安徽小氮肥鍋爐水處理調(diào)查研究報(bào)告

PAGE10安徽省化學(xué)化工學(xué)會(huì)選薦安徽省節(jié)能技術(shù)中心一九八四年年會(huì)報(bào)告論文選薦參加一九八五年全國節(jié)能資料展覽會(huì)（北京）安徽省小氮肥鍋爐水處理調(diào)查研究·報(bào)告執(zhí)筆：安徽省化工設(shè)計(jì)院杜昌桂指導(dǎo)：國家勞動(dòng)總局鍋爐安全監(jiān)察局馬玉報(bào)告：安徽小氮肥鍋爐水處理調(diào)查研究小組一九七九年內(nèi)容提要鍋爐15%以上的燃料消耗、50%左右的報(bào)廢原因是水處理問題造成的。我國“小氮肥”星羅棋布，占國家企業(yè)總數(shù)的比例很大；其運(yùn)行的鍋爐是國家燃料煤消耗和臺(tái)、噸數(shù)的有名大戶，因此重點(diǎn)調(diào)查總結(jié)一下該行業(yè)用鍋爐水處理經(jīng)驗(yàn)，推而廣之，將對(duì)四化建設(shè)有所貢獻(xiàn)。安徽省有關(guān)單位針對(duì)本省情況，在中央勞動(dòng)部鍋爐安全監(jiān)察局馬玉同志指導(dǎo)下，組織一次專題調(diào)查；從中發(fā)現(xiàn)不少經(jīng)驗(yàn)、問題、習(xí)慣和趣例。報(bào)告從大江南北，淮河上下被抽查廠家的分析化驗(yàn)數(shù)據(jù)中，歸納總結(jié)有如下幾點(diǎn)重要結(jié)論：1.“小氮肥”普遍具有搞好水處理的設(shè)施條件；2.低壓鍋爐，最為簡單易行行之有效的水處理方法，首推爐內(nèi)自然堿處理法；3.長江、淮河水系的水均具有進(jìn)行最簡單的爐內(nèi)自然堿處理品質(zhì)；4.控制爐內(nèi)進(jìn)行自然堿處理，以保證爐內(nèi)不腐蝕、不結(jié)垢和節(jié)約燃料的三項(xiàng)爐水指標(biāo)為：PH=10～11，堿度：15～25me/L，排污率：5～7%。5.苛化脆化問題既不容忽視，亦無需過慮?？偨Y(jié)、宣傳和推廣這些情況，對(duì)全面普及、提高鍋爐使用壽命和節(jié)能效益，一定會(huì)大受其益。前言：1979年正值中國小氮肥發(fā)展高峰期。中央特派技術(shù)專家下來，輔助我省發(fā)展。國家勞動(dòng)總局派鍋爐專家馬玉來我省輔導(dǎo)鍋爐方面的增產(chǎn)、節(jié)約工作。作者有幸受安徽省化工廳、安徽省勞動(dòng)局指派，配合專家工作：專門針對(duì)安徽省小氮肥廠的鍋爐水處理問題進(jìn)行調(diào)查研究。歷時(shí)數(shù)月，在我省大江南北、淮河上下，幾乎跑遍了全省所有有代表性的小氮肥廠。最后，作為對(duì)這項(xiàng)工作的總結(jié)，調(diào)查組令我執(zhí)筆撰寫這篇《調(diào)查研究·報(bào)告》安徽省小氮肥鍋爐水處理調(diào)查研究·報(bào)告一、前言鍋爐水處理工作直接關(guān)系著鍋爐的節(jié)約燃料、增加生產(chǎn)、保障安全和延長鍋爐使用壽命的問題。所以它對(duì)企業(yè)節(jié)約能源，提高經(jīng)濟(jì)效益具有重要的意義。據(jù)資料：15%以上的燃料消耗、50%左右的報(bào)廢鍋爐是水處理問題造成的?！靶〉省睂?duì)鍋爐水處理已有許多有效的方法。但最為簡單易行，行之有效是爐內(nèi)自然堿處理法即長期維持爐水的PH=10～11，堿度：15～25me/L，排污率：5～7%等幾項(xiàng)指標(biāo)，就會(huì)起有防腐、防垢、節(jié)約燃料的效果?！靶〉省痹谖覈研橇_棋布，目前有1200多座，占國家企業(yè)總數(shù)的比例較大。鍋爐總臺(tái)數(shù)、總噸位較多，是我國消耗燃料煤的大戶之一。