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  • 重视排污 节约能源环境保护论文

    摘要:本文从与排污有关的水垢、排污率的计算、排污余热利用三个方面用数字说明排污与节能的关系。目的是把排污问题作为锅炉水质管理的一个重要环节,引起有关运行操作管理人员的高度重视。

    关键词:排污 余热利用 节能

    一、概述

    1、排污分连续排污和定期排污。连续排污又称表面排污,它是连续不断地将汽包中水面附近高浓度的盐分(与溶解固形物近似相等)的锅水排出锅炉外,使锅水的碱度、溶解固形物符合锅炉水质标准的要求;定期排污又叫间断排污,它是定期地从锅炉水循环系统中的最低点(锅筒、下集箱的底部)排放锅水中的悬浮物、水渣及其它沉积物。

    正确地进行排污是保持锅内水质良好,减少锅内结垢、防止金属腐蚀和蒸汽污染的有效措施。但是排污不当,操作不合理,轻者损坏阀门管道,排污量增加,浪费燃料;重者形成水垢腐蚀,影响传热,降低受压元件的强度或造成锅炉严重缺水,危及锅炉的安全运行。因此,锅炉的排污意义重大,应当得到设计、安装、运行操作管理人员的特别重视,从排污中减少损失,节约能源。

    二、水垢与节能

    搞热的人士都知道水垢的导热系数约1.2w/m•℃,而钢板的导热系数约48w/m•℃,则1mm厚的水垢热阻相当于40mm厚的钢板热阻,水垢不仅影响传热,几毫米厚的水垢会使传热量下降一半,而且金属计算壁温随着水垢加厚而明显升高(当q=175×103w/m3时,1mm厚水垢使壁温升高约180℃,3mm厚水垢使壁温升高约350℃)。因此水垢能使热负荷高的锅筒下部过热鼓包,水冷壁管变形、爆管,还会形成垢下腐蚀,降低受压元件的强度,严重影响锅炉的安全运行;同时由于水垢影响传热会大量浪费燃料,水垢的厚度与燃料损失对比如下表:

    水垢的厚度(mm)
    0.5
    1
    2
    3
    4
    5
    6
    燃料的损失(%)
    1.1
    2.2
    4
    4.7
    6.3
    6.8
    8.2

    对于一台4t/h锅炉,燃用二类烟煤,燃料消耗量约740kg/h,如果积有1.5mm厚的水垢,则每小时浪费燃料740 kg/h×3%=22.2kg,全年运行6000小时,则浪费6000×22.2=133.2吨煤。

    三、计算排污率与节能

    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。

    锅炉排污的指标用排污率表示,排污率即排污水量(Q)占锅炉蒸发量(Q)的百分数。如下式表示:K= Q/Q ×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+Q)×S=Q×S+Q×S

    式中S、S、S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/Q=(S-S)/(S-S)×100 %

    由于测定氯离子比较方便,且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来计算锅炉排污率,则:

    K= (S-S)/(S-S)=(CL-CL)/(CL-CL

    式中CL、CL、CL分别表示给水中、排污水中、饱和蒸汽中氯离子的含量,而排污水就是锅水,因而S=S锅炉水,CL=CL锅炉水。式中S锅炉水、CL锅炉水分别表示锅水中某物质的含量、氯离子的含量。

    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/(S-S)=CL/(CL-CL)×100 %

    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锅炉,蒸汽湿度常在3%左右,(这个值与排污率控制在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=(CL-CL)/(CL-CL) =CL/(CL-CL)-

    CL/(CL-CL)< CL/(CL-CL)-CL/CL

    这里CL/CL为蒸汽湿度。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%。

    对于一台4t/h锅炉,燃用二类烟煤,燃料消耗量约740kg/h,蒸汽湿度取3%,如果排污率计算中忽略了蒸汽中的含盐量,则排污率的计算值就至少增大了3%(湿度值),相应地燃料的消耗量就增加了0.9%,每小时浪费燃料740 kg/h×0.9%=6.66kg,全年运行6000小时,则浪费6000×6.66=39.96吨煤。


    四、排污热量的回收利用

    仍以一台4t/h锅炉为例,计算一下排污热量。锅炉参数为:燃用二类烟煤,工作压力1.25Mpa,连续排污率取4%,排污水经热交换器后温度降至40℃。所回收的热量折合成煤量可按下式计算:

    B=DP(iˊ-ib)/ Q

    式中 B ---折合节煤量,kg/h

    D ---锅炉额定蒸发量,kg/h

    P ---排污率,%

    iˊ---排污水初始热值,kj/kg(查表得822.5kj/kg)

    ib ---排污水温为40℃时的热值,kj/kg(查表得167kj/kg)

    Q ---煤低位发热量,kj/kg(17693kj/kg)

    代入上式得

    B=4000×4%(822.5-167)/17693=5.93kg/h

    即每小时节煤5.93kg,若以全年运行6000小时计算,则一年可节煤约6000×5.93=35.6吨。

    锅炉的排污率一般为锅炉容量的3~10%,将这些不可忽视的热量回收利用完全有必要,特别是对于高压锅炉,因为饱和水焓值较大,因此连续排污热量回收利用的潜力很大,搞正规化配套设计是完全值得的。对低压锅炉来说,把排污热量回收到给水或软化水中,同样也能达到节能的目的。

    五、小结

    通过上面分析可知,不管是从量方面,还是从质方面考虑,排污与节能都密切相关,运行操作管理人员必须掌握排污的原理,正确合理地进行排污,延长锅炉的使用寿命,减少燃料的损失,节约能源。

    参考文献

    (1)华北工业锅炉通讯 1995.1

    (2)工业锅炉 1992.1

    (3)工业锅炉技术管理手册 东北工学院出版社

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