第八節　合理控制排污率

一、鍋爐排污率與經濟運行的關系

1.鍋爐排污的原因分析

蒸汽鍋爐在運行中，由于鍋水的不斷蒸發和濃縮，容易造成受熱面結垢、結渣，致使熱交換惡化，排煙溫度升高，熱損失加大，并影響蒸汽品質，甚至會發生汽水共騰事故。過高的鍋水堿度還會造成苛性腐蝕。因而必須嚴格控制給水水質，并合理進行排污，及時把鍋筒與下集箱等處的高濃度鹽水和泥渣、污垢等排出爐外，以保證鍋水質量，使其維持在標準要求范圍內。

2.排污率的定義與分析

在考核期內，鍋爐排出的鍋水量與同期鍋爐蒸發量之比的百分率，稱為排污率，可用以下兩種方法進行計算。

用堿度法計算排污率：

式中，P1為按鍋水堿度計算的排污率，％；Ags為鍋水的總堿度，mmol/L；Ag為鍋水允許的總堿度，mmol/L。

按氯根法計算的排污率：

式中，P2為按氯根計算的排污率，％；Clgs為給水中氯根含量，mg/L；Clg為鍋水中允許的氯根含量，mg/L。

按堿度和氯根分別計算出P1、P2后，取其中較大數值作為鍋爐的排污率。

由上兩式可見，工業鍋爐排污率主要與給水水質（水處理標準）和各種型號與用途的鍋爐在實際運行壓力下所允許的鍋水堿度或氯根含量有關。如圖2-18所示。在爐外水處理的情況下，排污率應控制在10％左右，低壓鍋爐鍋水允許的含鹽量應為2500～3500mg/L。

目前，我國中小型工業鍋爐的實際排污率均在10％～20％，有的高達20％～30％。其主要原因是水源水質差，爐外水處理不太嚴格，排污率不考核，排污操作不當，爐內加藥處理未能堅持等。

3.鍋爐排污率與經濟運行的關系

鍋爐排污率高，排出爐外過多的飽和水，造成熱能的損失、水資源的浪費，加大爐外水處理費用，必然降低鍋爐的運行效率，同時排污水還造成環境污染。不同壓力下鍋爐排污率與節約燃料的關系如圖2-19所示。經綜合考核，目前鍋爐的高排污率，至少降低鍋爐熱效率1％～3％。對于這一點，在鍋爐熱平衡測試或節能監測時，是在臨時關閉排污條件下測取的數據，所計算的鍋爐熱效率，叫做測試熱效率，不包括排污熱損失，因此，不能代表鍋爐的平均運行效率。

二、排污方法的合理選擇與控制

工業鍋爐排污方法主要有兩種，即連續排污和定期排污。

1.連續排污法

連續排污也叫表面排污，這是大中型工業鍋爐常采用的一種排污方法。在鍋爐的上鍋筒蒸發面以下100～200mm之間的高濃度含鹽區鍋水中設置排污裝置。鍋爐正常運行時，可連續不斷地向外排出部分高濃縮的含鹽鍋水，并可同時把鍋水表面的油脂和泡沫等污垢物排出爐外。

2.定期排污法

定期排污也叫間歇排污。就是在上鍋筒和下集箱的底部安設排污管道，并串聯兩只并排設置的排污閥?？拷仩t側的為慢開閥，較遠者為快開閥。利用這兩只閥門，定期進行排污。即使設置有連續排污裝置，還必須進行定期排污。因為連續排污難以排掉沉積在鍋筒和下集箱底部的淤垢、泥渣等。

3.經濟排污法

針對以上實際情況，有必要提出經濟排污概念。所謂經濟排污，就是根據水處理達到的水質標準和鍋水濃縮后含鹽量實際達到的范圍，通過試驗研究，制訂一個勤排污，每次少排污、均勻排污的合理規定，以取得安全、節能減排的綜合效果，如圖2-20所示。

以經濟排污規范來指導排污工作，需要做到以下六點：

①工業鍋爐制造廠家應配齊連續排污與定期排污裝置，并設置余熱回收設備。如未設連續排污，可根據實際情況進行改造。

②要改變目前存在的大間隔排污方法，應依據經濟排污規范的爐水含鹽量允許上下限，每班排污一次，達到勤排、每次少排、均勻排污的要求，并用水位計標高法自動計算顯示每次排污量。

