实验室检测

项目	改进前	改进后	变化情况
水质硬度 /(mmol/L)	8	2	降低 75%
热传递效率 $/\%$	60	75	提高 15%
锅炉热效率 /%	70	82	提高 12%

项目	改进前	改进后	变化情况
水质硬度 /(mmol/L)	8	2	降低 75%
热传递效率 $/\%$	60	75	提高 15%
锅炉热效率 /%	70	82	提高 12%

工业锅炉水(介)质检测和节能方法探讨

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陈玥 ^*

实验室检测 | 评价与分析 2025,3(8): 155-157

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实验室检测 | 评价与分析 2025, 3(8): 155-157

工业锅炉水(介)质检测和节能方法探讨

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陈玥^*

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江西省检验检测认证总院特种设备检验检测研究院宜春检测分院宜春 336000

通讯作者:

^*陈玥，工程师，研究方向为锅炉水（介）质检测。E-mail: 409829510@qq.com

Affiliations

出版时间: 2025-04-23

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摘要

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目的针对工业锅炉水(介)质开展检测,并对其节能方法展开分析。方法通过文献综述的方式对工业锅炉水(介)质常见检测指标展开分析,并对其检测方法进行一定总结,探讨工业锅炉水(介)质的节能路径。结果对工业锅炉水(介)质实施有效检测,可以让工业锅炉水质得到一定控制。同时,将节能管理方法应用在工业锅炉水(介)质处理当中,可显著提升锅炉的运行效率,降低能源消耗。结论工业锅炉水(介)质检测和节能管理可有效提升锅炉能效,在维持工业锅炉稳定运行、减少运行成本等方面发挥出重要价值,可在工业生产中广泛应用。

关键词

工业锅炉 / 水(介)质检测 / 节能方法

引用本文

陈玥. 工业锅炉水(介)质检测和节能方法探讨. 实验室检测, 2025 , 3 (8) : 155 -157 .

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0 引言

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工业锅炉是化工、电力、食品加工等众多行业不可缺少的热动力设备,能够为生产过程提供蒸汽或热水,其运行状况的优劣会对工业生产的连续性与稳定性产生直接影响。特别是在全球能源形势的日益严峻下, 提高工业锅炉的能效水平、降低能源消耗已成为工业领域的重点关注内容。锅炉水 (介) 质的质量状况会对工业锅炉的能效水平产生直接影响, 一旦水 (介) 质的硬度、酸碱度、溶解氧等指标与相关要求不符, 容易出现水垢、金属腐蚀等问题, 对锅炉的运行产生较大负面影响。基于此,本研究通过精确的检测手段及时识别工业锅炉水 (介) 质中潜藏的各种隐患,为后续的水质处理和节能管理措施的制定与实施提供强有力的支撑。同时,有效应用各类节能措施不仅可以为正常的工业生产提供保障,还可达成节能减排的目标,推动工业领域的可持续发展, 有效缓解能源紧张局势对工业生产的制约。

1 工业锅炉水 (介) 质检测

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1.1 检测指标

(1)硬度检测:主要是对水中的钙、镁等离子含量展开检测,钙、镁等元素多以离子形态存在于水中,其含量会对水的硬度产生直接影响。当硬度较高时,水会在受热面不断被加热, 使得原本溶解在水中的钙、镁等离子逐渐析出, 进而形成不溶性的化合物附着在锅炉的受热面上, 形成一层水垢, 对锅炉的热传递效率产生不利影响^[1]。

(2)酸碱度检测:金属会在水中发生一系列复杂的化学反应,水的酸碱度是造成该反应的重要因素。若$\mathrm{{pH}}$ 值过低, 水呈酸性, 水中的较高浓度的氢离子会与金属发生一定反应,加速金属的溶解和腐蚀。若$\mathrm{{pH}}$ 值过高,水呈强碱性, 也会对金属表面的保护膜产生一定破坏。通常来说,需将锅炉水$\mathrm{{pH}}$ 值控制在${10} \sim {12}$ ,让金属表面形成稳定的保护膜, 避免过酸或过碱对金属造成不良影响, 实现锅炉使用寿命的延长^[2]。

(3)溶解氧检测:将水引入锅炉后,其中溶解的氧气会与锅炉金属发生化学反应, 溶解氧主要是作为氧化剂与金属表面的原子发生作用, 使金属原子失去电子形成金属离子进入水中, 导致金属出现腐蚀现象, 不仅会让锅炉厚度变薄, 还容易形成坑洼、裂纹等缺陷, 直接影响锅炉的使用安全性与寿命。