因此重點(diǎn)總結(jié)一下該行業(yè)用鍋爐的節(jié)能經(jīng)驗(yàn)，以提高至科學(xué)角度上認(rèn)識(shí)，逐步形成一種科學(xué)的操作管理習(xí)慣，進(jìn)而推而廣之，將會(huì)對(duì)國家四化建設(shè)有所貢獻(xiàn)。鑒于此，我省有關(guān)單位在國家勞動(dòng)總局鍋爐安全監(jiān)察局馬玉同志的指導(dǎo)下，抽調(diào)三位同志共同組成一個(gè)專題調(diào)查小組，對(duì)安徽省小氮肥廠鍋爐水處理進(jìn)行為期兩個(gè)月余的調(diào)查研究、測試、表演和科普宣傳工作。其中發(fā)現(xiàn)不少情況、習(xí)慣、趣例和問題。小組認(rèn)為總結(jié)和宣傳這些情況，對(duì)全面開展、普及和提高鍋爐水處理會(huì)大有裨益。二、調(diào)查“點(diǎn)”的優(yōu)選安徽地處長江、淮河兩岸，巢湖居于其中。調(diào)查小組根據(jù)本省的地理環(huán)境，重點(diǎn)選擇了建于淮河北岸的蚌埠化肥廠；使用淮河水系的爐橋和鳳陽化肥廠；引用史、淠、杭水流的長豐化肥廠；取水巢湖的白湖化肥廠；以內(nèi)地水庫為水源的蜀山化肥廠；建于江南取用長江水系的聯(lián)盟和當(dāng)涂化肥廠等8座具有代表性的廠家展開調(diào)查。此間還分別召集了宿縣、滁縣和蕪湖三個(gè)地區(qū)的小化肥廠以技術(shù)人員和司爐工為主的三個(gè)座談會(huì)?，F(xiàn)將有關(guān)調(diào)查情況和對(duì)問題的分析研究概述如下：三、對(duì)“點(diǎn)”廠鍋爐水處理現(xiàn)狀的研析現(xiàn)將選“點(diǎn)”廠按地理位置自北向南分述如下：、蚌埠化肥廠:水源是蚌埠市郊淮河北岸地表井水。計(jì)有八眼井，雖各井水質(zhì)不同，但含F(xiàn)e量均較高。該廠長期采用加石灰——同時(shí)加硫酸、純堿和水玻璃予以處理，經(jīng)凝聚、沉降、軟化后再供給鍋爐。多年來爐內(nèi)未結(jié)水垢。每次開爐，筒體和管壁均光潔為新。經(jīng)現(xiàn)場察看詢問，石灰等各種藥劑用量純憑經(jīng)驗(yàn)，不以水質(zhì)化驗(yàn)為依據(jù)。經(jīng)我們抽查，化驗(yàn)數(shù)據(jù)為下：項(xiàng)目PH硬度（me/L）堿度（me/L）Clˉ（me/L）溶固（mg/L）生水7.516.20+7=758404軟水8.20.5880+7=758608給水8.00.7280+7=753620爐水12.428+14=423573944排污率16.7%14.5%相對(duì)堿度=0.142從上表可見，給水堿度，爐水堿度、PH值和排污率均較爐內(nèi)自然堿處理的主要指標(biāo)為高。這是該廠鍋爐不結(jié)水垢的關(guān)鍵所在。該廠由于所用淺井地下水的堿度、暫時(shí)硬度和含鐵量均較高，采用石灰予處理，降低這些過高的成份是正確的。一般地說，經(jīng)過石灰處理過的水，永硬不變；暫硬大部分可以除去，?？山抵?.4～0.8me/L;堿度能減至0.8～1.2me/L；有機(jī)物可除去25%；硅酸鹽可以除去30～35%；鐵含量能減至0.1me/L以下。然，該廠經(jīng)石灰予處理后的生水，其：PH=7.5，硬度=16.2me/L，堿度=7me/L。堿度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過上述0.8～1.2me/L這個(gè)范圍，顯然這是石灰用量不足的標(biāo)志。雖排污率已高達(dá)14.5～16.7%，爐水的堿度仍高達(dá)42me/L而降不下來。長期這樣高的爐水堿度，雖可確保爐內(nèi)不結(jié)水垢，但從安全生產(chǎn)、保證蒸汽品質(zhì)的角度來說都是不允許的。應(yīng)迅速糾正。以防出現(xiàn)苛性脆化問題。正確的石灰加入量，要根據(jù)水質(zhì)的變化及時(shí)地對(duì)予處理后的水進(jìn)行化驗(yàn)，對(duì)照上述指標(biāo)，不斷調(diào)整。