工業(yè)鍋爐節(jié)能節(jié)水近零排放成套技術(shù)(通用)

鍋爐節(jié)能節(jié)水近零排放成套技術(shù)

北京朗智通成環(huán)境科技發(fā)展有限公司

鍋爐節(jié)能節(jié)水近零排放成套技術(shù)由北京化工大學(xué)魏剛教授主持研發(fā)，該技術(shù)于2007年獲得國(guó)家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)，2009年被國(guó)家科技部列入863計(jì)劃立項(xiàng)支持，作為第一批節(jié)能減排項(xiàng)目在全國(guó)范圍內(nèi)推廣應(yīng)用。

鍋爐節(jié)能節(jié)水近零排放成套技術(shù)是一套接近零排污工況下的鍋爐運(yùn)行技術(shù)，解決了鍋爐零排污工況下的系統(tǒng)平衡問題、水中固形物分離問題、腐蝕結(jié)垢問題、凝結(jié)水系統(tǒng)防腐等問題，實(shí)現(xiàn)了鍋爐在零排污工況下的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

鍋爐節(jié)能節(jié)水近零排放成套技術(shù)適用于≦3.82MPa的蒸汽鍋爐，具有安全、節(jié)能、節(jié)水以及環(huán)境友好等特點(diǎn)。成功改造的企事業(yè)單位，經(jīng)環(huán)保部門驗(yàn)收后可得到20%總改造費(fèi)用的國(guó)家補(bǔ)貼。項(xiàng)目概述及相關(guān)背景北京化工大學(xué)博導(dǎo)魏剛教授項(xiàng)目概述及相關(guān)背景國(guó)家發(fā)明獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)3項(xiàng)國(guó)家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)1項(xiàng)國(guó)家優(yōu)秀新產(chǎn)品獎(jiǎng)1項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專利授權(quán)16項(xiàng)國(guó)家圖書獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)1項(xiàng)已發(fā)表學(xué)術(shù)論文130余篇，專業(yè)著作8部技術(shù)發(fā)明人中國(guó)腐蝕與防護(hù)協(xié)會(huì)技術(shù)委員會(huì)副主任，中國(guó)鍋爐水處理協(xié)會(huì)技術(shù)委員會(huì)委員，國(guó)內(nèi)化學(xué)清洗行業(yè)奠基人

“六五”計(jì)劃開始，魏剛教授帶領(lǐng)研發(fā)團(tuán)隊(duì)研究工業(yè)設(shè)備、特種壓力容器的清洗技術(shù)、緩蝕技術(shù)，逐步開創(chuàng)了中國(guó)工業(yè)設(shè)備化學(xué)清洗技術(shù)、工業(yè)鍋爐停用保養(yǎng)技術(shù)、鍋爐運(yùn)行防腐阻垢技術(shù)，“十五”、“十一五”期間，開發(fā)出了鍋爐節(jié)能節(jié)水近零排放成套技術(shù)，對(duì)提升行業(yè)技術(shù)水平具有重要意義。

魏剛教授曾負(fù)責(zé)和完成國(guó)家級(jí)科技項(xiàng)目16項(xiàng)，研發(fā)的各項(xiàng)技術(shù)多次填補(bǔ)國(guó)內(nèi)外相關(guān)行業(yè)技術(shù)空白，某些技術(shù)已推廣到美國(guó)、日本、新加坡等國(guó)家。例如，魏剛教授研究的多用途酸洗緩蝕劑LAN-826為中國(guó)藍(lán)星的支撐技術(shù)。

