王 玉 李光资

（河南省锅炉压力容器安全检测研究院南阳分院，河南 南阳473000）

1 锅炉排污不良的危害

工业锅炉用水经过预处理沉淀、过滤后仅能使硬度能降到≤0.03mmol/l，水中的其他可溶性盐类（氯化物，硫酸盐等）在软化过程中未能去除，会对锅炉运行产生危害：a. 降低锅炉效率，增加燃料耗量；b.降低机械强度，使管壁鼓包或出现裂纹；c.引起锅炉金属的化学及电化学腐蚀；d. 导致蒸汽品质恶化；e.引起锅炉汽水共腾，导致水位波动过大出现虚假水位，可能造成大的事故。

2 自动表面排污

定期排污与表面连续排污的功能相似，其主要不同点是以间歇式定期进行表面排污，主要用于蒸发量不太大(4～20t/h)的水管锅炉。锅炉的智能排污装置通过专用的电导率仪探头自动监测锅水中溶解性盐的浓度的大小，当锅水含盐量(以电导率表示)超过设定的允许值时，就会自动打开表面排污阀进行排污，待含盐量(电导率)下降到一定值后又会自动关闭阀门。

3 锅炉智能排污技术的基本原理：

依据GB1576－2015《工业锅炉水质》标准中有关“如果测定溶解固形物有困难时，可采用测定电导率或氯离子(Cl-)的方法来间接控制，但溶解固形物与电导率或氯离子(Cl-)的比值关系应根据试验确定，并应定期复试和修正比比值关系”的规定，在水质未出现异常的情况下，也可以更为方便测定的电导率大小来计算工业锅炉排污率，其计算式可表示为：

式中X给、X锅分别表示给水、锅水中的电导率值，μS/cm。

基于这样的原理，按照GB1576-2008 的要求试验出在对应压力下的锅炉最大允许溶解固形物（氯根）时的电导率的作为智能排污的上限允许值，再预测出锅炉排污的下限值。这样一来就实现了锅炉的智能排污。

将电导率仪的电极(探头)安装在锅炉连续排污取样器的炉水出口管线上，以PLC 智能控制器控制锅炉的电动排污阀。锅水实施电导率自动定时监测。

锅炉运行中电磁阀定期预先开启取样器冷却水，待3-5 分钟后，冷却器内的水温降至≤70℃（以免温度过高烧坏电极），控制器再控制取样器前面的炉水取样管上的电磁阀打开，这样炉水经过取样器出口管上的平衡筒时，平衡筒上的电极就能不定时的测出锅水离子杂质的电导率。

4 智能排污工艺流程

通过安装调试智能排污系统已于2009 年7 月10 日在我市某单位4#炉上应用，智能排污系统投运后，控制器、电导率仪传感器、管道系统、电动排污阀动作正常该装置运行安全、稳定，达到了预期效果，在锅炉同等负荷下，使锅炉的排污率由减少了20-30%,减少软化水1400 吨/年，减少二类烟煤使用量302 吨。通过计算锅炉热效率提高4%。即使当锅炉的负荷发生了变化时，智能排污的传感器能及时迅速地检测锅水含盐量的变化，智能排污装置能在GB576-2008 规定的锅水盐分范围内排污，节约燃料，又能使锅水符合标准减少有害物质的生成，确保锅炉的安全经济运行。

5 实验数据及分析

经过对DZL4-1.25-A 锅炉运行中在对应压力流量下锅水碱度、氯根、PH 值、电导率、测定时水样温度等统计数据进行测定：

5.1 日期：2010.5.28

（原水的硬度为：4.112mmol/l;氯根：8mg/l;碱度为：3.6mmol/l

软化水硬度为：0.00mmol/l;氯根：8mg/l:软化水的电导率为：485μs/cm)

DZL4-1.25-A 锅炉运行中在对应压力流量下锅水碱度、氯根、PH 值、电导率、测定时水样温度等统计数据。

5.2 日期：2010.5.30

（原水的硬度为：4.112mmol/l;氯根：8mg/l;碱度为：3.6mmol/l软化水硬度为：0.00mmol/l; 氯根：8mg/l: 软化水的电导率为：489μs/cm)