不能采取“一次鑒定，永久不變”地做法。否則是可能出事的。（二）、爐橋化肥廠:取用淮河水系的灌溉渠水，混濁度高。設(shè)有反應(yīng)、沉淀池，但長期沒有投凝聚劑。具有成套的爐外水處理設(shè)施。經(jīng)座談：該廠過去鍋爐結(jié)垢嚴(yán)重，常發(fā)生燒壞鍋爐事故。后向爐內(nèi)投石墨，結(jié)垢情況有所好轉(zhuǎn)，垢質(zhì)較前松軟易除。該廠自己總結(jié)經(jīng)驗(yàn)有三：（1）勤排污（每班4～6次，每次30～60秒）；（2）投石墨（4噸塊裝爐每班50克）；（3）常清爐（20～25天停爐清垢一次）?？梢?，該廠鍋爐崗位管理制度嚴(yán)格。但水處理是有崗位，而無專人，僅有水泵工代控制一項(xiàng)軟水硬度值。無平時(shí)記錄可查。這次經(jīng)抽查化驗(yàn)數(shù)據(jù)為下：項(xiàng)目硬度（me/L）堿度（me/L）生水1.78軟水0.07～0.192.5爐水11排污率～20%可見，該廠軟水堿度適宜，但排污率過高。（三）、鳳陽化肥廠:取水于淮河支流。渾濁度高。有反應(yīng)、沉淀池，但沒有投凝聚劑。具有成套的爐外水處理設(shè)施。經(jīng)座談：該廠堅(jiān)持半年開爐一次，均未發(fā)現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象。鍋爐崗位管理制度嚴(yán)格，定有給水硬度指標(biāo)不合格不接班的制度。但其他指標(biāo)不控制。經(jīng)我們抽查化驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：項(xiàng)目PH堿度（me/L）NaCl（me/L）生水8.5152.6軟水8.81.555.53給水8.131.0755.53爐水11.826625.4排污率～4%～8%觀上表：該廠給水堿度為1.07，爐水PH值為11.8，排污率為4～8%。均與爐內(nèi)自然堿處理的主要指標(biāo)接近。自然形成了不結(jié)水垢的條件。上述爐橋和風(fēng)陽兩廠的水系同源，爐外水處理設(shè)施基本相同，操作方法大致一樣，入爐軟水亦都具有不結(jié)水垢的自然品質(zhì)。然鳳陽廠長期自發(fā)地執(zhí)行著正確的排污，使?fàn)t內(nèi)形成適當(dāng)?shù)臓t水堿度，結(jié)果長期沒有結(jié)垢；而爐橋廠由于長期執(zhí)行高排污率的錯(cuò)誤操作，破壞了爐水可以自然形成的堿度條件，致使長期嚴(yán)重結(jié)垢。后雖投加了石墨（但也還參與了結(jié)垢），至多僅起松軟垢質(zhì)的作用，而不能消除結(jié)垢條件。（四）、長豐化肥廠:引用史、淠、杭灌溉渠水、渾濁度高。具有成套的爐外水處理設(shè)施，并設(shè)有快速沉淀池等。生水投明礬凝聚、沉降。據(jù)調(diào)查：該廠水處理崗位沒有專人，未作過任何水質(zhì)分析。鍋爐結(jié)垢嚴(yán)重。每次檢修均要清出大量鍋垢。投產(chǎn)后四年，四臺(tái)爐子就燒壞三臺(tái)，其中一臺(tái)因積垢過厚，燒出鼓包，割補(bǔ)多次。經(jīng)現(xiàn)場查看詢問：明礬投量純憑經(jīng)驗(yàn)，不以對(duì)水質(zhì)化驗(yàn)結(jié)果為依據(jù)：快速沉降池出水呈淡蘭色；軟水箱外壁痕跡物呈黃紅色；爐水發(fā)紅；鍋垢為紅黑色。無力提供抽查化驗(yàn)數(shù)據(jù)。對(duì)克服鍋垢問題的興趣不大。綜觀該廠爐內(nèi)結(jié)垢嚴(yán)重，輸水系銹蝕物顯著等一系列現(xiàn)象，調(diào)查小組經(jīng)研究認(rèn)為：是由于明礬投量過大，造成水呈酸性，腐蝕系統(tǒng)金屬，生成高、低價(jià)鐵的腐蝕物所致。明礬水解，於生成Al（OH）3的同時(shí)還生成當(dāng)量的H2SO4。