锅炉排污的探讨

张 威

[关键词]排污;排污率计算;排污装置;节能

一、锅炉排污的概念

1.为了控制锅炉锅水的水质符合规定的标准,使炉水中杂质保持在一定限度以内,需要从锅炉中不断地排除含盐、碱量较大的炉水和沉积的水渣、污泥、松散状的沉淀物,这个过程就是锅炉排污。

2.排污方式:锅炉排污分连续排污和定期排污两种。连续排污又称表面排污,要求连续不断地从炉水盐碱浓度最高部位排出部分炉水,以减少炉水中含盐、碱量,含硅酸量及处于悬浮状态的渣滓物含量,所以连排管设在正常水位下80～100mm处,定期排污主要排除炉内水渣及泥污等沉积物,所以其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暂,应当选择在锅炉高水位、低负荷或压火状态时进行排污。在小型锅炉上,通常只装设定期排污。

二.排污的作用

锅炉运行时,锅水中所含的各种杂质会不断析出。如果不及时加以排除,日久积厚在锅炉受热面上,影响传热效果,不但浪费燃料,而且引起受热热面金属过热,甚至烧坏,发生事故。为了控制锅炉锅水的水质符合规定的标准,使炉水中杂质保持在一定限度以内,需要从锅炉中不断地排除含盐、碱量较大的炉水和沉积的水渣、污泥、松散状的沉淀物,达到安全运行的目的。

三、锅炉排污的计算

锅炉排污量的大小,和给水的品质直接有关。给水的碱度及含盐量越大,锅炉所需要的排污量愈多。

1.排污率的计算:

锅炉排污的指标用排污率表示,排污率即排污水量(Q污)占鍋炉蒸发量(Q汽)的百分数。如下式表示:K= Q污/Q汽 ×100%当锅炉水质稳定时,根据物量平衡的关系可知,某物质随给水带入炉内的量等于排污水排掉的量与饱和蒸汽带走的量之和。则(Q污+Q汽)×S给=Q汽×S汽+Q污×S污式中S给、S汽、S污分别表示给水中、饱和蒸汽中、排污水中某物质的含量,式中的S值可以按含盐量,也可按某一组分(如碱度、氯离子)的含量来计算。则K= Q污/Q汽=(S给-S汽)/(S污-S给) × 100%

2.排污率计算要注意以下三点:

(1)排污率计算可按碱度或氯离子(氯离子与含盐量有较固定的比例关系,通常用氯离子代替含盐量)分别计算排污率,最后取其中较大的数值作为排污率,一般供热锅炉的排污率应控制在10%以下。

(2)对于容量较大的锅炉,由于其汽水分离装置效果好,蒸汽的湿度很小。这样饱和蒸汽中的含盐量远远低于给水中的含盐量,所以在这类锅炉的排污率计算中均可以忽略蒸汽中的含盐量,即K=S给/(S污-S给)×100 %

(3)对于大多数工业锅炉,特别是汽包容积小,汽水分离装置简单,饱和蒸汽的带水量较大的工业锅炉,蒸汽湿度常在3%左右,(与排污率控制在5%~10%的范围比较,已经是不算低了)这种条件下计算锅炉排污率时不能忽略蒸汽中的含盐量。因为

K= (S给-S汽)/(S污-S给)=CL-给/(CL-污-CL-给)-CL-汽/(CL-污-CL-给)< CL-给/(CL-污-CL-给)-CL-汽/CL-污

这里CL-汽/CL-污为蒸汽湿度,CL-污=CL-锅炉水即排污水中的氯离子含量等于锅水中的氯离子含量,式中CL-给、CL-污、CL-汽、CL-锅炉水分别表示给水中、排污水中、饱和蒸汽中、炉水中氯离子的含量。可见,如果忽略了蒸汽中的含盐量,则计算所得的排污率将偏大(差值大于蒸汽湿度)。工业锅炉的排污率每增大1%,燃料的消耗量就增加0.3%。这样就浪费了燃料且不能正确评价锅炉的能源消耗及综合管理水平。

四、锅炉排污装置

排污装置指锅炉本体范围内的排污短管,排污阀及锅筒内部排污导管等。

排污导管要求有足够的长度并且水平安装,导管的一端封死。每台锅炉应装独立的排污管。排污管应尽量减少弯头,保证排污畅通并接到安全的地点。排污管和锅筒、集箱、排污阀连接部分要牢靠、无腐蚀。锅炉的排污阀.排污管不应采用螺纹连接。

排污阀宜采用闸阀、扇形阀或斜截止阀。排污阀的公称直径为φ20～65mm,额定蒸发量≥1t/h或工作压力≥0.7Mpa的锅炉,排污管应装两个串联的排污阀。排污时,排污阀承受高温液体的冲刷及污垢的磨损,停止排污后将逐渐冷到室温。为了改善排污阀的频繁承受压差(压降较大)、积垢腐蚀磨损、振动、热冲击等恶劣的工作条件,串联的排污阀有一定的操作顺序,其连接顺序为锅筒(或下集箱)——阀1(慢阀)、阀2(快阀),排污时先开阀1再开阀2(阀2承受压差,易损坏);停止排污时先关阀2,再关阀1(阀2承受压差,易损坏),这样可使阀1处于无压差下启、闭,工作条件好,寿命长。大修时重点检修或更换阀门2即可。阀1为慢开阀常采用斜球式排污阀或慢开闸门式排污阀即普通的闸阀,但它必须具备有抗炉水碱性腐蚀的能力;阀2为快开阀,常采用摆动闸门式、齿条闸门式阀门以满足排污的动作和时间要求。

五、排污热量的回收利用

锅炉的排污率一般为锅炉容量的3%~10%,为了使这部分排水带出的不可忽视的热量回收利用,通常在锅炉房内要设置定期排污及连续排污膨胀器。将炉水因降压后产生的汽水分开并分别加以利用。蒸汽一般通入大气式热力除氧器用于给水的除氧,而污水则通过换热器降温利用热量后安全地排入地沟。

六、小结

通过正确合理的排污排掉炉水中的杂质、泥污、水垢,控制锅水的碱度及含盐量,使炉水水质符合国家标准,保证了受热面的清洁,满足了合格的蒸汽品质要求,延长了锅炉的使用寿命,排污余热充分利用,达到了节能的效果。

由此可见,设计、制造、安装、使用单位必须重视锅炉排污问题,深刻理解排污的意义,掌握排污量的大小,正确操作使用排污装置,回收利用排污的余热。这有利于确保锅炉在经济的条件下安全、可靠、长期地运行,减少不必要的损失,达到节约能源的目的。□

(编辑/穆杨)