提高锅炉连续排污控制水平, 有效节约能源葛震弘宋徐辉( 斯派莎克工程中国有限公司, 上海200233 )摘要:文章强调了连续排污对蒸汽锅炉安全稳定运行的重要性, 同时对蒸汽锅炉的连续排污自动控制与人工手动控制方法进行了分析对比, 阐明了连续排污自动控制方法在保障锅炉安全稳定运行方面的优势和所能取得的巨大的经济效益.关键词: 锅炉; 溶解固形物(TDS); 连续排污自动控制Applying Boiler TDS Automatic Controlsfor Energy SavingGe Zhenghong Song Xuhui( SpiraxSarco Engineering (China) Ltd. , Shanghai 200233 )Abstract: The paper emphasizes the essentiality of boiler TDS controls for boiler’s safety and stable operation, analyzes and compares the TDS automatic controls with the TDS manual control means, illuminates that the advantages of automatic TDS controls on ensuring the boiler operating safety and stability, and the economic benefits that can be obtained..Key words: Boiler, Total Dissolved Solids (TDS); Automatic TDS Controls1. 国内工业蒸汽锅炉连续排污的现状与问题近20年以来, 我们国家在工业锅炉的生产和制造技术上取得了很大进步, 有的锅炉成品和技术还打入了国际市场. 然而在锅炉辅助控制装置部分相对来讲还比较落后, 控制水平较低. 特别是在锅炉的连续排污控制方面, 到目前为止国内绝大多数的工业蒸汽锅炉还是采用落后的手动控制方式. 一方面锅炉连续排污的手动控制方式降低了锅炉整体的控制水平, 另一方面在锅炉运行时控制不稳定而且滞后要么会因过量排污造成巨大的能源浪费, 增加锅炉的燃料耗量, 增加了锅炉的运行成本; 要么由于排污量不足不能保证锅炉内的水品质标准, 容易发生汽水共腾现象, 产生虚假水位, 导致锅炉水位控制系统误操作甚至造成低水位停炉. 这样就会严重影响锅炉供汽的安全性和稳定性.当锅炉内水质严重恶化时, 就会发生蒸汽带水现象, 就是高浓度的炉水发泡膨胀, 被蒸汽大量携带进入蒸汽系统, 将引起下游蒸汽管网疏水阀结垢和泄漏, 造成蒸汽阀门的冲蚀, 控制失灵和泄漏, 以及用汽设备的结垢和腐蚀, 甚至发生水锤损坏用汽设备的情况. 不仅锅炉不能正常运行, 还给下游蒸汽管网和用汽设备的正常运行造成严重威胁. 上述种种问题表明解决工业蒸汽锅炉的连续排污控制问题是当务之急. 而其最好的解决方案就是采用锅炉连续排污自动控制方式, 这是提高锅炉控制水平, 节能降耗, 保障锅炉高效有过热器< 3000 < 2500* 溶解固形物可近似认为是炉水总含盐量, 又称为TDS值, 单位mg/L.控制炉水品质, 降低炉水含盐量的主要方法是在锅炉运行时进行炉水的连续排污. 这种方法是不断地把靠近锅内炉水蒸发表面含盐浓度高的炉水排放出炉外, 同时锅炉补充含盐浓度相对较低的补给水. 很显然, 通过连续排污可以使炉水的含盐量降低, 改善炉水品质. 一台锅炉需要多少连续排污量才能达到国家标准的要求, 必须通过化学分析和计算来确定... 锅炉给水含盐量S g锅炉排污量W = 锅炉蒸发量D x锅炉炉水含盐量S P —锅炉给水含盐量S g 公式中锅炉炉水含盐量既为工业锅炉水质标准中所规定的溶解固形物浓度的值.如果运行中锅炉实际排污量小于上述计算排污量, 炉水浓度会越来越高, 造成蒸汽品质恶化, 甚至发生汽水共腾进而发生蒸汽带水造成停炉. 如果实际排污量大于计算排污量, 相当于超过了所需的排污量, 炉水品质提高, 但是同时也排放了含有大量热能的锅水,增加了锅炉排污热损失. 只有当实际锅炉排污量等于(或接近)计算排污量时, 锅炉水的浓度保持稳定在国家工业锅炉水质标准所规定的值附近, 既保证了炉水品质,又不会多排污造成能源的浪费. 所以, 锅炉必须进行连续排污以保证锅水的水质符合标准, 同时正确的控制锅炉连续排污量对锅炉的安全运行和提高锅炉效率都是非常重要的.,溶解于水中的酸,,负离子,使电解质溶液具有导电能力,, 单位µs/cm. 锅炉水的电导率- 溶解固型物 (TDS) 的含量成比例关系.25度并将其碱性中和０．７　（即1us/cm 相当于因此炉水的电导率可以直接反映炉水含盐量的多(如左图), 就是通过电导, 信号输入到排污控制, 如果测量值低于设定值,则保持排污阀关, 直到炉水中溶解固形物(TDS值)的浓度低于设定值才关闭排污阀.