所以投入過量的明礬即相當(dāng)于投入過量的H2SO4、致使水呈酸性，從而產(chǎn)生嚴(yán)重腐蝕和結(jié)垢的惡果?？朔椒ㄊ牵杭訌?qiáng)對(duì)源水的化驗(yàn)，依此監(jiān)督凝聚劑的用量，調(diào)整清水PH值至7以上，使清水中的SO42-濃度控制在≤原水+0.6～48me/L的范圍內(nèi)，最后再按爐內(nèi)堿處理的指標(biāo)，監(jiān)督爐水，合理排污，上述一系列惡果是可以消除的。（五）、蜀山化肥廠:使用市內(nèi)自來水。爐外水處理設(shè)施齊全。給水嚴(yán)格控制一項(xiàng)軟水硬度值≤0.05（me/L）的指標(biāo)。爐內(nèi)沒有投藥處理。據(jù)調(diào)查：蜀山化肥廠鍋爐長期無垢的因果要?dú)w結(jié)于所用自來水的硬度適中，操作管理恰當(dāng)，給爐內(nèi)造就了自然堿處理的條件的結(jié)果。該廠歷年開爐檢查均未發(fā)現(xiàn)過結(jié)垢現(xiàn)象。合肥市自來水的主要幾項(xiàng)有關(guān)數(shù)據(jù)如下：PH硬度（me/L）堿度6.5總4.0/暫2.5（六）、白湖化肥廠:取水于巢湖邊的河水。混濁度較高。有成套的爐外水處理設(shè)施，還設(shè)有快速沉淀池兩座，有時(shí)投明礬凝聚。爐內(nèi)未進(jìn)行投藥處理。經(jīng)調(diào)查該廠爐內(nèi)的結(jié)垢情況經(jīng)歷過戲劇性的變化：74年投產(chǎn)后，鍋爐每年檢查清理一次。均發(fā)現(xiàn)爐內(nèi)結(jié)有一般厚度的水垢。75年底停檢后，采用山芋煮爐，水垢大部分脫落；76年底停檢，發(fā)現(xiàn)：不僅爐內(nèi)沒有結(jié)垢，而且連原75年那部分沒有煮脫落的老垢也完全脫落了。爐筒和管壁均光亮為新。水源設(shè)施、操作規(guī)章均未改變，何以爐內(nèi)會(huì)出現(xiàn)此等變化，他們不解其謎。調(diào)查組通過查閱過往資料，察看水源和周圍環(huán)境，發(fā)現(xiàn)：75年全年源水堿性大部分時(shí)間偏低；76年全年源水堿性普遍有所升高。經(jīng)座談訪問，了解到該廠取水上游有一座造紙廠于76年初投產(chǎn)，其排出的廢水呈強(qiáng)堿性，影響化肥廠的取水水源。使源水的堿度增高。經(jīng)抽查化驗(yàn)數(shù)據(jù)為下：項(xiàng)目PH硬度（me/L）堿度（me/L）Cl-（me/L）源水7.21.5791.333清水7.051.5731.145生水7.251.5821.170.40軟水7.250.051.2150.40給水7.30.061.228爐水～1013.4384.64排污率9.13%9.1%綜觀上表，該廠的給水堿度、爐水PH值及排污率皆符合爐內(nèi)自然堿處理不結(jié)水垢的要求，至此，該廠起初爐內(nèi)結(jié)垢，自76年起不再結(jié)垢之“謎”被揭開。（七）、聯(lián)盟化肥廠:廠，取水于清弋江。鍋爐給水，采取分流“吃小灶”——投凝聚劑處理。凝聚劑用量純憑經(jīng)驗(yàn)。爐外水處理的給水進(jìn)行嚴(yán)格控制軟水硬度一項(xiàng)指標(biāo)≤0.05mL/L。沒有進(jìn)行爐內(nèi)處理。爐內(nèi)常呈輕度結(jié)垢狀態(tài)。經(jīng)抽查分析數(shù)據(jù)為下：項(xiàng)目PH硬度(me/L)堿度(me/L)源水7.32.21.856清水7.22.21.856生水7.21.791.74軟水7.30.021.972爐水8.60.048.468排污率～23%從上表可見，該廠鍋爐分流用水、凝聚吃小灶。給水堿度指標(biāo)適中。爐水PH值、堿度和排污率因操作方法不宜而失當(dāng)，致使?fàn)t內(nèi)輕度結(jié)垢。（八）、當(dāng)塗化肥廠:鍋爐用水取于長江支流的姑溪河。源水投Al2(SO)4凝聚。