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昆明卷烟厂蒸汽锅炉连续排污技术的应用（专利技术）

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1、问题的提出

蒸汽锅炉为什么要排污？

蒸汽锅炉运行时，随着蒸汽的产出，锅水被浓缩，盐浓度越来越高，对锅炉造成腐蚀和结垢，影响传热效率和使用寿命。当达到一定浓度后，锅水会产生泡沫，造成汽水共腾，危及锅炉安全运行，因此要通过排污，稀释锅水盐浓度。

2、国内外排污控制技术现状

2.1 传统的手动排污方法

人工定时分析锅水盐浓度（或全碱度），手动打开排污阀，排出盐浓度较高的锅水，并补充盐浓度较低的补给水，使锅水盐浓度得到稀释。

缺点是：操作时间间隔太长，无法预知蒸汽流量，只能按最大可能的蒸发量超量排放，造成热能和水资源的浪费。

2.2 进口的开关式自动排污系统

用电导率计监测锅水盐浓度，当电导率达到高限CH时打开排污阀，待电导率下降到低限CL时关闭排污阀。原理简单，实际在国内燃煤锅炉上使用无一成功。

2.3 进口的开关式排污控制系统的问题

☞ 原理上的不足：

盐浓度始终在上下震荡，排污水盐浓度并不总在高限，热量和水资源还存在浪费。

☞ 技术上存在一系列问题：

首先，要研究电导率与我国锅水水质指标（盐浓度或通用的全碱度）之间的关系。其次，要克服温度、汽泡等一系列因素对电导率测控的影响。

温度对电导率的影响

电导率温度系数为1.6-2.4％/℃，排污阀开度不同时排污水温度变化很大，锅水电导率会成倍变化，使测控系统无法正常工作。

u 汽泡对电导率的影响

锅炉蒸发量不同、排污阀开度变化时，因锅水中汽泡量不同，会使电导率发生很大变化。

3、排污控制原理的创新

u 3.1 最优节能排污控制方法

从机理上分析盐分的浓缩和稀释过程，要保持锅内盐的平衡，必须有 DSg=W(Sp-Sg)

◆ 根据锅内盐的平衡关系，项目组申请了国家发明专利(专利授权号为ZL201110001772.3)：按物料平衡关系式 W=DSg /(Sp-Sg)，根据蒸汽流量D连续调节排污流量W，可使锅水得到按需稀释，保持盐浓度恒定。

◆ 按上面的关系式组成排污连续控制系统，可把盐浓度始终控制在允许的高限，从原理上讲，这种方法可把排污量降到最低，最大限度地降低热能和水资源的消耗，实现最优的节能排污控制。

3.2 本项目在关键技术上的创新

☞ 解决了温度对电导率测量的影响，查明电导率与温度的关系，开发了非线性补偿算法。

☞ 解决了汽泡对电导率测量的影响。

☞ 查明电导率与全碱度的关系，使电导率指标与国内通用的全碱度指标接轨。

☞ 把开关式排污阀改造成连续控制的调节阀。

☞ 在DCS系统中建立最优节能排污控制系统，提高了锅炉

控制系统的整体自动化水平。

4、最优排污控制系统的组成

4.1 最优节能排污控制的原理框图(1)

(1)

(2)

4.2 最优节能排污控制系统原理框图(2)

为克服给水盐浓度波动、锅炉定期排污等干扰，在原理框图(1)上，增加电导率闭环调节回路，组成前馈/反馈复合控制系统。

5、控制系统性能及测试结果

5.1 最优节能排污控制的效果在蒸汽负荷剧烈波动下，最优节能排污控制系统把电导率和全碱度控制十分平稳。

5.2 手动排污的效果在蒸汽负荷同样波动下，手动排污操作人员虽尽最大努力，电导率和全碱度仍有很大波动。

5.3 测试结果测试条件：给水全碱度1mmol/L，锅水最高全碱度13mmol/L

☞ 5.3.1 最优节能排污

控制效果：全碱度平均值12.7mmol/L，标准方差0.36mmol/L 排污率：8.43%

☞ 5.3.2 人工手动排污

控制效果：全碱度平均值10.5mmol/L，标准方差1.2mmol/L 排污率：11.84%

☞ 节能率 = 人工手动排污/最优节能连续排污 = 140.45% 最优节能排污比人工排污减少排污量40%！

6、经济效益和社会效益

6.1 经济效益

据昆明烟厂测算,在给水水质很好的情况下（先除盐一半，把给水全碱度控制在1mmol/L以下），一台35t/h锅炉按80%的负荷率、每年按261个工作日计算，每台锅炉每年节能30万元。若不对原水作除盐预处理，节能效益还要加大一倍以上。

6.2 社会效益

最优节能排污节约大量燃料，减少温室气体排放及软水浪费，减轻环境污染，造福子孙后代。课题立足实际，提出了排污新方法，解决了一系列关键技术问题，有较大的经济和社会效益。

中烟云南公司鉴定会认为：系统技术先进，运行可靠，具有创新性，达到国内领先水平。该节能技术具有通用性，有很好的推广和应用前景。

专利号：ZL201110001772.3