工業鍋爐水處理(lǐ)設備使用(yòng)案例

    鍋爐是一種能(néng)量轉換設備，将化學(xué)能(néng)、電(diàn)能(néng)以及各種餘熱等能(néng)源轉換成熱能(néng)，産生具有一定溫度和壓力的蒸汽、熱水或有機熱載體(tǐ)，以滿足工業生産和人民(mín)生活需求。水是鍋爐最常用(yòng)的傳熱介質(zhì)，鍋爐水質(zhì)不良會導緻受熱面結垢(見圖1),腐蝕(見圖2)、積鹽和鍋内汽水共騰等現象，造成受壓件強度失效而縮短使用(yòng)年限，從而危害鍋爐安(ān)全運行，甚至會引起重大鍋爐安(ān)全事故;水質(zhì)不良還會造成鍋爐受熱面傳熱系數下降、排煙溫度升高而降低鍋爐運行的經濟性。因此，鍋爐水處理(lǐ)達到标準規定要求，是防止鍋爐結垢、腐蝕，保證水汽質(zhì)量等必不可(kě)少的措施。《中華人民(mín)共和國(guó)特種設備安(ān)全法;o〕第四十四條規定:鍋爐使用(yòng)單位應當按照安(ān)全技(jì )術規範的要求進行鍋爐水(介)質(zhì)處理(lǐ)，并接受特種設備檢驗機構的定期檢驗。

    工業鍋爐水處理(lǐ)技(jì )術可(kě)分(fēn)為(wèi)鍋外水處理(lǐ)和鍋内水處理(lǐ)二大類。鍋外水處理(lǐ)是将原水在進人鍋爐前進行必要的處理(lǐ)，将鍋爐給水中的有害雜質(zhì)去除。通過鈉離子交換器可(kě)除掉給水中大部分(fēn)鈣、鎂離子等硬度物(wù)質(zhì)，是工業鍋爐廣泛采用(yòng)的水處理(lǐ)方法之一。旱期鈉離子交換器的再生、清洗過程需要人工操作(zuò)完成，比較繁瑣。20世紀90年代起，國(guó)外各種品牌的自動控制鈉離子交換器先後進人上海市場，因其結構緊湊、占地面積小(xiǎo)、出水水質(zhì)穩定、自動化程度高等優點逐步替代原手動鈉離子交換器，而成為(wèi)工業鍋爐配套的主要水處理(lǐ)設備，據粗略統計，上海在役工業鍋爐90%以上使用(yòng)了自動控制鈉離子交換器(簡稱全自動軟水器)。鍋内水處理(lǐ)是通過有針對性地向鍋内投放一定數量藥劑的方法進行水質(zhì)處理(lǐ)(見圖3)，以達到消除鍋水殘餘硬度以及溶解氧的目的，并結合合理(lǐ)排污，防止或減緩鍋爐結垢、腐蝕。

    無論是鍋外還是鍋内水處理(lǐ)，都必須依據相關法規、技(jì )術标準對鍋爐各項水質(zhì)指标進行定期、精(jīng)準的檢測，司爐人員應準确掌握水質(zhì)情況并及時調整，為(wèi)鍋爐安(ān)全、經濟運行提供保障。本文(wén)結合多(duō)年來對上海地區(qū)鍋爐水處理(lǐ)定期檢驗所積累的經驗和數據，就自動控制鈉離子交換器使用(yòng)現狀及水質(zhì)監測中出現的問題進行剖析，并提一點看法和建議。

    全自動軟水器通常由控制器、交換柱和鹽水罐組成(見圖4)。全自動軟水器的使用(yòng)需把握好設備選型、安(ān)裝(zhuāng)調試、運行管理(lǐ)等三個關鍵環節。

    部分(fēn)鍋爐使用(yòng)單位由于缺乏專業水處理(lǐ)設備知識，而過多(duō)考慮價格因素，經銷商也出于銷售目的而不注重産品匹配，造成選型與鍋爐實際給水需要不相适應，少數經銷商甚至将設備的瞬時最大流量作(zuò)為(wèi)額定工作(zuò)流量推薦給客戶，誤導用(yòng)戶。
    全自動軟水器的再生控制分(fēn)為(wèi)時間型和流量型。時間型軟水器需設定一個時間周期，到設定時間開始再生，适用(yòng)于用(yòng)水量穩定的系統，具有控制方式簡單、成本低、操作(zuò)簡便的特點;缺點是軟水器到設定的時間就會自動再生，而不管離子樹脂是否失效。因此，如果鍋爐是間斷運行方式，或者運行時間無規律、軟水器啓停時間變化較大的鍋爐，不宜選用(yòng)時間型軟水器。流量型軟水器則需要設定制水量，當制水達到設定值時，軟水器就自動進行再生，因此流量型軟水器适用(yòng)範圍交廣，缺點是成本較高。
    軟水器應根據當地原水硬度情況來選型，同時其制水量(出力)必須參照鍋爐總給水量來配置，并考慮鍋爐每天連續運行時間及軟水箱的容量。如果軟水箱容量大且鍋爐每天運行時間短，可(kě)選擇出力低于鍋爐給水量的軟水器;如果鍋爐是24小(xiǎo)時連續運行，就應選用(yòng)出力大于鍋爐給水量的軟水器，這時還應當将軟水器再生時鍋爐用(yòng)水量考慮進去。冷凝水回用(yòng)或間斷運行的鍋爐，隻有在軟水箱足夠大時，軟水器容量可(kě)适當減小(xiǎo)。
    軟水器運行時會受到衆多(duō)因素的影響，如原水水質(zhì)、樹脂層高度、再生程度、再生劑純度以及運行流速等，因此軟水器出力并不是一個固定值。在其他(tā)條件不變情況下，運行流速過快，離子交換不充分(fēn)，出水質(zhì)量就難以保證。一般認為(wèi)交換流速超過一定範圍以後，每增加10 m/h流速時，樹脂的工作(zuò)交換容量約降低10 0 o }z}，因此軟水器選型要以确保運行的最大出力時出水硬度合格為(wèi)必要條件。

