摘要：现结合当前我国工业锅炉水处理对锅炉能效影响因素的分析，重点论述了水质、热力除氧效率对锅炉能效造成的负面作用，并结合企业的技术实际，提出了具体的对策与措施
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。
1 工业锅炉水处理对锅炉能效的影响因素
1.1 工业锅炉水处理原理因素
当前我国工业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、氧、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。
1.2 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。GB/T 1576-2008《工业锅炉水质》即针对于此提出了锅炉水质新标准。
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，锅炉排污率的影响。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。
1.3 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。
1.4热电厂水处理的几种基本除杂质方法
1.4.1. 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。
1.4.2.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。
1.4.3.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。
1.4.4.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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆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。
2 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6 000万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。
2.1．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。
2.2.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。
2.3尽量实现锅炉冷凝水与排污水的再回收利用。通过设置定期或连续排污膨胀器，向除氧器、换热器进行预热给水，并尽量对如烘筒、烘箱等设备的冷凝水进行再利用，回收热能。
2.4.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。
2.5.选择适当形式对锅炉结垢作定期清理。当工业锅炉受热面出现锈蚀或结垢厚度超过1mm时，应及时去垢以保证能源热量的充分利用及设备的完好性。通常来说，可采用酸洗除垢或碱煮加酸洗的方式进行除垢作业。
2.6.认识到化学水处理在发电厂的重要性，只有对水进行适当的净化处理和严格的监督汽水质量，才能防止造成热力设备的结垢、腐蚀，避免爆管事故；才能防止过热器和汽轮机的积盐，以免汽轮机出力下降甚至造成事故停机，从而保证发电厂的安全经济运行。但是，在思想上这样认识远远不够，重要的是要在行动上重视起来，认真、慎重对待化学水处理工作，否则就无法切实保证发电厂热力设备的安全经济运行。化学水处理工作比较细致、繁琐，每一项每一步都要认真操作，不能有一丝马虎、侥幸心理，这是作为化学值班员的基本要求。水处理包括补给水处理和汽水监督工作，补给水处理，也就是炉外水处理，是净化原水，制备热力系统所需合格质量的补给水，是锅炉合格水质的第一项保障。接着是汽水监督工作，它具有同等重要地位，是改善锅炉运行工况、防止汽水循环不良的安全保障。具体的工作内容及岗位责任有：
对汽包锅炉进行炉水的加药处理和监督排污，即炉内水处理。我们知道锅炉最怕的是结垢，因为结垢后，往往因传热不良导致管壁温度大幅度上升，当管壁温度超过了金属所能承受的最高温度时，就会引起鼓包，甚至造成爆管事故；而炉水若水渣太多，不仅会影响锅炉的蒸汽品质，还有可能堵塞炉管，对锅炉安全运行造成威胁，所以，一方面要加药（pH-磷酸盐）处理，除去水中的钙、镁离子，防止结垢和避免酸性、碱性腐蚀；另一方面，做好锅炉排污工作，只有及时排污，才能避免“汽水共腾”现象，避免汽轮机的损坏。
热力系统的化学清洗及机炉停运期间的保养监督，与化学处理有直接的关系。做好以上工作，都是为了保证和提高蒸汽的品质，而要完成这些工作，都需要水汽取样的规范操作，精确的测定，严格、有效的控制水质在标准范围内。所以，作为化学运行人员，工作中必须做到精心、细心、操心、耐心。对于化学专业的工作，同时也要注意如下的内容：1、安全设施能否更加完善、细致一些，设定设备误动保护措施，故障演习预案以及酸碱事故求援方案，防患于未然，更新传统的化学监督观念，变被动处置为主动，安装DCS，加强微机自动化程度，最好能充分利用网络资源，让其物尽其用，使化学水质监督更加灵敏高效；完善化学在线仪表、仪器全自动操作及维护，使化学试验结果更科学精确。
3 结论
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。笔者以为，这一改造应与锅炉的整体技术革新相配合，通过对节能潜力的详细分析，制定具有针对性的措施，实现节能效果的最优化。这只是我不成熟的想法，因个人能力有限，以上观点得当与否，请指正。
参考文献：
[1]《火力发电厂化学水处理使用技术》，作者：巩耀武 管炳军 中国电力出版社，2006.8
[2]《工业水处理技术》，作者：周本省 化学工业出版社，2002.5
论文作者:叶卫东
论文发表刊物:《基层建设》2019年第2期
论文发表时间:2019/4/25
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