高硬度水在工业蒸汽锅炉上的应用——浅析高硬度水加药处理的实用性和经济性

我市某地区共有40余台锅炉, 蒸汽锅炉约25台, 热水锅炉约15台。其中常年连续运转的蒸汽锅炉约16台。该地区工业锅炉大部分采用自来水与地下水混合水作为锅炉的给水, 其水源水质的特点是硬度成分较高, 含盐量较高, 其主要指标范围如表1。

从表1的指标看, 水质的特点是硬度大于碱度, 且非碳酸盐硬度较高。阜新市是严重缺水的城市, 短时期内无法解决该地区的工业用水的水源问题, 这就给该地区的锅炉安全经济运行带来了一系列的问题。如采用锅外软化处理锅炉给水, 必须采用二级软化处理系统, 这种方法投资高, 占地面积大, 运转费用高, 一般不宜采用。经过我所近几年的调查分析, 并在使用单位的积极配合下, 找到了比较适合于该地区水源水质的处理方法, 这就是采用纯碱、腐植酸钠锅内加药处理, 完全能够保障锅炉在安全经济运行。通过几年的实践, 我们认为这种方法如果控制得当, 基本上可以做到锅炉在薄垢条件下运行, 并无金属腐蚀的现象。阜新市太平区橡胶制品二厂一台KZL2-7-AⅡ蒸汽锅炉就是一个很好的例证, 该炉给水采用纯碱和腐植酸钠复合防垢剂加药处理近五年的时间, 效果很好。

1 锅内加药与锅外化学处理的对比分析

众所周知, 低压工业锅炉的水处理方法不外乎锅内加药和锅外化学处理两种。锅内加药处理的主要原理是向锅炉的给水内加入一定量的药剂, 使结垢的成份在锅内形成沉淀物, 然后通过排污的方式排除锅炉本体之外, 同时还要保证锅水运转时具有一定的碱度成份。而锅外化学处理是锅炉的给水在进入锅炉之前, 用离子交换的方法来降低或消除给水中的硬度成份。两者的目的都是防止锅炉的受热面结垢和受压部件的腐蚀。

1.1 两种方法的经济性对比分析

(1) 给定条件

(1) 一台额定蒸发量为2t/h的蒸汽锅炉; (2) 连续运转时间一年 (按360天运转计算) 。

(2) 采用锅外化学处理运转消耗费用

(1) 一套产水量Q=2t/h的水处理设备价值约一万元, 如采用二级钠离子交换系统, 设备投资约两万元; (2) 再生剂消耗费用:因水源水质的硬度较高, 设备每运转两天就需要再生处理一次, 每次消耗食盐费用约为70.00元 (食盐价格按照0.6元/kg计算) , 一年消耗食盐再生剂的费用约13000.00元。 (3) 保证锅外化学处理设备正常运转的电耗和设备清洗的水耗, 每年约2000.00元。每年运转费用达15000.00元。

(3) 采用锅内加药处理的费用

(1) 采用纯碱和腐植酸钠做为处理药剂; (2) 药剂用量及费用计算;

G纯碱=53 (YD-JD+JD0.P) Q×360×24/1000 (单位:Kg)

53为纯碱N a C O 3的摩尔质量 (以1/2NaCO3为计量单元)

YD为原水总硬度 (m.mol/L) ;

JD:为原水总碱度 (m.mol/L) ;

JD0为锅炉运转时锅水控制碱度 (m.mol/L) ;

P为锅炉排污率一般取5%

Q为锅炉运转时每小时耗水量 (t/h) ;

两种药剂一年消耗费用总计约为:10000.00元 (按纯碱2000.00元/吨、腐植酸钠按1500.00元/吨计算) 。

(3) 从上述消耗指标可以看出, 采用锅外化学处理的消耗费用要比锅内加药处理每年多支出5000.00元, 此项还不含水处理设备投资费用。

1.2 采用锅内加药处理的实用性分析

表2例举了三台锅炉三年检验情况的统计表。

从表2三台蒸汽锅炉连续三年运转情况可以看出, 只要控制好锅水碱度成份, 这种水源水质采用锅内加药处理是可以满足锅炉在无垢或薄垢的条件下运行。

2 需要注意的问题

(1) 此种水源采用锅内加药处理时, 锅炉额定蒸发量一般应在2t/h以下为宜, 消耗水量过多, 加药产生的水渣过多, 会导致排污量增加, 造成浪费。

(2) 水处理化验人员必须严格把关, 严格按照计算结果定量加药, 严格碱度锅水指标, 做到科学排污。

(3) 进行定期排污操作时, 应尽量选择锅内汽水比较稳定的状态下, 这样才能保证尽可能使形成的沉淀物质积聚在锅炉受热面的最低处, 达到良好的排污效果。

(4) 如生产工艺系统允许, 尽量将蒸汽冷凝水回收利用, 提高给谁质量, 从而降低成本。

这种较高硬度的锅炉给水, 采用锅内加药处理, 如满足上述要求, 一定能起到除垢、防腐的良好效果, 从而保证锅炉安全经济运行。所以这种水源采用锅内加药处理的方法是比较适应于较低参数的蒸汽锅炉。

摘要：文章就本地水源水质硬度成分较高, 含盐量较高的特点, 采用纯碱、腐植酸钠锅内加药处理, 并将锅内加药与锅外化学处理进行对比分析, 详细阐述了需要注意的问题, 从而确保锅炉安全经济运行。

关键词：高硬水,加药处理,注意问题