摘要(yao)(yao)：本文從與排污有關(guan)(guan)的水垢、排污率(lv)的 計算 、排污余熱利用三個(ge)方(fang)面用數字說明排污與節能的關(guan)(guan)系。目的是把排污 問題(ti) 作為(wei)鍋爐(lu)水質管理的一個(ge)重要(yao)(yao)環節，引(yin)起有關(guan)(guan)運行操作管理人員的高度重視。

關鍵詞(ci)：排污(wu) 余(yu)熱利用 節能

一、概述

1、排(pai)(pai)污(wu)分(fen)連(lian)續排(pai)(pai)污(wu)和定期(qi)排(pai)(pai)污(wu)。連(lian)續排(pai)(pai)污(wu)又(you)稱表(biao)面排(pai)(pai)污(wu)，它是連(lian)續不斷地將(jiang)汽包(bao)中水(shui)面附近(jin)高濃度的(de)(de)(de)鹽分(fen)(與溶解固形物(wu)近(jin)似相等)的(de)(de)(de)鍋(guo)(guo)水(shui)排(pai)(pai)出(chu)鍋(guo)(guo)爐外(wai)，使鍋(guo)(guo)水(shui)的(de)(de)(de)堿(jian)度、溶解固形物(wu)符(fu)合鍋(guo)(guo)爐水(shui)質(zhi)標(biao)準的(de)(de)(de)要求;定期(qi)排(pai)(pai)污(wu)又(you)叫間斷排(pai)(pai)污(wu)，它是定期(qi)地從鍋(guo)(guo)爐水(shui)循環系統(tong)中的(de)(de)(de)最低點(鍋(guo)(guo)筒、下(xia)集箱的(de)(de)(de)底部)排(pai)(pai)放鍋(guo)(guo)水(shui)中的(de)(de)(de)懸(xuan)浮物(wu)、水(shui)渣(zha)及其它沉(chen)積物(wu)。

正確(que)地進行排(pai)污(wu)(wu)是(shi)保持鍋(guo)(guo)內水質良好，減少鍋(guo)(guo)內結(jie)垢(gou)、防止金屬腐(fu)蝕和(he)蒸汽污(wu)(wu)染的有效措施。但是(shi)排(pai)污(wu)(wu)不當(dang)，操作不合理，輕者損(sun)壞閥門管(guan)道，排(pai)污(wu)(wu)量增加(jia)，浪費燃料;重(zhong)者形成水垢(gou)腐(fu)蝕， 影響 傳熱，降低受壓元件的強度或造成鍋(guo)(guo)爐(lu)(lu)嚴重(zhong)缺水，危(wei)及(ji)鍋(guo)(guo)爐(lu)(lu)的安全運行。因此，鍋(guo)(guo)爐(lu)(lu)的排(pai)污(wu)(wu)意義重(zhong)大，應當(dang)得到設計、安裝(zhuang)、運行操作管(guan)理人員的特別(bie)重(zhong)視，從(cong)排(pai)污(wu)(wu)中(zhong)減少損(sun)失，節約能(neng)源。

二、水(shui)垢與節(jie)能(neng)

搞(gao)熱(re)(re)的(de)(de)(de)人士都知道水垢(gou)(gou)的(de)(de)(de)導(dao)熱(re)(re)系數(shu)約(yue)1.2w/m•℃，而鋼板的(de)(de)(de)導(dao)熱(re)(re)系數(shu)約(yue)48w/m•℃,則1mm厚(hou)(hou)的(de)(de)(de)水垢(gou)(gou)熱(re)(re)阻相當(dang)于40mm厚(hou)(hou)的(de)(de)(de)鋼板熱(re)(re)阻，水垢(gou)(gou)不僅(jin)影響(xiang)傳熱(re)(re)，幾(ji)毫米厚(hou)(hou)的(de)(de)(de)水垢(gou)(gou)會(hui)使傳熱(re)(re)量下(xia)(xia)降一半(ban)，而且金屬計算壁溫隨著水垢(gou)(gou)加厚(hou)(hou)而明顯升高(gao)(當(dang)q=175×103w/m3時(shi)，1mm厚(hou)(hou)水垢(gou)(gou)使壁溫升高(gao)約(yue)180℃，3mm厚(hou)(hou)水垢(gou)(gou)使壁溫升高(gao)約(yue)350℃)。因此水垢(gou)(gou)能使熱(re)(re)負荷高(gao)的(de)(de)(de)鍋(guo)筒下(xia)(xia)部過熱(re)(re)鼓包，水冷壁管(guan)變形、爆(bao)管(guan)，還(huan)會(hui)形成垢(gou)(gou)下(xia)(xia)腐蝕(shi)，降低受壓元件的(de)(de)(de)強度(du)，嚴重影響(xiang)鍋(guo)爐的(de)(de)(de)安全(quan)運行;同時(shi)由于水垢(gou)(gou)影響(xiang)傳熱(re)(re)會(hui)大量浪費(fei)燃料，水垢(gou)(gou)的(de)(de)(de)厚(hou)(hou)度(du)與燃料損失對比如下(xia)(xia)表：

