鍋爐水處理的經濟運行技術指標解析

徐志俊

摘 要：水是鍋爐運行過程中的一項重要材料，其會對鍋爐運行的安全性、經濟性造成直接影響。本文在對鍋爐水質不良對鍋爐經濟性造成不良影響進行詳細分析的基礎上，對鍋爐水處理運行的經濟效益技術指標內容進行全面闡述，希望能對相關工作人員有所幫助，促進整個行業的發展。

關鍵詞：鍋爐運行;水處理;經濟運行;安全運行

中圖分類號：TK227.8 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2020）12-0102-02

在對鍋爐用水的水質進行檢測可以發現，多數鍋爐使用單位針對水處理操作人員的無軟化成本的具體考核指標都未制定一套與實際情況相符的管理制度，單純的將優質軟化水一項指標作為衡量標準，這會導致成本出現嚴重浪費的情況，浪費大量的水源和食鹽。可見，在鍋爐運行期間要提高對鍋爐中水處理設備運行情況的管理，進而使鍋爐水處理經濟運行的整體水平能夠得到進一步提高。

1鍋爐水質不良對鍋爐經濟性造成的不良影響

鍋爐水質情況會對鍋爐的運行造成不良影響，具體影響主要體現在以下兩個方面：

1.1浪費大量燃料

水質不良會導致鍋爐在運行期間出現鍋爐結垢情況，這會對導致鍋爐在運行期間的傳熱效率偏低，蒸汽出力會出現明顯下降的情況，這會加大燃料消耗量[1]。相關研究結果表明，鍋爐內水垢的厚度與材料浪費的關系情況如表1所示。

1.2水質不良造成的經濟損失

鍋爐水質不良會對鍋爐運行過程中的經濟效益以及使用壽命產生直接影響。鍋爐運行過程中，如果鍋爐水質量良好，一般鍋爐的使用壽命長度一般都在10年～15年，一些高質量的鍋爐使用壽命長度甚至能夠達到20年，但是，如果鍋爐運行期間采用質量差的水，則會大幅度減少鍋爐的使用壽命，鍋爐可能會使用幾年后就發生報廢情況，縮短了鍋爐的壽命[2]。此外，還會縮短鍋爐的清洗和維修時間，增加費用以及工作量，這都會對生產工作的開展造成不良影響，降低鍋爐運行效益。

2計算再生劑耗量

核算鍋爐水處理經濟，針對鍋爐中水的處理，要核算再生劑的具體消耗情況。再生劑耗量指的是使水處理設備在中交換劑恢復1mol交換能力而消耗的再生劑量。通常來說，制作出相同量的符合應用要求的軟化水，鹽耗量越小，經濟效益也就越高[3]。但是，也會由于在鹽耗較低的情況下，因為再生部不夠充分，進而導致樹脂無法得到合理應用，制水周期短，而且再生流程十分頻繁，這都會引起耗水量較大情況，這會對樹脂在應用期間的壽命長度造成不良影響。可見，再生劑的具體消耗量是一項關鍵經濟指標[4]。因此，在進行經濟核算時，應當將樹脂與再生劑鹽耗的工作換容量進行融合，盡量在確保較好工作交換容量基礎上，最大程度減少再生劑鹽耗量。

在對鍋爐用水進行處理時，再生劑消耗的核算方法如公式（1）：

在公式（1）中，K表示的是再生劑耗量，單位為g/mol。G表示的是再生期間消耗的食鹽量，單位為kg。Q表示的是制水設備在具體運行過程中的周期之水量，單位為m3。YD表示的是采用原水的總硬度，單位為mmol/L。YDC表示單位軟水殘留硬度，單位為mmol/L。如果原水硬度比軟水殘硬度很多，此時可以忽略YDC。

通過對大量的試驗可以發現，無論鍋爐中采用的水處理設備大小如何，對于采用的再生劑具體消耗量都要控制在以下范圍：隨流再生，K值要始終保持在120g/mol以內;逆流再生，K值要始終保持在100g/mol以內;浮床，K值要始終保持在90g/mol以內[5]。針對鍋爐中采用的鈉離子交換器來說，處于逆流再生狀態時，通常情況下，再生劑消耗量硬度要控制在95g/mol～105g/mol。

3 計算工作交換量

工作交換容量在水處理中指的是在實際工作情況下，離子交換樹脂在應用期間具備交換能力。需要注意的是，對于同一離子交換樹脂，其在具體工作時的交換能力容量不是一個固定值，其會隨著工作條的變化而發生改變。交換容量會受不同因素影響，例如，樹脂再生方式、樹脂遭受到的污染以及出水終點的控制情況等各項內容[6]。例如，某鍋爐房內的水質量設備發生了離子交換樹脂工作交換容量降低，周期制水量會發生顯著降低的情況，通過抽樣宏觀檢查可以發現，采用的樹脂外觀已經出現了發紅情況，而且不透明，顆粒呈圓勻性，對這一現象進行分析可以發現，導致實測作業交換容量偏低的原因是樹脂在長期應用期間，樹脂遭受到了鐵離子的污染，通過復蘇方式對樹脂進行處理，進而使其能力得以恢復。

由此可見，通過工作交換量的大小就可以對樹脂的質量情況進行判斷，其也是衡量離子交換劑在具體應用期間具體能力的一項重要指標，同時，也是復蘇樹脂的關鍵依據。鍋爐具體運行期間，采用公式（2）對工作交換容量計算。