(4)电导率检测:该指标作为水中电解质含量的重要衡量指标, 可以将水中离子的数量和活跃程度直观地反映出来。锅炉水中存在大量电解质时, 会在水中解离成带电荷的离子, 使得水能够更好地传导电流, 进而导致电导率升高。若电导率过高,容易对过滤运行稳定性产生不良影响,并且容易引发腐蚀问题^[3]。

(5)磷酸根:磷酸根可以与水中的钙、镁离子发生反应,生成松软且流动性较好的磷酸钙、磷酸镁水渣,可随水流排出锅炉, 避免钙镁水垢的形成。但其浓度需控制在合适范围,浓度过低无法与足够多的钙、镁离子反应,浓度过高增大药剂成本并与其他离子发生不必要的反应^{[4 - 5]}。

1.2 检测方法

1.2.1 采样方法

对水样进行采集时, 使用玻璃或陶瓷材质的容器, 保证其洁净度, 以免对水样造成污染, 影响到最终的检测结果。锅炉给水样需在水泵入口处采集, 以此获取到具有代表性的进入锅炉前的水样本。炉水样需从取样冷却器中采集,此处水样可反映锅炉内部的水质情况^6]。此外,水样采集的温度需控制在${30}^{ \circ }\mathrm{C}$左右,流速调节在 500~700 mL/min,让采集到的水样可以真实、准确地反映出锅炉不同阶段的水质状况^7]。

1.2.2 检测方法

以国家标准 GB/T 1576-2018《工业锅炉水质》^8]为依据, 选用合适的检测方法展开水样检测。硬度检测可使用络合滴定法,主要是以铬黑$\mathrm{T}$作为指示剂,使用乙二胺四乙酸二钠(EDTA)标准溶液对水样中的钙镁离子进行滴定, EDTA 可在滴定过程中与水样中的钙镁离子发生络合反应。待其完全反应之后, 结合消耗的 EDTA 体积, 对水样的硬度展开计算。酸碱度检测有两种常用手段, 一种是借助酚酞和甲基橙等酸碱指示剂, 利用滴定法 (图 1)对水样的$\mathrm{{pH}}$值大致范围进行明确,溶液的颜色一般会在酸碱指示剂的作用下发生一定变化,可以此为据做好酸碱度的大致判断 ^[9]。另一种是使用$\mathrm{{pH}}$计进行测量,可对水样的$\mathrm{{pH}}$值进行准确获取。溶解氧检测通常使用碘量法,水样中的溶解氧会将二价锰氧化为四价锰, 并在酸性条件下与碘化钾发生一定反应, 进而生成碘单质, 然后使用硫代硫酸钠标准溶液对释放出来的碘进行滴定^10]。根据其用量计算出水样中溶解氧的含量。电导率检测是利用电导率仪对水样的电导能力进行有效测量, 以此明确电导率值。磷酸根检测是让磷酸根与特定试剂发生反应, 并且生成有色物质,利用分光光度计通过比色法进行含量的测定^11]。

2 工业锅炉水 (介) 质处理节能方法

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2.1 合理选择处理工艺

不同的锅炉使用单位需结合锅炉参数与原水的水质情况, 选择适合自身需求的水处理工艺, 进而更好地实现水质达标、降低经济成本^[12]。针对参数较低、负荷不大的锅炉, 可使用单纯的锅内水处理方式, 结合水质的具体特点, 选择单一药剂或者多种药剂混合使用。针对某些生产地区的水质硬度极高的特殊情况, 可在水质软化处理前, 增加石灰澄清池、机械过滤等预处理环节,以免杂质进入树脂软化器。也可将离子交换树脂软化技术 (图 2)、反渗透膜处理技术引入其中, 让水的硬度、溶解固体等杂质含量得到有效降低, 减少锅炉内形成水垢的风险, 促进锅炉热效率提升。此外, 要将锅炉水的碱度控制在标准范围的较低值, 减少金属腐蚀带来的设备损坏问题, 让锅炉的使用寿命得到延长^{[13 - 14]}。

2.2 优化锅炉燃烧技术

在工业锅炉运行的过程中, 需以锅炉的设计要求与实际工况为依据, 做好燃料的合理选择。并且要对燃料进行破碎、筛分、干燥等预处理,以此实现燃料燃烧性能的有效提升,减少燃料的消耗。比如,将煤破碎成合适的粒度, 提高煤的燃烧速度和燃烧效率。同时, 要积极应用新型燃烧器, 让燃料与空气保持更加充分地混合, 促进燃烧反应的高效进行, 使其稳定性与效率得到有效提升。此外, 要结合锅炉的实际负荷以及所使用煤质的具体特性, 对送风量和给煤量进行精准合理的调整, 以此营造出良好的燃烧条件^[15]。并且要将先进的燃烧控制系统引入其中, 针对燃烧状态做好实时监测, 并以监测到的情况为依据, 做好风煤比的动态调整, 提高燃烧效率的同时, 降低因不完全燃烧造成的能量损失,实现节能减排的目标^[16]。

