低压工业锅炉水处理的现状分析与对策探讨

余普洲　官伟

摘要：锅炉水质处理的好坏直接关系到锅炉的安全经济运行及锅炉的使用寿命，良好的水质是锅炉正常运行的先决条件，是锅炉科学管理的重要环节。我国是世界上工业锅炉使用最多的国家，但长期以来由于对水处理工作不够重视，导致锅炉内结生水垢的现象较为普遍，造成了巨大的能源浪费。积极探求水质处理知识，提高水处理技术水平，对延长锅炉及水处理设备使用寿命、提高锅炉房管理水平、节能减排有着十分重要的意义。

关键词：低压工业锅炉；水质处理；水质运行管理；水处理技术；水处理设备；节能减排

中图分类号：TK223 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）34-0081-03

1 水质处理现状

目前低压工业锅炉水处理管理方面存在一些比较突出的问题。主要体现在：

1.1 水质管理方面

由于长期以来重视程度不够、制度不完善、管理松懈等原因，多数中小型企业在锅炉水处理设施上投入不足，大多没有必备的化验设备及药品药剂，部分单位虽然配备了水处理设备，却从未投入使用，形同虚设，水处理设备长期处于失效运行状态，由离子交换器变成了过滤器。

1.2 水处理作业人员方面

存在人员数量不足、知识结构和综合素质不满足要求的问题。相当一部分单位水处理人员都是由司炉人员兼职，且这些兼职水处理人员大多没有经过专业培训，对水处理原理，水处理药剂的性能、用量、用法，加药时机，水处理设备的使用方法等掌握得还不够好，以致乱用、错用药剂，不按量使用的现象时有发生，在加药时没有时间和量的概念，随心所欲，导致加药不均匀，操作上排污又不够，甚至不排污，造成锅炉内水渣、泥垢大量沉积，结生二次水垢，甚至堵管。

1.3 水处理设备及运行方面

存在设备选型不合理、与当地水质不匹配，以致制水能力不足，以及在日常使用中利用率底、维护不良等问题。大多数企业在锅炉安装时，没有经过严格的制水能力等方面的分析计算，不管是自来水还是地下井水、地表水都采用同一模式的水处理方法，水处理设备大小随意选配，大小锅炉标配同型软水器，导致很多水处理设备超负荷运行，很难达到或者根本达不到水质处理的目的。

2 导致的后果

不良的水处理系统运行管理给锅炉造成的后果可概括为结垢、腐蚀、能耗居高不下、严重的环境污染。

（1）结垢直接影响锅炉传热和水汽正常循环、降低锅炉热效率、浪费燃料（据估算锅炉受热面上结有1mm水垢，浪费燃料约3%～5%），并且水垢常常生成在热负荷很高的锅炉受热面上，由于水垢导热系数要比锅炉钢板的导热系数小几十倍甚至数百倍，为了保证锅炉出力，就不得不增加金属管壁温度，当温度超过金属所能承受的允许温度时，金属强度显著降低，从而导致金属过热变形，严重时将造成鼓包、穿孔、破裂，甚至爆管等事故，严重影响锅炉安全运行和缩短锅炉寿命。

（2）大多数低压工业锅炉用汽断断续续，且使用单位不太重视停炉保养，停炉腐蚀十分普遍。腐蚀会直接影响材料强度，并且在锅炉受热面内有水垢附着的条件下，非常容易导致垢下金属腐蚀，结垢和腐蚀相互促进，致使金属受热面很快损坏。

（3）大部分采用单纯炉内加药水处理的工业锅炉锅水的溶解固形物含量都很高，为了保证锅水水质达标，多数企业都采取通过大量排污来降低锅内杂质的浓缩倍率，排污比较盲目、随意性较大，造成了极大的热量浪费。很多锅炉排污率在10%～15%之间，有的甚至高达30%，远远高于一般控制标准的5%～10%。有资料表明，排污率每升高1%，锅炉热损失约增加1.2%～1.3%。锅炉排污率升高造成了巨大的水损失、热损失，同时还因向环境排放热水而造成严重的环境污染。

（4）大部分企业水处理设备运行管理水平偏低，水处理系统运行周期短，再生剂比耗超高，再加上离子交换除盐系统中废液和废水的量都很大，以致再生废液的过量排放造成严重的环境污染。

3 如何搞好水质运行管理工作

（1）严格执行《特种设备安全法》。《特种设备安全法》第四十四条明确规定：“锅炉使用单位应当按照安全技术规范的要求进行锅炉水（介）质处理，并接受特种设备检验机构的定期检验。” 《特种设备安全法》的及时颁布对锅炉水质监督的制度化、规范化起到积极的推动作用，明确了使用单位按照规定进行水处理的责任，也为搞好锅炉水质监管提供了法律依据。

（2）监管部门应针对锅炉水处理工作的重要性和迫切性充分发挥监管职能，向企业大力宣传水处理工作的意义和重要性，督促和引导企业转变观念，从思想上认识水处理工作的重要性，积极主动地进行水质处理工作，改进工作方式，提高工作质量。再通过加大教育培训力度，培训一批懂业务、有技术、能负责的水处理从业人员，充实水处理运行管理队伍，弥补专业人员严重不足的现状。