項(xiàng)目概述及相關(guān)背景項(xiàng)目概述及相關(guān)背景項(xiàng)目獲獎(jiǎng)證書科技部立項(xiàng)文件國(guó)家發(fā)改委已于最近將本項(xiàng)目入選《工業(yè)節(jié)水支撐技術(shù)》。自2003年起至今已成功改造上百套鍋爐系統(tǒng)，為廣大企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益及節(jié)省了大量資源以本技術(shù)為藍(lán)本的新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)已公告，標(biāo)準(zhǔn)號(hào)GB/T29052，將于2013年7月1日實(shí)施以本成果為基礎(chǔ)的新的行業(yè)試行標(biāo)準(zhǔn)（GH001-2005）。新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)已出臺(tái)，標(biāo)準(zhǔn)號(hào)GB/T29052-2012項(xiàng)目概述及相關(guān)背景國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)2012年12月31日，以此技術(shù)為藍(lán)本的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T29052-2012《工業(yè)蒸汽鍋爐節(jié)水降耗技術(shù)導(dǎo)則》頒布，且于2013年7月1日實(shí)施。由全國(guó)鍋爐壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)公布，公告號(hào)：2013年第41號(hào)。項(xiàng)目概述及相關(guān)背景

2010年8月11日“第十屆全國(guó)清洗行業(yè)技術(shù)進(jìn)步與清潔產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇”會(huì)議2011年3月9日，“十一五”國(guó)家重大科技成果發(fā)布及推介會(huì)節(jié)能減排專場(chǎng)推介會(huì)2010年5月18日，國(guó)家質(zhì)檢總局、中國(guó)特檢院、中國(guó)鍋爐水處理協(xié)會(huì)在京召開本技術(shù)推薦會(huì)2012年2月23日，“中壓鍋爐節(jié)水及廢水近零排放成套技術(shù)開發(fā)”成果鑒定會(huì)2012年2月24日，“中壓鍋爐節(jié)水及廢水近零排放成套技術(shù)開發(fā)”成果推介會(huì)國(guó)家科技部高新司劉久貴副司長(zhǎng)、河北省科技廳連小勇副廳長(zhǎng)、河北省環(huán)保廳、發(fā)改委等領(lǐng)導(dǎo)出席現(xiàn)有低壓鍋爐傳統(tǒng)運(yùn)行工藝項(xiàng)目技術(shù)介紹軟化防結(jié)垢除氧防腐蝕排污保證水質(zhì)和工況1.軟化器：鈉離子交換法：去除致垢離子、防止鍋爐結(jié)垢

系統(tǒng)需加入軟化設(shè)備，在運(yùn)行中需要大量耗水來清洗該設(shè)備，并且由于現(xiàn)有技術(shù)所限，所耗廢水無法回收，造成浪費(fèi)2.除氧器：去除溶解氧、防止鍋爐腐蝕

在過程中需消耗大量新鮮蒸汽，造成能源和水的浪費(fèi)3.連續(xù)排污、定期排污：保證鍋爐水質(zhì)和工況

在鍋爐運(yùn)行中為了保證鍋爐水質(zhì)和工況，需要向系統(tǒng)外排放污水來保持爐內(nèi)水質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo)合格，但由于現(xiàn)有技術(shù)所限，所耗廢水無法回收，造成很大浪費(fèi)4.凝結(jié)水回收不良

（1）未處理直接回收進(jìn)鍋爐，水中含有大量鐵離子，呈紅色

（2）直接排放，浪費(fèi)大量熱能和水，并會(huì)使土地咸化（2）低壓鍋爐傳統(tǒng)運(yùn)行工藝所存在問題項(xiàng)目技術(shù)介紹項(xiàng)目技術(shù)介紹總體思路能否不用軟化和本體排污除去水中的固形物？能否不除氧而保證鍋爐安全？能否不補(bǔ)水或少補(bǔ)水，使定量的水在系統(tǒng)中循環(huán)使用？項(xiàng)目技術(shù)介紹低壓鍋爐近零排放運(yùn)行工藝