2.3 有效利用余热余压

对锅炉运行期间的余热余压进行有效利用, 可对能源利用效率进行有效提升,实现节能减排^[17]。锅炉在燃烧过程中,会产生大量高温的烟气,其中蕴含着丰富的热量, 若直接将其排放到大气当中, 容易造成能源浪费与环境热污染问题。将节能器安装在锅炉尾部烟道, 可对节能器内部的介质进行有效利用, 使其与烟气进行热量交换, 让烟气温度逐渐降低^[18]。同时,介质吸收热量会出现温度升高的现象, 将其用于预热锅炉的给水, 可让进入锅炉的水在初始阶段具有较高温度, 从而减少锅炉将水加热到所需温度消耗的能量。此外, 节能器对排烟热能的回收利用可对锅炉的排烟温度进行有效控制, 将更多的热量保留在锅炉系统内部,为能量转换提供一定热量^[19]。

2.4 优化运行管理

以工业生产的实际需求为依据, 做好锅炉负荷的合理调整,以免锅炉长期在低负荷或超负荷状态下运行。比如, 低负荷运行容易降低锅炉热效率, 导致其能源浪费严重。超负荷运行容易影响到锅炉的安全性, 使其受到一定风险影响。同时,要对锅炉本体、燃烧设备、水处理设备等进行定期检查和维护, 一旦出现磨损部件, 需做出及时的更新处理, 并且要对受热面的积灰和水垢进行及时清理, 使其处于良好的运行状态, 为锅炉的传热效率提供保障。还要构建完善的运行参数监控系统,对锅炉的压力、温度、水位、流量等参数展开实时监测,并结合实际情况做出合理调整, 让锅炉始终处于最佳运行状态, 促进能源利用效率提升。此外, 严格按照水质标准对锅炉水 (介) 质进行处理和检测, 使其水质与相关要求相符, 以良好的水质减少锅炉的结垢和腐蚀, 让锅炉的热效率和使用寿命得到有效提升。

3 案例分析

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某化工企业拥有多台工业锅炉, 未重视水 (介) 质检测和节能措施前, 其锅炉运行存在水质硬度超标的问题, 导致其结垢严重,并且热传递效率处于较低水平,使其能源消耗大幅增加,既存在浪费能源的问题,也会对环境造成一定污染^[20]。将先进的水$\left( \text{介}\right)$质检测设备和方法引入之后, 能对锅炉水展开全面检测, 并以检测结果为依据优化水处理工艺, 做好锅炉燃烧系统改造, 让水质硬度得到有效控制, 锅炉结垢现象明显减少, 并且显示出较好的节能效果 (表 1)。案例分析表明,改进后的工业锅炉水质硬度降低 75%,锅炉热效率提升 12%,说明上述锅炉节能措施效果显著。

4 结论

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有效的工业锅炉水 (介) 质检测能够为锅炉的安全、高效运行提供有效保障,通过检测水(介)质的硬度、碱度、溶解氧等指标, 可及时发现水质问题, 有效控制水质, 减少结垢与腐蚀风险。结合优化水处理工艺、燃烧技术及余热余压回收等节能措施, 可显著提高热传递效率与能源利用率,促进相关企业经济效益、环保效益提升。随着科技的不断进步, 工业锅炉水 (介) 质检测技术将朝着更加智能化、自动化的方向发展,未来应推动检测技术智能化发展,探索多元化节能路径,为工业锅炉安全运行、降耗减排提供持续支撑。

参考文献

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文献

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2025年第3卷第8期

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首发时间：2025-07-09
出版时间：2025-04-23

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^*陈玥，工程师，研究方向为锅炉水（介）质检测。E-mail: 409829510@qq.com

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2种不同金属材料的力学参数

科 Family	属数 Number of genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)	属 Genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)
鹅膏菌科Amanitaceae	2	11	5.26	鹅膏菌属 Amanita	10	4.78
小菇科 Mycenaceae	2	12	5.74	丝盖伞属 Inocybe	5	2.39
多孔菌科 Polyporaceae	8	14	6.70	蜡蘑属 Laccaria	5	2.39
红菇科 Russulaceae	3	23	11.00	小皮伞属 Marasmius	6	2.87
				小菇属 Mycena	11	5.26
				光柄菇属 Pluteus	5	2.39
				红菇属 Russula	17	8.13
				栓菌属 Trametes	5	2.39

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