（3）监管部门在核发锅炉使用登记证时，应核查水质处理检验报告、锅炉安装监检报告，结论不合格的，整改合格后方可核发锅炉使用登记证。

（4）对锅炉使用单位的水质管理制度及实施情况进行不定期抽查，对于未按法律法规技术规范要求进行锅炉水处理或锅炉水质定期检验不合格的使用单位应按照《特种设备安全法》规定进行严肃处理。

（5）督促企业加大水处理方面必备的化验设备、药品的投入，建立起定期化验制度，通过科学计量，准确反映锅炉、水处理设备运行的真实情况，准确判断水质是否合格、树脂何时再生、交换容量是否变化等，一旦出现异常迹象能迅速做出正确的判断，短时间找到症结所在。

（6）检验检测机构应严格按照法规和标准要求做好水处理检验工作，对水处理检验不合格的单位提出整改意见和期限，帮助企业因地制宜、因炉制宜、因水制宜制定针对性的水处理方案，为企业提供有偿水处理管理技术指导和服务。

（7）在选择水处理方法和系统时，应本着技术可靠、经济合理的原则，有针对性地进行水处理设备选配，当有的地区原水总硬度超高或原水水质随季节变化比较大时，一级软水器出水可能达不到要求，建议采用两级串联的钠离子交换系统。当原水碳酸盐硬度较高时，建议采用弱酸阳离子交换系统或不足量酸再生氢离子交换剂的氢钠离子串联系统处理。对于原水水质严重污染的水源在软化前应除去大部分有机物和微生物，以防树脂、给水管道以及锅炉水汽污染。endprint

（8）科学合理地排污。在保证水汽质量合格的前提下，建议安装自动排污装置，科学合理地控制锅炉排污率，其数值通过锅水中溶解固形物或氯离子含量的大小计算确定，即。锅炉容量比较大的单位应增设排污水回收装置，以减少大量热污水外排，对环境造成的污染。

（9）如采用炉内加药补充防垢处理，则建议采用自动连续加药设备，通过精确计算、计量，连续均衡地根据锅炉的实际用水量进行加药，这样不但可以使锅炉水质维持在控制指标的较低限运行，还可以降低阻垢剂的使用量，做到科学、合理、环保加药，最终实现节能减排目标。

锅炉运行时每吨给水中磷酸三钠加药量计算式如下：

式中：

Y——锅炉运行时每吨给水中磷酸三钠加药量（g/t）

YDC——为给水的残余硬度（mmol/L）

e——相应压力下锅水应维持的磷酸根浓度（mg/L）

P——锅炉排污率

Q——每小时锅炉给水量（t/h）

ε——工业磷酸三钠的纯度

（10）对汽水品质要求较高的企业，如制药企业、食品企业等，建议用软化加反渗透制水方式代替传统的软化或单纯锅内加药除垢方式，目前反渗透制水技术已非常成熟，且脱盐率高、自动化程度高，可显著提高水汽品质，极大降低锅炉的结垢速率和排污率。

（11）定期对锅炉除垢，对于工业锅炉，当水垢大于1mm及以上或受热面严重锈蚀时应除垢，据统计清除受热面1mm的水垢可提高锅炉效率3%～5%。使用单位可根据锅炉实际结垢腐蚀情况，采取酸洗、碱煮及络合清洗等除垢方式。对于新安锅炉，建议在投运前进行碱煮，可使金属受热面形成良好的钝化保护膜，消除水垢生成的诱导因素。

（12）提高水处理设备运行的可靠性，制定水处理设备的检修周期和标准。经常检查交换器内的配水，排水装置和盐液分配装置是否损坏，如有损坏时，及时更换。以防引起交换器内部的布液不均、树脂流失、反洗水阀门泄露，硬水或者盐水漏进软水箱等水处理事故。对碳钢罐体涂刷环氧树脂防腐涂料，及时修理更换泄露的阀门，对中毒的树脂及时进行复苏处理，对软水箱加盖等。摸索制定适合本区域水质的锅炉水处理方案，确定软水产量、盐耗、再生时间、交换终点的控制以及软水器交换运行流速的控制等参数。

（13）加强停用期间锅炉的保养，根据停炉时间的长短及锅炉的实际情况选用既经济又实用的保养方法，控制锅炉在停用期间的腐蚀速率。

4 结语

工业锅炉水处理是一个系统工程，应从制度、监管、提高企业管理人员意识、水处理作业人员素质、水处理设备运行管理、水垢预防与清除等各个方面综合考虑。纵观目前低压工业锅炉水处理现状，任重而道远，我认为最重要的还是要提高认识，让企业真正意识到水处理的重要性，使水处理管理逐步正规化，水处理技术水平逐步提高，这对延长锅炉及水处理设备使用寿命、节能减排有着十分重要的现实意义。

参考文献

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[2] 陈勤华.谈加强锅炉水处理监管与节能减排[J].机电技术，2013，（6）.

[3] 中华人民共和国特种设备安全法[S].北京：中国法制出版社，2013.

[4] 姚继贤.工业锅炉水处理及水质分析[M].北京：劳动人事出版社，1987.

作者简介：余普洲（1984-），男，甘肃平凉人，内江市特种设备监督检验所水质检测师，工程师，研究方向：锅炉检验、锅炉水处理系统运行检验。endprint