四大模塊，五個(gè)專利技術(shù)項(xiàng)目技術(shù)介紹項(xiàng)目技術(shù)介紹一.新型防腐阻垢劑與鍋爐水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)項(xiàng)目技術(shù)介紹氧化性水新型防腐阻垢劑項(xiàng)目技術(shù)介紹形成鈍化膜，防止鍋爐鋼腐蝕具有優(yōu)異的螯合作用及分散作用，結(jié)垢離子會(huì)形成肉眼看不到的微粒均勻分散在水中，不會(huì)在爐壁沉積結(jié)垢新型防腐阻垢劑與鍋爐水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)的作用由于系統(tǒng)去掉除氧器，鍋爐內(nèi)變?yōu)檠趸运r，從腐蝕與防腐化學(xué)原理出發(fā)，發(fā)明了一種防腐阻垢劑。它能使鍋爐鋼在該劑與溶解氧雙重作用下處于鈍化狀態(tài)，在鍋爐管內(nèi)壁形成一層保護(hù)膜，將鍋爐鋼表面保護(hù)起來。保證鍋爐在不除氧的情況下，不會(huì)出現(xiàn)腐蝕問題。它不揮發(fā)，不會(huì)發(fā)生堿隱藏，多種單體的協(xié)同效應(yīng)還具有高效阻垢作用。而且可以用作停爐保護(hù)，且不必排空爐水為充分發(fā)揮藥劑的作用，采用本成果的鍋水水質(zhì)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由取樣檢測(cè)單元、中央控制單元、投藥執(zhí)行單元及水質(zhì)控制執(zhí)行單元等組成，其主要功能是：①鍋水中溶解固形物總量和堿度的監(jiān)測(cè)和自動(dòng)控制。②鍋水中防腐阻垢劑的監(jiān)測(cè)和自動(dòng)投加控制。③監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示。④系統(tǒng)的自動(dòng)保護(hù)和報(bào)警。⑤通訊。項(xiàng)目技術(shù)介紹項(xiàng)目技術(shù)介紹二、鍋爐系統(tǒng)平衡裝置低壓鍋爐系統(tǒng)平衡裝置中壓鍋爐系統(tǒng)平衡裝置鍋爐爐水鍋爐燃燒系統(tǒng)爐渣處理水

汽固三相平衡裝置（分離固、液、汽三態(tài)）返回系統(tǒng)液項(xiàng)目技術(shù)介紹

鍋爐系統(tǒng)平衡裝置的作用鍋爐系統(tǒng)平衡裝置用于高溫排污水回收采用最新的系統(tǒng)平衡技術(shù)，通過增加平衡裝置，將鍋爐本體排污熱和排污水回收利用。平衡裝置是本技術(shù)的重要組成部分，它根據(jù)化工相平衡原理，可以很好的實(shí)現(xiàn)水、汽、固三相的平衡，實(shí)現(xiàn)排污水的水汽熱量回收，克服了大量廢水的排放，同時(shí)保證鍋水溶解固形物、堿度指標(biāo)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。所排出的固體廢料進(jìn)入鍋爐的燃燒系統(tǒng)形成爐渣，從而實(shí)現(xiàn)近零排放。項(xiàng)目技術(shù)介紹三、超分子緩蝕劑、凝結(jié)水自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)及回收裝置凝結(jié)水自動(dòng)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)凝結(jié)水回收裝置項(xiàng)目技術(shù)介紹凝結(jié)水（含大量鐵離子）凝結(jié)水回收裝置凝結(jié)水自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)鍋爐系統(tǒng)蒸汽直接排放浪費(fèi)大量水和熱，并污染環(huán)境凝結(jié)水回收裝置超分子緩蝕劑蒸汽凝結(jié)水（不含鐵離子）鍋爐系統(tǒng)項(xiàng)目技術(shù)介紹超分子緩蝕劑、凝結(jié)水自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)及回收裝置的作用用于高溫凝結(jié)水回收和鍋爐鐵沉積隱患的消除利用超分子化學(xué)原理，提出超分子緩蝕劑新理念，據(jù)此發(fā)明了超分子緩蝕劑。利用分子間的結(jié)構(gòu)互補(bǔ)和分子識(shí)別關(guān)系，使緩蝕劑分子以適宜的速度揮發(fā)并均勻地?cái)U(kuò)散、吸附在金屬表面使鋼處于鈍化狀態(tài)。從源頭上杜絕腐蝕的產(chǎn)生，消除鐵離子來源，保證凝結(jié)水品質(zhì)，直接回收凝結(jié)水。在成膜的初始過程中，超分子緩蝕劑的消耗量較大。在保護(hù)膜形成以后，還需要一定的藥劑量對(duì)保護(hù)膜進(jìn)行維護(hù)。藥劑投加的量過大，會(huì)造成浪費(fèi)；藥劑投加量不足，保護(hù)膜得不到正常維護(hù)而被損壞，會(huì)影響管道的防腐保護(hù)效果。為此，采用凝結(jié)水水質(zhì)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)。項(xiàng)目技術(shù)介紹中央自動(dòng)控制系統(tǒng)四、鍋爐中央自動(dòng)控制系統(tǒng)項(xiàng)目技術(shù)介紹

