增加,而我市造成锅炉燃料损耗增加的主要原因也是由于水垢的影响。在现今我国能源十分紧张的情况下,解决这种不合时宜的严重耗能的做法已迫在眉睫。
1工业锅炉的水质要求
为确保低压工业锅炉(工作≤2.5Mpa的锅炉)的安全运行,工业锅炉的水质应当符合锅炉水处理监督管理规则及GB1576-2001《低压锅炉水质》的要求,按照相关标准及有关规则的要求,蒸汽工业锅炉的给水应采用锅外水处理方法,而现在普遍采用的是锅外钠离子交换水处理方法,它的原理为:当含有易形成水垢(硫酸盐、碳酸盐、硅酸盐等)的Ca2+、\Mg2+离子的原水经过钠离子交换剂层时,水中的Ca2+、\Mg2+离子与交换剂中的Na+离子进行交换,使被处理给水中的硬度降低到符合国家标准的要求;钠离子交换又是一种可逆的化学反应过程,随着锅炉给水在离子交换器中软化过程的不断进行,交换剂中的钠离子逐渐被给水中的Ca2+、\Mg2+离子置换出来,出水硬度也逐渐升高,当交换剂中绝大部分钠离子被置换出来,出水硬度超过某一值后,已不符合水质标准要求,这时称之交换剂“失效”,此时需用含有大量钠离子的食盐水对交换剂进行还原(即再生),即用盐水中钠离子将交换剂吸附的Ca2+、\Mg2+离子置换出来,使交换剂重新获得可游离的钠离子,从而恢复其软化能力。在这个软化-失效-再生的过程中,掌握再生时机是一个十分关键的问题,因为若交换剂还没有失效而提前进行再生,则会大大增加食盐的使用量,导致运行成本增加;若交换剂已经失效而没能及时进行再生,则大量的硬水进入锅炉,会很快导致锅炉水垢的产生。
2我市辖区工业锅炉及耗能现状分析
我市工业不是很发达,区域范围内主要以蒸发量10吨/小时以下的低压工业锅炉为主,虽然锅炉用户都能按照工业锅炉的水质要求,装设锅外软水处理设施,但从我们多年的检验结果来看,在每个定期检验周期内,绝大部分的低压工业锅炉结生水垢都相当严重,水垢普遍在2～5mm的范围,严重水垢的存在不单给锅炉的正常运行带来严重的安全隐患,如:经常发生锅炉爆管、锅筒材质过热鼓包等严重事故;同时也浪费了不可估量的能源。从下表1的对比情况可以明显看出,水垢的导热系数要比钢铁的导热系数小数十倍到数百倍;因此锅炉结有水垢时,使受热面的传热性能严重变差,燃料燃烧所放出的热量不能迅速地传递到锅水中,大量的热量被烟气带走,造成排烟温度升高,排烟热损失增加,锅炉的热效率降低,在这种情况下,为保持锅炉的额定参数以满足生产工艺需要,就必须更多投加燃料,提高炉膛和烟气温度,从而造成燃料的严重浪费。
据相关实验及资料介绍,锅炉受热面上如果结有1mm厚的水垢,则多浪费的燃料约5%左右,对于不同种类的水垢或不同参数锅炉,所浪费燃料的数量也不相同,有些情况可能比这个浪费比例还高。因此,我市辖区使用的工业锅炉,定期检验时水垢普遍在2～5mm范围,而且以碳酸盐水垢偏多,所造成的燃料浪费大约在10～25%左右,浪费燃料的数目相当惊人。对大部分效益好的个体企业,业主在追求经济效益,对这部分的浪费从来没有经过精打细算,只要司炉人员能确保锅炉正常投运、企业有产品产出就行,导致锅炉燃料的严重浪费而没有引起足够重视,这种现象不是一种个人行为,而是一个全社会共同关注的问题,应该引起我们作为特种设备检验机构的高度重视。
3装设锅外软水处理设施还产生大量水垢的原因分析
因为锅炉给水全部经过软水处理设施而产生符合使用要求的软水,所以只要交换剂不失效,它就具有交换能力,交换出来的锅炉用水就能符合水质标准要求,因此,我市这么多工业锅炉产生那么严重的水垢,主要原因是交换剂随着交换水量达到一定量而失效时,没能及时发现、及时再生,而且前面已提到,我市大部分锅炉司炉人员文化程度不是很高,化学专业的理论知识掌握不多,造成在整个运行过程中锅炉软水(交换剂没有失效正常交换时软水处理设施出来的水)与硬水(