低压蒸汽锅炉连续排污水的综合利用_工程实践

摘要

摘要：介绍了低压蒸汽锅炉排污方式、排污率的计算、排污量的优化控制。探讨了排污水的利用途径，包括排污水的热能、碱度利用等，分析了排污水梯级利用顺序。关键词：低压蒸汽锅炉；连

摘要：介绍了低压蒸汽锅炉排污方式、排污率的计算、排污量的优化控制。探讨了排污水的利用途径，包括排污水的热能、碱度利用等，分析了排污水梯级利用顺序。

关键词：低压蒸汽锅炉；连续排污；排污水；综合利用

Comprehensive Utilization of Continuously Discharged Sewage from Low-pressure Steam Boiler

HE Hong-yun

Abstract：The sewage discharge modes from low-pressure steam boiler，the calculation of sewage discharge rate and the optimal control of sewage discharge are introduced. The utilization ways of discharged sewage including heat utilization，alkalinity utilization and so on are discussed，and the cascading utilization sequence of discharged sewage is analyzed.

Key words：low-pressure steam boiler；continuous sewage discharge；discharged sewage；comprehensive utilization

1 排污方法

合格的锅炉给水在锅炉中受热产生蒸汽，大量洁净蒸汽从锅筒中输出，锅水在不断浓缩。为了保证锅炉的安全和外供蒸汽品质，必须使锅水的水质符合标准要求。为了使锅水中杂质保持在一定限度内，需要从锅炉中不断排除含盐量、碱度较高的锅水及沉积的水渣、污泥等沉积物，这个过程就是锅炉排污。排污方式分为连续排污、定期排污。连续排污又称表面排污，要求连续不断地从含盐量、碱度最高部位排出部分锅水，连续排污口宜设在正常水位以下80～100mm处。定期排污主要排除炉内水渣、泥污等沉积物，定期排污口多设置在锅筒的下部及联箱底部。定期排污操作过程时间短，应当选择在锅炉高水位、低负荷时进行。连续排污量占全部排污量的绝大部分，因此实现连续排污水的综合利用意义重大。

2 排污率的计算与排污量的优化控制

① 排污率的计算

排污率K的定义式为：

式中K——排污率

q_m,w——排污水质量流量，t/h

q_m,s——锅炉蒸发量，t/h

当锅炉给水水质稳定时，根据物量平衡关系，某物质随给水进入炉内的量等于随排污水排掉的量与随饱和蒸汽带走的量之和。即：

w_w,s(q_m,w+q_m,s)=q_m,ww_w+q_m,sw_s (2)

式中w_w,s——给水中该物质的质量分数

w_w——排污水中该物质的质量分数

w_s——蒸汽中该物质的质量分数

将式(1)代入(2)可以得到：

排污率可按碱度或氯离子含量(氯离子含量与含盐量有较固定的比例关系，通常用氯离子含量代替含盐量)分别进行计算，排污率取二者中较大的计算结果。一般供热锅炉的排污率应控制在10%左右。

② 排污量的优化控制

在一定水质、压力下，锅炉的排污率应为定值，排污量随蒸发量的变化而变化。锅炉蒸发量增加时，连续排污阀相应开大；锅炉蒸发量降低时，连续排污阀相应关小。否则易出现蒸发量增加时，由于没有及时开大阀门，导致锅水含盐量和碱度迅速增大，造成汽水共腾，危及锅炉安全；反之，当锅炉蒸发量降低时，由于未能及时关小阀门，易导致过多的高温低含盐量锅水排出，造成浪费。运行中要求化验人员定期对锅水指标进行分析，特别是在负荷波动时要提高分析频率。锅炉操作人员在锅炉负荷波动时，要有目的地对锅炉连续排污阀进行预控。随着锅炉运行控制和水质分析技术的日益成熟，对锅炉排污量进行自动控制成为发展趋势，实现准确排污和科学排污。

3 连续排污水的综合利用

3.1 利用途径

① 热能利用

锅炉运行时，排污水压力和温度较高，一般将连续排污水先排入连续排污扩容器，由于扩容器通常与除氧器相连，压力比锅筒压力低，使小部分排污水闪蒸汽化成为蒸汽进入除氧器加热软水。大部分未汽化的排污水温度降到连续排污扩容器压力下的饱和温度后，进入排污降温池，在其他废水掺入降温后排入市政管网。按有关要求，排入市政管网的水温应小于40℃，因此需要大量废水掺入，才能满足排放温度要求。因此，该方法浪费大量热能。实际上，闪蒸后的排污水温度约100℃，利用价值很高，用于加热自来水、软化水，可节约大量热能。

② 碱度利用

为了减少锅炉结垢，锅炉给水常采用钠离子交换法进行软化，除去水中的硬度(即钙盐、镁盐的总含量)。我国大部分地区水的硬度为3～6mol/m³，且大部分是碳酸盐硬度，这种水经过钠离子交换后，将易生成水垢的Ca(HCO₃)₂转变为不形成水垢的

NaHCO₃。NaHCO₃遇热分解成Na₂CO₃。反应式为：

2NaHCO₃→Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑

该反应转化率在0.6MPa下可达到30%，且随着压力升高转化率变大。为了使钙的生成物不以水垢的形式粘结在锅炉的受热面上，迫使其在锅水中结晶出来，形成分散状水渣沉淀，必须保持锅水的碱度为8～20mol/m³，pH值为10～12。因此，锅炉排污水是一种钠基脱硫剂。采用排污水作为脱硫剂可实现以废治废，节约大量脱硫剂。脱硫剂的外排液可排向锅炉房冲渣系统，满足冲渣系统补水需求。

③ 其他利用途径

a. 用途1

锅炉给水一般采用钠离子交换树脂将水中的钙、镁离子置换出来，以降低给水硬度。当钠离子交换树脂失效后，为恢复其交换能力，要进行再生处理。再生液为氯化钠溶液，主要利用氯化钠溶液中的钠离子。经再生处理后，钠离子交换树脂可基本恢复原来的性能。特别是冬季工况，锅炉对软水的需求量大，钠离子交换树脂的再生频率高。采用排污水溶解氯化钠可提高溶解速度，减小了人工搅拌工作量，提高了再生工艺效率。

带有一定碱度的排污水进入盐池，与盐中的钙、镁离子反应，使再生液进一步净化。净化后的再生液可减轻再生过程中的反离子效应，提高再生质量。而且排污水具有一定的热量，可以提高再生液的温度，从而改善再生效果。

b. 用途2

经筛选后剩余的末煤直接进入炉膛，易影响锅炉运行，因此应提前向末煤加水。排污水可作为末煤的加水水源，利用排污水的碱度，产生粘结效果。

3.2 排污水综合利用顺序

供热锅炉房应根据需要，制定排污水利用工艺流程，实现排污水的综合、分级利用。热能利用优先，降温后的排污水用于化盐、脱硫剂的补水，剩余的排污水用于末煤加水。

(本文作者：和红运天津天保热电有限公司天津 300300)