設(shè)備運(yùn)行出現(xiàn)故障、加藥箱低液位等情況發(fā)生時(shí)，中央控制系統(tǒng)將通過報(bào)警文字、報(bào)警數(shù)據(jù)等顯示報(bào)警信息，工作人員可及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，保證系統(tǒng)運(yùn)行安全。項(xiàng)目技術(shù)介紹

鍋爐中央自動(dòng)控制系統(tǒng)的作用用于節(jié)能減排系統(tǒng)的自動(dòng)管理本系統(tǒng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)儀表采集到的數(shù)據(jù)，通過PLC內(nèi)部預(yù)先設(shè)定的程序進(jìn)行運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果可輸出并控制各工藝單元設(shè)備的開啟和關(guān)閉。本系統(tǒng)提供上位機(jī)組態(tài)軟件和程序，組態(tài)程序中包含有現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行圖，可顯示現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，可顯示pH、電導(dǎo)率和液位等各項(xiàng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)值，可計(jì)算顯示節(jié)能數(shù)據(jù)，可查看并自動(dòng)保存各數(shù)據(jù)的歷史曲線和歷史值，在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行不正常的情況，可發(fā)出報(bào)警指示并可查詢報(bào)警原因等。在保證鍋爐運(yùn)行安全的前提下，完成了集工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、組態(tài)軟件、PLC于一體的鍋爐節(jié)能節(jié)水近零排放自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)。項(xiàng)目技術(shù)介紹項(xiàng)目技術(shù)介紹低壓鍋爐近零排放運(yùn)行工藝

去掉軟化-除氧-排污系統(tǒng)，保證鍋爐運(yùn)行更加安全，同時(shí)實(shí)現(xiàn)凝結(jié)水符合水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)情況下直接回收、建立鍋爐新的系統(tǒng)平衡、實(shí)現(xiàn)鍋爐廢水近零排污工況運(yùn)行對(duì)國(guó)產(chǎn)鍋爐的實(shí)施效果：噸蒸汽補(bǔ)水量從1.5m3下降到0.073m3；噸蒸汽廢水量從1.4m3下降到0.003m3；噸蒸汽耗煤由168.3kg下降到152.3kg；鍋水溶解固形物從3000mg/L下降到2100mg/L；鍋爐排污率從10％~15％下降到0.3％；碳鋼腐蝕率0～0.001mm/a；阻垢率≥99.9％。通過上述發(fā)明技術(shù)集成應(yīng)用，形成了工業(yè)鍋爐廢水排放接近零的節(jié)水成套技術(shù)。項(xiàng)目技術(shù)介紹

使用軟化-除氧-排污技術(shù)的鍋爐內(nèi)部使用廢水近零排放技術(shù)的鍋爐內(nèi)部本技術(shù)使腐蝕結(jié)垢嚴(yán)重的鍋爐爐管潔凈如新項(xiàng)目技術(shù)介紹與國(guó)內(nèi)外技術(shù)的比較技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平國(guó)際先進(jìn)水平本技術(shù)水平鍋爐本體排污率/％10~155~8≤0.3噸蒸汽補(bǔ)水量/m3