DZL4-1.25-A 锅炉运行中在对应压力流量下锅水碱度、氯根、PH 值、电导率、测定时水样温度等统计

5.3 日期：2010.5.31

（原水的硬度为：4.112mmol/l;氯根：8mg/l;碱度为：3.6mmol/l

软化水硬度为：0.00mmol/l;氯根：8mg/l:软化水的电导率为：481μs/cm)

将锅水各项指标值，对照锅水及锅炉的软化水的数据进行比照如下：

例如：①2010.5.28 日12:00 数据：锅水碱度为18.6mmol/l，原水的碱度是3.6mmol/l.那么碱度浓缩倍数为18.6/3.6＝5.16

锅水氯根为40mg/l,原水的氯根为8mg/l.

那么氯根的浓缩倍数为40/8＝5

锅水电导率为2380μs/cm，原水的电导率为485μs/cm，那么电导的浓缩倍数为2380/485＝4.91

又例如：②2010.5.29 日15:00 数据：锅水碱度为19.9mmol/l，原水的碱度是3.6mmol/l.那么碱度浓缩倍数为19.9/3.6＝5.52

锅水氯根为47mg/l,原水的氯根为8mg/l.

那么氯根的浓缩倍数为44/8＝5.5

锅水电导率为3120μs/cm，原水的电导率为480μs/cm，那么电导的浓缩倍数为2880/480＝5.875

通过以上三此数据的比较，当软化水质符合GB1576-2008标准要求时（硬度≤0.03mmol/l;）锅炉锅水碱度的浓缩倍数在给水的硬度和氯根符合标准要求时与氯根的浓缩倍数和电导的上升倍数基本是在一定范围波动的，并处在一个相对稳定的范围。由此我们可以将锅水的碱度控制在18-26mmol/l, 那么锅水的电导率上下限值控制在：1800-3200μs/cm 范围内。

6 手动排污量与智能排污量计算比较

6.1 根据以上排污的原则，一台DZL4-1.25-AⅡ锅炉正常运行中当采用手动排污时，每班排污两次，每次40 秒，时间为80秒，排污管径为40mm，锅炉工作压力为1.0Mpa，那么每10 秒排污量为455 公斤。

排污总量为455×8＝3640 公斤（饱和水）

6.2 当该台锅炉排污采用智能排污时，锅水的碱度控制在18-26mmol/l. 锅水的电导率控制在1800-3200μs/cm 运行中每班电动排污阀共计开启6 次，累计时间为37 秒，同样按照上面计算方法每10 秒排污量为455 公斤，排污总量为455×3.7＝1683 公斤（饱和水）。

相比较两者的排污量差值为3640-1683＝1957 公斤（饱和水）。

按照经验数据每一吨饱和水相当于135 公斤标煤完全燃烧释放的能量。那么采用智能排污后每班由于少排污而节约的标煤为264 公斤（标煤），折算为二类烟煤为7000/5500×264＝336公斤；每天三班节约共节约336×3=1008 公斤

每年按照10 个月生产共计节约二类烟煤约为302 吨、每吨二类烟煤近800 元。全年共计节约24 万元。

6.3 采用智能排污技术每年减少排污量折算每年节约的软化水1400 吨，每吨软化水的成本约3.5 元/吨,年节约人民币为4.9 万元

7 应用中需要注意的问题

7.1 应注意锅炉的给水浊度≤5mg/l;硬度符合《工业锅炉水质》GB1576－2015 硬度≤0.03mmol/l。

7.2 当锅炉的蒸发量≥6T/H 时如锅炉系统有连排扩容器，那么排污水可从电动排污阀出口连至扩容器. 又实现排污废水的二次闪蒸回收蒸汽。

7.3 锅炉运行中应注意取样器内的温度以免超过电导率仪的电极最高耐热温度。

7.4 每个月进行平行实验以确保电导率和氯根以及锅水碱度的对应关系在正常范围内，避免锅炉运行中排污量过少或过多。

7.5 对于锅筒底部以及联箱的定期排污装置可根据给水的具体情况适量排污，正常情况下锅炉水位表清晰，给水硬度符合要求可尽量少排。当给水水质超标或者雨水季节悬浮物含量比较大时可适量增加。