全自動軟水器的安(ān)裝(zhuāng)調試
    軟水器安(ān)裝(zhuāng)調試中存在的主要問題如下:
    (1)安(ān)裝(zhuāng)時未考慮進水水壓。如果水壓過低，軟水器就不能(néng)正常運行。
    (2)軟水器樹脂填裝(zhuāng)高度不規範。樹脂層高度應根據運行周期、原水水質(zhì)和出水水質(zhì)要求确定，樹脂層高一般應大于800 mm，但要留出樹脂層高的4000^50%高度作(zuò)為(wèi)反洗膨脹空間。填裝(zhuāng)過高造成膨脹空間不足，影響反洗;填裝(zhuāng)過低，樹脂太少，影響制水量。原水硬度越高，樹脂層需相應增高，配置的交換柱也應大一些。
    (3)軟水器設定參數與實際運行工況不符。自動軟水器經安(ān)裝(zhuāng)人員調試設定運行參數後，鍋爐使用(yòng)單位一般不再調整。但實際運行工況是波動的，如果未按照實際工況及時調整，就有可(kě)能(néng)造成軟水器樹脂尚未失效卻已啓動再生，或樹脂層已失效卻仍在使用(yòng)，前者造成再生鹽耗和水耗的浪費，後者造成給水硬度超标，帶來鍋爐運行的安(ān)全隐患。圖5是某鍋爐使用(yòng)單位因軟水器參數設定不合理(lǐ)，鍋爐結水垢使爐膽燒損，當時現場清理(lǐ)出大量水垢。

全自動軟水器的運行管理(lǐ)
    自動軟水器的運行，應超前鍋爐投運或與之同步，應注意下列情況:
    (1)進水水壓應保持在U. 2^}U. 6 MPa。壓力過低，影響再生時反洗效果，也影響補水注人速度與射流器吸取鹽水速度;進水壓力不穩定，則難以控制鹽水液位。
    (2)及時發現再生系統故障。時間型軟水器再生時間一般設置在淩晨，再生時作(zuò)業人員一般不在現場監督再生過程。曾經發現鍋爐使用(yòng)單位連續二次再生後硬度還是不合格，第三天我們要求用(yòng)戶開啓手動再生，結果發現再生時控制器吸不上鹽水(鹽水罐液位未下降)，進一步檢查發現鹽中雜質(zhì)将噴射器人日堵塞，經清洗後即恢複正常。液罐裝(zhuāng)置的安(ān)裝(zhuāng)要正确，鹽水管不宜過長(cháng)，且管内不能(néng)有空氣泡(否則影響吸鹽);出現鹽水罐鹽液外溢，應清洗鹽水閥和連接部位，定期清洗噴射器。
    (3)再生劑的正确使用(yòng)。鹽液濃度應達到過飽和狀态，每次加鹽量不可(kě)太少也不可(kě)太多(duō)，鹽量不足會造成再生不徹底而影響水質(zhì)，加鹽太多(duō)易引起結塊，形成鹽橋無法吸鹽水;細鹽也會引起結塊，故不宜使用(yòng);工業粗鹽雜質(zhì)較多(duō)，使用(yòng)時要過濾，否則易污染樹脂，嚴重的還會損壞鹽閥和多(duō)路閥。

    水質(zhì)監測是水處理(lǐ)工作(zuò)的關鍵環節，準确、可(kě)靠的水質(zhì)數據是指導水處理(lǐ)操作(zuò)的依據。現行TSUU5001-2010《鍋爐水(介)質(zhì)處理(lǐ)監督管理(lǐ)規則戶〕明确工業鍋爐常規化驗項目為(wèi):硬度、堿度、pH,氯離子(僅對蒸汽鍋爐)。針對這4項常規指标，結合UB/T 1576-2018《工業鍋爐水質(zhì)戶〕标準要求，就鍋爐運行監測中應注意的問題作(zuò)一歸納，并提出建議和對策。