1.4~1.81.2~1.40.073噸蒸汽廢水量/m3

1.26~1.621.08~1.260.003鍋爐鋼腐蝕率/(mm/a)≤0.5≤0.10~0.005阻垢率/％80~98

90~99

≥99.9由同行專家組成的鑒定委員會(huì)對(duì)本技術(shù)的鑒定意見：“該節(jié)水成套技術(shù)屬國(guó)際首創(chuàng)，構(gòu)思新穎，具有特色，整體技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，對(duì)提升行業(yè)技術(shù)水平具有重大意義?！敝牡聡?guó)菲斯曼鍋爐的專家尤斯丁指出，該技術(shù)“非常非常好”，在有12家國(guó)內(nèi)外公司競(jìng)標(biāo)的會(huì)上毅然不理某國(guó)外公司的“長(zhǎng)期友好合作關(guān)系”，將其德國(guó)鍋爐的水處理改造任務(wù)交給本組，已安全運(yùn)行3年，德商十分滿意。項(xiàng)目技術(shù)介紹安全項(xiàng)目技術(shù)介紹大大提高鍋爐及附屬設(shè)備運(yùn)行安全性，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命去掉除氧系統(tǒng)，減少蒸汽消耗，間接增加蒸汽產(chǎn)量回收鍋爐本體排污熱和凝結(jié)水顯熱，可明顯降低鍋爐能耗鍋爐運(yùn)行過程中不再需要大量排放廢水，向環(huán)境中廢水排放量減少近乎0。并且由于耗能減少，向空氣中排放的粉塵、CO?、SO?等污染物排放量都有明顯減少鍋爐運(yùn)行過程中向環(huán)境排放廢水量減少到0，理論節(jié)水量100%，實(shí)際運(yùn)行僅需向鍋爐中補(bǔ)充少量新鮮水大大降低反滲透系統(tǒng)、陰陽離子交換系統(tǒng)、混床系統(tǒng)、除氧系統(tǒng)負(fù)荷，某些工況下甚至可以省去，減少除鹽系統(tǒng)運(yùn)行成本投資，節(jié)約系統(tǒng)運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用增產(chǎn)節(jié)能減排節(jié)水節(jié)支項(xiàng)目直接社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益項(xiàng)目技術(shù)介紹項(xiàng)目間接社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益1.整個(gè)系統(tǒng)保護(hù)所帶來的延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，減少設(shè)備檢修費(fèi)用等間接經(jīng)濟(jì)效益也十分顯著。如廊坊開發(fā)區(qū)熱力中心的供暖管道遍布開發(fā)區(qū)的各條馬路、工廠和住戶，按設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，兩年更換一次，09年采用本技術(shù)后至今沒有發(fā)生腐蝕泄露，若要更換管道，僅挖開馬路更換管道及修填馬路的費(fèi)用就以千萬計(jì)2.系統(tǒng)新增設(shè)備占地面積小，外形美觀，合理利用廠內(nèi)布局，保證現(xiàn)場(chǎng)的整齊、統(tǒng)一，打造試點(diǎn)鍋爐房3.系統(tǒng)設(shè)置節(jié)能減排中央控制系統(tǒng)，使整個(gè)鍋爐系統(tǒng)處于自動(dòng)化控制過程，無需人工操作，安全程度高，管理科學(xué)、規(guī)范、高效4.該系統(tǒng)還支持手機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，工作人員可通過授權(quán)的手機(jī)實(shí)時(shí)查看運(yùn)行數(shù)據(jù)，了解運(yùn)行狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決系統(tǒng)故障，對(duì)于各個(gè)行業(yè)的工業(yè)自動(dòng)化管理都具有示范意義石家莊雙聯(lián)化工有限責(zé)任公司鍋爐項(xiàng)目成果的推廣及應(yīng)用案例鍋爐概況

石家莊雙聯(lián)化工有限公司共有5臺(tái)中壓蒸汽鍋爐，帶發(fā)電機(jī)組。

技術(shù)改造前鍋爐采用傳統(tǒng)的除鹽—除氧—排污模式運(yùn)行。鍋爐用汽工藝為：450℃過熱蒸汽部分推動(dòng)汽輪機(jī)（背壓）發(fā)電，部分減溫減壓后用于聯(lián)堿車間煅燒工藝。背壓蒸汽用于其他工藝及冬季供暖。改造后經(jīng)濟(jì)效益：省去除氧器不用，年節(jié)約費(fèi)用195.8萬元；回收排污熱及排污水，年節(jié)約費(fèi)用110余萬元?；厥漳Y(jié)水，節(jié)水節(jié)能13.4萬元，合計(jì)年實(shí)現(xiàn)