爐水處理僅控制軟水硬度0.05me/L一項(xiàng)指標(biāo)，未進(jìn)行任何爐內(nèi)處理。據(jù)訪問，工人反映，爐內(nèi)幾次清理均沒有發(fā)現(xiàn)水垢。項(xiàng)目PH硬度(me/L)堿度(me/L)Cl-(me/L)源水7～81.18清水81.39軟水7～80.032.180.35爐水11～120.118.2506排污率～12%6.25%經(jīng)抽查分析數(shù)據(jù)如下：經(jīng)上表可見，給水和爐水的堿度及排污率，均具備并創(chuàng)造了爐內(nèi)自然堿處理的良好條件。聯(lián)盟、當(dāng)塗兩廠的水源同系長江水，爐水處理措施基本一致，經(jīng)離子交換后的軟水，其PH值、硬度和堿度非常接近，均具備了爐內(nèi)自然堿處理的“先天”品質(zhì)，但何以聯(lián)盟生垢，而當(dāng)塗卻之呢？請(qǐng)?jiān)倏磁盼勐?，原來，?lián)盟操之不當(dāng)，排污率高當(dāng)塗一倍，致使?fàn)t水的PH值和堿度過低，破壞了爐內(nèi)自然堿處理的“先天”條件，所以生垢。四、雛論幾點(diǎn)心得（一）、小氮肥廠普遍具備了搞好水處理的設(shè)備條件小氮肥廠雖然版本不同，但均設(shè)有比較齊全的，以鈉離子交換為中心的爐外水處理設(shè)施。這是小氮肥廠搞好爐外水處理的有利條件。但爐外水處理只能減輕爐內(nèi)結(jié)垢的程度，而不能杜絕結(jié)垢。只有搞好爐內(nèi)水處理才是防腐防垢的根本手段。上述許多廠的結(jié)論證實(shí)這一點(diǎn)。從鍋爐水處理的發(fā)展歷史來看，一直都以爐內(nèi)處理為主，爐外處理為輔，只是人們對(duì)于蒸汽壓力和蒸汽品質(zhì)要求越來越高，單純爐內(nèi)處理難以達(dá)到要求時(shí)，才輔之以爐外處理的方法。這次調(diào)查就再次證明了先爐內(nèi)、后爐外這個(gè)客觀原則，非常正確。所以小氮肥廠低壓鍋爐現(xiàn)在普遍只關(guān)注爐外而放棄爐內(nèi)，只抓軟水硬度，而不監(jiān)督鍋爐的傾向，必須徹底克服才能真正搞好鍋爐水處理。（二）、淮河、長江水系的水經(jīng)離子交換后均具有均具有爐內(nèi)自然水、堿處理的品質(zhì)?；春铀担?965年）河水的硬度為1.6～3.3me/l，堿度為1.9～3.6me/l；長江水系的硬度為1.9me/l，堿度為1.9me/l。本省處于該兩河流域的小氮肥廠絕大多數(shù)均取用其水流。此二水系的水質(zhì)硬度不高，堿度適中。經(jīng)離子交換軟化處理，硬度降低、堿度不變，給入鍋爐后，堿度由于爐水濃縮而提高，部分NaHCO3熱解生成Na2CO3和NaOH，若排污合理，無需另行投堿就會(huì)使?fàn)t水的pH值上升到10～11，堿度達(dá)15～25me/l。在這樣的條件下，給水中的殘硬物質(zhì)變成懸浮的水渣，而不結(jié)成水垢。所以說，淮河、長江兩系水都具有爐內(nèi)自然堿處理的“先天性”的品質(zhì)。上述鳳陽、當(dāng)涂兩化肥廠鍋爐長期無垢運(yùn)行的實(shí)踐，充分證明了這一點(diǎn)。（三）、加強(qiáng)爐水監(jiān)督才是鍋爐防腐、防垢的主要手段。對(duì)于無水冷壁的低壓鍋爐，采用爐內(nèi)堿處理是久經(jīng)考驗(yàn)的一種簡單、有效的防腐、防垢的方法。低壓快裝鍋爐雖有水冷壁管，但輔之以爐外處理，這方法也同樣是完全有效的。為保證爐內(nèi)不腐蝕、不結(jié)垢，爐水必須控制能進(jìn)行爐內(nèi)自然堿處理的三項(xiàng)指標(biāo)，即pH=10～11；堿度=15～25me/l；排污率=5～7%。實(shí)踐證明，pH=10～11不僅是造就無垢的必要條件，而且可以確保水對(duì)鍋爐的腐蝕速率為最小。這次調(diào)查中，上述幾個(gè)不結(jié)水垢廠的爐水指標(biāo)（列于下表）就是最好的佐證：廠名PH堿度（me/l）Cl-(me/l)