锅炉连续排污的自动控制方法能够在锅炉运行时连续的检测炉水中的溶解固型物(TDS)的浓度, 自动补偿温度对电导率的影响, 在任何工况下都可以使锅炉水的溶解固型物(TDS)的含量控制在水质标准所要求的浓度附近. 既保证了炉水品质合格,有利于锅炉安全稳定的运行, 同时也使锅炉排污量最小, 有效减少了排污热损失, 节约燃料, 提高锅炉效率..4. 锅炉连续排污的自动控制与手动控制的比较目前国内大多数工业锅炉的连续排污采用手动阀门人工控制, 通常是在锅炉的连续排污口仅安装一只手动的截止阀, 由炉水化验员定期收取炉水水样用化学滴定的方法检测氯根离子浓度和碱度, 根据检测结果通知锅炉操作人员打开或关闭排污阀. 一般每班(8小时)测试一次或两次. 其锅炉水质工作曲线图如图(3)所示. 事实上, 锅炉连续排污由人工手动控制的方法往往达不到控制炉水品质的要求. 为了保证在两次炉水取样化验期间使炉水浓度不超过标准, 每次打开排污阀排污时都要将炉水的控制指标排放到非常低的水平. 即便如此也不能保证锅炉水在此期间合格. 因为当蒸汽负荷大时, 炉水的浓度上升快. 而这种人工的排污控制方法不能检测到实际炉水中溶解固形物的变化情况, 也就无法及时打开或关闭排污阀. 因此连续排污的人工手动控制方法从根本上不适合锅炉安全稳定运行的要求. 更重要的是连续排污手动控制不仅不能很好的控制炉水的指标, 而且还会超量排放, 增加锅炉运行成本,造成巨大的能源浪费.在这里让我们以一个简单的例子来说明锅炉采用连续排污自动控制系统所能产生的巨大经济效益. 假设一台额定蒸发量为10 T/H 的工业蒸汽锅炉, 工作压力1.0MPa. 锅炉给水的溶解固形物(TDS)含量为300mg/L. 按照国标工业锅炉水质标准的规定, 炉水中溶解固型物含量(TDS)不能超过4000mg/l.(1) 锅炉连续排污采用自动控制方式, 运行时锅炉内水质的工作曲线如下图(2)所示. 根据国标炉水标准的规定, 在排污控制器中设定的TDS 控制值为4000mg/l, 既炉水中的溶解固形物(TDS) 浓度在运行中上升到4000mg/l 时, 系统自动打开排污控制阀开始排污, 直到炉水中溶解固形物的浓度下降到3850mg/l 以下时才关闭排污控制阀停止排污. 从其运行曲线图2中可以看到, 该锅炉炉水的平均溶解固形物的浓度可以控制在3925mg/l 左右.根据排污公式计算可得到锅炉的排污量:.. 锅炉给水含盐量 S g锅炉排污量W1 = 锅炉蒸发量D x 锅炉炉水含盐量 S P — 锅炉给水含盐量 S g. 300mg/l = 10000 KG/H x 3925mg/l – 300mg/l= 800 KG/ H(2) 锅炉连续排污如果是手动人工控制方式, 其锅炉水质工作曲线如图(3)所示. 人工手动排污方法的特点是通常要将炉水平均溶解固形物浓度(TDS 值)控制在更低的水平, 才能避免炉水溶解固形物浓度超标发生汽水共腾现象, 保证蒸汽品质. 例如在本例中, 平均炉水溶解固形物浓度一般需控制在2500mg/l 甚至更低. 根据排污公式计算可得到锅炉的排污量:.. 锅炉给水含盐量 S g锅炉排污量W2 = 锅炉蒸发量D x 锅炉炉水含盐量 S P — 锅炉给水含盐量 S g. 300mg/l = 10000 KG/H x 2500mg/l – 300mg/l= 1300 KG/ H(3) 从上述计算可以明显的看出, 连续排污自动控制方法与人工手动控制相比, 排污量减少了38 %. 更进一步, 我们可以计算出这台锅炉因采用自动控制排污方式而节约的锅炉运行成本:1.0Mpa 压力的饱和水的热焓值 H1 = 781.6 KJ/KG 如果锅炉冷补给水的温度为15 C , 焓值为 H2 = 62.85 KJ/KG冷补给水加热到1.0Mpa 压力的饱和锅水所需的热焓值为W x 锅炉排污水的含热量24小时计, 则可计算出因减少排污而节约的燃料量F吨:F = Q ÷ 42000 KJ/KG ÷ 85% x 24 x 300= 359375 ÷ 42000 ÷ 85% x 24 x 300= 61607.14 KG/ 年(既61.6 吨/年)如果重油价格保守估计,平均为人民币2200元/ 吨左右, 则每年可节约燃油成本135535.7 元!不仅如此, 锅炉连续排污量降低的同时锅炉补给水量和给水化学处理费用也会减少. 实际所能实现的成本节约也就更多.4. 结束语从上述分析可以看出, 工业蒸汽锅炉必须要进行连续排污, 而连续排污自动控制方法是最适合于蒸汽锅炉的连排控制方式. 连续排污自动控制装置本身安装简单, 控制准确, 运行可靠. 它提高了锅炉整体的自动化操作水平, 减少了人力监控要求, 有效避免了人工手动控制造成的炉水水质超高或排污量过大的情况, 不仅可以确保炉水品质符合国家锅炉水质标准的要求, 保障锅炉运行安全稳定, 同时作到锅炉排污量最少, 节约宝贵的燃料费用 , 达到节能降耗的目的. 在目前已使用连续排污自动控制装置的锅炉房内, 其产生的巨大经济效益已被实践所证明.。