對于一臺4t/h鍋爐，燃(ran)(ran)用二類煙煤(mei)，燃(ran)(ran)料(liao)消(xiao)耗(hao)量約740kg/h,如(ru)果(guo)積有1.5mm厚(hou)的水(shui)垢，則每小(xiao)時(shi)浪費燃(ran)(ran)料(liao)740 kg/h×3%=22.2kg,全年運(yun)行(xing)6000小(xiao)時(shi)，則浪費6000×22.2=133.2噸煤(mei)。

三、計算排污率與節能

排污量(liang)(liang)的(de)大(da)小，和(he)給水(shui)的(de)品質(zhi)直接有關。給水(shui)的(de)堿度及含(han)鹽量(liang)(liang)越大(da)，鍋爐所(suo)需(xu)要(yao)的(de)排污量(liang)(liang)愈多。

鍋爐排污(wu)的(de)指標用排污(wu)率表示，排污(wu)率即排污(wu)水量(liang)(Q污(wu))占鍋爐蒸發量(liang)(Q汽)的(de)百分數(shu)。如下式表示：K= Q污(wu)/Q汽 ×100 %

當鍋爐(lu)水(shui)質(zhi)穩定時(shi)，根據物量(liang)(liang)平衡的關系(xi)可知(zhi)，某物質(zhi)隨給水(shui)帶入爐(lu)內的量(liang)(liang)等于排污(wu)水(shui)排掉的量(liang)(liang)與飽(bao)和蒸汽(qi)帶走的量(liang)(liang)之和。則

(Q污+Q汽)×S給=Q汽×S汽+Q污×S污

式中S給(gei)、S汽、S污分別表(biao)示給(gei)水(shui)中、飽和蒸汽中、排污水(shui)中某(mou)(mou)物(wu)質(zhi)的(de)含(han)量(liang)，式中的(de)S值(zhi)可(ke)(ke)以按含(han)鹽量(liang)，也可(ke)(ke)按某(mou)(mou)一組分(如堿(jian)度、氯離子)的(de)含(han)量(liang)來(lai)計算。則

K= Q污/Q汽=(S給(gei)-S汽)/(S污-S給(gei))×100 %

由(you)于測(ce)定(ding)氯離(li)子(zi)比較(jiao)方(fang)便，且氯離(li)子(zi)與含鹽量有較(jiao)固定(ding)的比例(li)關系，通(tong)常用(yong)氯離(li)子(zi)代(dai)替含鹽量來計算鍋爐(lu)排污率(lv)，則：

K= (S給(gei)-S汽)/(S污(wu)-S給(gei))=(CL-給(gei)-CL-汽)/(CL-污(wu)-CL-給(gei))

式(shi)中CL-給(gei)、CL-污、CL-汽(qi)分別表示給(gei)水(shui)(shui)中、排(pai)污水(shui)(shui)中、飽和蒸汽(qi)中氯離子的(de)含量(liang)，而(er)排(pai)污水(shui)(shui)就是鍋水(shui)(shui)，因而(er)S污=S鍋爐水(shui)(shui)，CL-污=CL-鍋爐水(shui)(shui)。式(shi)中S鍋爐水(shui)(shui)、CL-鍋爐水(shui)(shui)分別表示鍋水(shui)(shui)中某物質的(de)含量(liang)、氯離子的(de)含量(liang)。

對于容(rong)量(liang)較(jiao)大的(de)(de)(de)鍋爐，由于其汽(qi)水(shui)分離裝置(zhi)效果好，蒸(zheng)汽(qi)的(de)(de)(de)濕度很小。這(zhe)樣飽和蒸(zheng)汽(qi)中(zhong)的(de)(de)(de)含鹽量(liang)遠遠低于給水(shui)中(zhong)的(de)(de)(de)含鹽量(liang)，所以在這(zhe)類鍋爐的(de)(de)(de)排污(wu)率(lv)計(ji)算中(zhong)均可(ke)以忽(hu)略蒸(zheng)汽(qi)中(zhong)的(de)(de)(de)含鹽量(liang)，即(ji)

K=S給(gei)(gei)/(S污-S給(gei)(gei))=CL-給(gei)(gei)/(CL-污-CL-給(gei)(gei))×100 %

對于大(da)多數(shu) 工業 鍋爐(lu)，特別(bie)是(shi)汽包容積小，汽水(shui)分離裝置簡單，飽(bao)和(he)蒸汽的(de)(de)帶水(shui)量較(jiao)大(da)的(de)(de)鍋爐(lu)，蒸汽濕度常在(zai)3%左右(you)，(這個值與排污率(lv)控(kong)制在(zai)5%~10%的(de)(de)范圍比較(jiao)，已經是(shi)不(bu)算低了)這種條件下(xia)計算鍋爐(lu)排污率(lv)時不(bu)能忽(hu)略蒸汽中的(de)(de)含鹽量。因為