③應以爐外水處理與爐內加藥處理相結合的方法管理好經濟排污工作。嚴格給水處理標準與鍋水濃度允許上下限規定，加強鍋爐水質化驗監督工作，為降低排污率提供科學依據。

④鍋爐排污是一項關系安全運行與節能減排的重要工作，要改變以往忽視考核、輕視管理、排污量寧多勿少、怕麻煩的思想。

⑤鍋爐每次停爐檢查時，對于受熱面結垢、淤渣等的黏附情況、厚度、分布部位、軟硬程度等進行測量與記錄，用以指導水處理和經濟排污工作。

⑥根據實踐經驗控制排污量是中小工業鍋爐推行經濟排污的重要方法。在運行時要注意監視水位計，觀察水位計玻璃管內水的渾濁程度，有無鐵銹色；取鍋水樣時，盛放在玻璃管內，透過燈光觀察水的顏色與渾濁程度；在實施排污時，專人觀察排出爐水的濃度和顏色等，都對合理判斷與控制排污量有參考價值。應該不斷總結司爐工與鍋管人員的實踐經驗，反復修訂經濟排污規范。

三、排污高溫水的回收利用

1.排污水熱能的利用

鍋爐排污水系運行壓力下的飽和水，含有相應溫度下的物理顯熱。如若隨便排放掉，必然造成熱能的浪費，增加燃料消耗。一般工業鍋爐排污率每提高1％，燃料消耗要增加0.2％以上，同時還要增加給水處理費用并污染環境。國家對鍋爐節能減排工作很重視，已有很多廠家采用多種方法來回收利用排污水熱能，取得了良好節能效果，如圖2-19所示，可節約燃料2％～5％。經歸納整理，有以下幾種：

①增設排污膨脹器，將連續排污水排入膨脹器內，隨壓力降低產生二次蒸汽（閃蒸汽），可直接用作低壓用汽設備加熱源；也可經閃蒸汽回收裝置，用新型“量調節多噴嘴熱泵”專門設計的回收系統，就近回收全部閃蒸汽，用于需要蒸汽壓力較高的場合（沈陽鴻達節能設備技術開發有限公司生產）。

②鍋爐連續排污水經熱交換器，預熱軟化水，提高軟化水溫度，降低除氧器的耗汽量；也可依據企業的具體實際情況，用于預熱其他工藝用的溶劑、溶液或氣體以及液體燃料等。

③利用排污水作為熱水采暖熱源或制冷空調熱源。此種余熱回收方式，設備簡單，效果也很好。例如某廠一臺4t/h鍋爐，利用連續排污水供800m2辦公樓與托兒所冬季采暖，一年可節省燃煤20t左右。

2.排污水資源有效利用

目前多數企業把排污水排放到水渣池中，作為廢水排放掉，既造成熱能損失，又浪費了寶貴的水資源，非?？上В瑧斶M行回收利用。最簡單的回收利用方法有：

（1）用于水膜除塵器用水，提高煙氣脫硫效率　排污水系鍋爐排出的高堿度鍋水，采用以上方法回收熱能之后，還應當用于水膜除塵，脫除煙氣中的SO2或起中和作用，一般脫硫效率可達30％～50％。這是一項非常好的應用技術，對保護環境有利。除塵器用后，再回到水渣池，用于水沖渣，充分利用了水資源，還可提高煙氣露點溫度，適當降低排煙溫度，減少q2熱損失，而且設備簡單，投資低廉，效果很好。

（2）用于中和廢酸液達標排放　酸性水或廢酸排放，必然造成環境污染。污水處理，達標排放是水處理的重要指標，鍋爐排污水堿度很高，pH值在12左右，可用于中和酸性廢水，再補充必要藥劑，便可達標排放，節省水處理費用。

3.排污水中堿的回收利用

鍋爐排污水中含有一定量的NaOH和Na2CO3等堿性物質。不同壓力下鍋爐排污水的含堿量如表2-5所示。

由表2-5可見，在鍋水堿度為20mmol/L的情況下，如鍋爐運行壓力為0.5MPa時，排污水中的總堿量為1.02kg/t，運行壓力為1.0MPa時，總堿量為0.95kg/t。因此，鍋爐排污水中NaOH、Na2CO3等含量是比較多的，如若隨排污水排放掉了，不僅在經濟上造成損失，而且還污染環境。對于這些有用的物質，應當進行回收利用，設法提純，這在化工界是不太難的事情。目前雖然尚無應用實例，但經試驗研究和經濟效益分析，是有價值的。

四、應用反滲透水處理技術，徹底解決排污問題

工業鍋爐多使用傳統的鈉離子水處理方法，已運行幾十年，效果尚可，但有它特定的局限性，只能去除形成水垢的Ca2+、Mg2+等大部分陽離子，而不能除掉由于鍋水蒸發濃縮使堿度升高的陰離子和氯化物等。為保證鍋爐安全、經濟運行，必須實施排污，浪費了大量水資源與熱能并造成環境污染。反滲透水處理技術能制得純凈水，更適合鍋爐水質標準，排污率可降到1％左右，實現無垢運行，已在電站與熱電聯產鍋爐中得到廣泛應用。近年來隨著水價的升高，環境保護的嚴格要求，工業鍋爐開始應用，并取得良好效果，一年左右便可收回投資，具有推廣應用價值。有關問題詳見第七章。