在公式（2）中，E工表示的為的工作交換量，單位為mol/m3。VR表示的為交換柱內填充樹脂體積，單位為m3。

4 計算周期制水量

周期制水量指的是在制水質量達到相應標準基礎上，在一個周期內可以為鍋爐制備能力進行確定。周期制水量離子交換樹脂工作交換容量、原水水質、制水成本等各項內容都有著緊密聯系，影響周期制水量的因素有以下幾點：

（1）若原水硬度大，則周期的具體質量則更小。

（2）離子交換器內的樹脂層高度沒有達到相應的要求標準，樹脂發生流失現象，都會導致周期制水量出現過小情況[7]。

（3）有害物質對離子交換器內的樹脂造成了污染，導致其遭受破壞，無法發揮出相應的作用。

（4）離子交換器內采用固定各種排水、配水等各項裝置，或者鹽液的分配裝置遭受到了破壞，這一現象的出現，會導致部分交換容量無法被利用，這也會降低離子交換器在應用期間的周期制水量。

（5）再生食鹽的食用量少，在實際作業期間，若食鹽質量較差，或者食鹽濃度過低，這都會降低周期制水量。

在實際問題分析，需要作業人員注意的是，工作交換容量取值會存在一定差異。一般來說，進口樹脂的工作交換容量為1050mol/m3～1250mol/m3。而對于采用的國產樹脂的工作交換容量則為850mol/m3～1050mol/m3。與此同時，針對水硬度來說，其硬度越小，則工作交換容量的取值范圍越大。

5分析樹脂年損耗情況

鍋爐中采用的離子交換樹脂在具體應用期間，交換能力是確保水處理作業能夠正常運行的基礎。如果樹脂在應用期間，由于機械原因遭受到了破壞，在具體作業期間，可以采取定期補充樹脂方式完成相應處理，進而使設備在運行期間具有良好能力，滿足鍋爐在運行期間的具體需求。若鍋爐中的樹脂交換容量出現了較為顯著的降低，為了保證鍋爐能夠正常運行，要對鍋爐中采用固定部分樹脂或者全部樹脂進行更換，只有這樣才能確保鍋爐中設備可以具有較強的交換能力。針對鍋爐中采用的離子交換器中的樹脂，工作人員應當每年定期對其進行全面檢查，對離子交換器的質量，以及樹脂的實際交換能力是否發生了改變進行全面監測，依據具體情況，及時完成相應的補充作業。陽離子交換樹脂在實際應用期間與陰離子交換樹脂相比，前者交換能力更弱，因此，針對陽離子交換樹脂，通常只需要對破碎樹脂進行補充。鍋爐運行期間樹脂年損耗量可以依據公式（3）計算。

在公式（3）中，R表示的是樹脂年損耗量，其單位為m3。VB表示的是鍋爐在運行期間樹脂年補充量，單位為m3。一般來說，鍋爐中采用固定樹脂的利用率都被控制在42.5%～62.5%，如果經過分析，發現樹脂利用率低于42.5%，則說明樹脂再生出現了問題，而如果該數值高于62.5%，則說明采用的再生劑存在問題，表明采用的再生劑量大，因此，還存在一定的節約潛力。

鍋爐水處理是鍋爐在實際運行過程中的一項重要內容，其中許多內容都是經濟運行技術指標，主要經濟運行指標有再生劑耗量、工作交換量、周期制水量、樹脂年損耗情況等多項內容，在實際分析過程中，要對各項內容進行全面計算，對每一項指標內容進行明確，進而為鍋爐的穩定運行，提高鍋爐運行的經濟性提供支持。此外，在進行樹脂清洗期間也會消耗一定量的水，該過程中消耗的水量被稱作水耗。從以往的經驗來看，在對樹脂進行清洗時，需要的實際水耗量一般都集中在3.5m3～5.8m3，也就是說，1m3樹脂要采用3.5m3～5.8m3的清水完成清洗作業。通常來說，在實際生產作業期間，生產100m3的軟化水，水耗量并不會超過2m3，在該過程中主要包括了再生劑、清洗、反洗、置換等各個流程的用水。

6 結語

鍋爐水處理節能減排作業是確保鍋爐穩定運行，提高經濟效益的一項重要內容，也是工業能夠實現可持續化發展的一項重要保證。現階段，我國提高了對鍋爐用水的處理，提高了對節能減排的重視，要全面掌握鍋爐用水節能的具體情況，對鍋爐運行的經濟指標進行明確，對鍋爐運行中的各項節能減排環節進行全面把控，進而確保鍋爐在具體運行過程中的安全性、穩定性，這對于保證工業中各項鍋爐水處理節能減排來說意義重大。

參考文獻

[1] 朱勇吉.不良水質對鍋爐的危害與鍋爐水處理措施研究[J].中國設備工程，2020（9）：144-145.

[2] 李志剛，劉迎杰.鍋爐水處理存在主要問題及新型鍋爐水處理藥劑、自動加藥系統的應用[J].化工管理，2019（27）：122-124.

[3] 李志偉.鍋爐水處理不良的影響及處理的方法[J].赤子（上中旬），2014（13）：285.

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[5] 郭麗群.水處理設備布置對工業鍋爐安全經濟運行的影響[J].黑龍江科技信息，2011（26）：44.

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[7] 郭華.火力發電廠鍋爐補給水處理系統工藝組合及設備參數確定方法[J].內蒙古電力技術，2018，36（5）：43-46.