K=(CL-給(gei)-CL-汽(qi))/(CL-污-CL-給(gei)) =CL-給(gei)/(CL-污-CL-給(gei))-

CL-汽/(CL-污-CL-給(gei))< CL-給(gei)/(CL-污-CL-給(gei))-CL-汽/CL-污

這里(li)CL-汽/CL-污(wu)為蒸(zheng)汽濕度(du)。可(ke)見(jian)，如(ru)果忽略了蒸(zheng)汽中的(de)含鹽量，則計算所得(de)的(de)排(pai)污(wu)率(lv)將(jiang)偏大(差值大于蒸(zheng)汽濕度(du))。工(gong)業鍋(guo)爐的(de)排(pai)污(wu)率(lv)每(mei)增(zeng)大1%，燃料(liao)的(de)消耗量就(jiu)增(zeng)加0.3%。

對于一臺(tai)4t/h鍋(guo)爐，燃(ran)用二(er)類煙煤，燃(ran)料消耗(hao)量約740kg/h,蒸(zheng)汽濕(shi)度取(qu)3%，如果(guo)排污(wu)(wu)率(lv)計算中忽略了(le)蒸(zheng)汽中的含鹽(yan)量，則排污(wu)(wu)率(lv)的計算值就至少(shao)增(zeng)大了(le)3%(濕(shi)度值)，相應地燃(ran)料的消耗(hao)量就增(zeng)加了(le)0.9%,每小(xiao)時浪(lang)費燃(ran)料740 kg/h×0.9%=6.66kg,全(quan)年(nian)運(yun)行(xing)6000小(xiao)時，則浪(lang)費6000×6.66=39.96噸煤。

四、排污熱(re)量的回收利用

仍以一(yi)臺(tai)4t/h鍋(guo)爐為例， 計(ji)算 一(yi)下(xia)(xia)排污(wu)熱量。鍋(guo)爐參數為：燃用二(er)類煙煤(mei)，工作(zuo)壓力1.25Mpa，連(lian)續排污(wu)率取4%，排污(wu)水經熱交換器后溫度降至40℃。所回收的熱量折合(he)成(cheng)煤(mei)量可(ke)按下(xia)(xia)式計(ji)算：

B=DP(iˊ-ib)/ Q

式中 B ---折合節煤量，kg/h

D ---鍋爐(lu)額定(ding)蒸發(fa)量，kg/h

P ---排污率(lv)，%

iˊ---排污水初始熱(re)值(zhi)，kj/kg(查表得822.5kj/kg)

ib ---排污(wu)水溫為40℃時的熱值，kj/kg(查表得167kj/kg)

Q ---煤低(di)位(wei)發熱量，kj/kg(17693kj/kg)

代入上式得

B=4000×4%(822.5-167)/17693=5.93kg/h

 即(ji)每小(xiao)時(shi)節(jie)煤5.93kg，若以全年運行6000小(xiao)時(shi)計算(suan)，則一年可(ke)節(jie)煤約(yue)6000×5.93=35.6噸。

鍋爐(lu)的(de)(de)(de)排(pai)(pai)污(wu)率一般為鍋爐(lu)容量的(de)(de)(de)3~10%，將(jiang)這些(xie)不可忽視的(de)(de)(de)熱(re)量回(hui)收(shou)利用完全有必要，特(te)別是對于(yu)高壓鍋爐(lu)，因(yin)(yin)為飽(bao)和(he)水焓值較大，因(yin)(yin)此(ci)連續(xu)排(pai)(pai)污(wu)熱(re)量回(hui)收(shou)利用的(de)(de)(de)潛力很(hen)大，搞正規化(hua)配套設(she)計是完全值得的(de)(de)(de)。對低壓鍋爐(lu)來說(shuo)，把排(pai)(pai)污(wu)熱(re)量回(hui)收(shou)到給(gei)水或軟化(hua)水中，同樣也能達(da)到節能的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)。

五、小結

通(tong)過上面(mian) 分析 可(ke)知，不管是從量方面(mian)，還是從質方面(mian)考慮(lv)，排污與節能都密切相關(guan)，運行操作(zuo)管理人員必(bi)須(xu)掌握排污的(de)原理，正確合理地進(jin)行排污，延長鍋爐的(de)使用壽命，減少燃料的(de)損失，節約能源。

參考 文獻

(1)華(hua)北 工業 鍋爐通(tong)訊 1995.1

(2)工業鍋(guo)爐 1992.1

(3)工業鍋(guo)爐技術管理手(shou)冊 東北工學院出版社

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