基于软化水的锅炉供水研究及应用

基于软化水的锅炉供水研究及应用

吴得正 张树宇 高浩

江苏中烟工业有限责任公司徐州卷烟厂  21000

问题背景：

江苏中烟徐州卷烟厂认真贯彻国家行业部署，不断强化环境保护意识，严格执行节能减排各项要求，聚焦节能减排，寻找攻关点和突破点，助力企业高质量发展。

近年来，随着徐州卷烟厂易地搬迁后生产全面投入运行、新建倒班宿舍和烟叶仓库的逐步启用以及纯水等水处理设施增加，2018-2019年企业日污废源水排放量约为200-300t，2020-2021年日污废源水排放量约为300-400t，2022年日污废源水量约为400-600t，2023年以来日污废源水排放量约为500-700t，污废源水量逐年升高。污废水处理站处理能力为每日800t，当前污水处理站实际污废源水处理量已近系统能力上限。

企业污废源水量高，一方面会导致污水处理系统长期处于饱和状态，造成系统设备设施老化加快，系统填料更换频次增加，处理能力几乎没有裕量，无法有效抵抗污废源水排放量负荷和浓度负荷冲击，直接影响处理后外排市政和回用中水污染物浓度指标稳定性。另一方面企业污废源水量的增加也间接反应了企业用水量的增加，在同一污染物浓度水平下，会导致企业外排污水污染物总量的增加，不符合公司“十四五”绿色低碳循环发展工作方案的要求。

现状摸底：

为此开展调查统计，徐州卷烟厂全年污废水源水总量约为17.3万t，2023年度截至目前污废源水总量约为5.4万t，预估本年度污废源水总量将达到20万t；南京卷烟厂全年污废源水总量约为11.3万t；淮阴卷烟全年污废源水总量约为11万t。可以看出我厂污废源水量远高于省内兄弟单位。暂不考虑其他因素，仅以两家兄弟企业污废源水总量水平为标准，按生产规模同比估算，我厂2022年污废源水总量应为约12.5万t，实际排放17.3万t，有4.8万t的差距，若同时考虑地域气候和占地面积差异，仍有约4万t差距。

为进一步查清我厂污废源水总量增高原因，一方面从外部对三家厂设备、设施主要差异进一步分析：三家厂污废源水均为生产、生活废水合流制，生产工艺、职工人数、厂区建筑单体结构、公用动力设施组成等基本一致，其主要区别在于徐州卷烟厂采用锅炉供汽，空调设备配置有高压微雾装置，锅炉用水以纯水为主，软水为辅，高压微雾用水为纯水；南京卷烟厂采用锅炉供汽，空调配置有超声波微雾装置，锅炉和超声波微雾用水均为软水；淮阴卷烟厂无锅炉，采用外购蒸汽供汽，空调无高压微雾装置。查询我厂纯水和软水设施给排水历史数据发现，纯水设施废水产生率约为30-50%，软水设施废水产生率约为2%，可见大量使用纯水设施供水会显著增加污废水源水排放量，是造成上述差距的主要因素之一。

面对我厂纯水设备产水量低、大量废水排污的问题，课题组基于软化水的锅炉供水进行研究及应用，深入研究锅炉供水采用软化水为主进行供水，以解决纯水设备污废水排污量大的问题。

原因初步分析：

徐州卷烟厂新厂区锅炉运行以来，当前锅炉补给水是通过软化水和反渗透水进行简单掺兑的，搀兑后水质硬度为0.03mmol/L以下，能够满足锅炉补给水对于硬度的要求电导率基本满足要求（＜550 μS/cm），但水质电导率波动较大，导致锅炉炉水指标波动较大，排污率增加，运行不稳定，运行过程中通常以增加纯水量来降低锅炉排污率，纯水量的增加势必造成污废水排量增加。所以，优化锅炉补给水水质，保证水质电导率稳定，既可有效保证锅炉炉水水质指标稳定，更可以降低污废水排量，保障锅炉安全、经济、稳定运行。

根据老厂区和新厂区两种不同的补给水方式的使用经验，单纯使用纯水会造成炉水PH值偏低、全碱度偏低，而单独使用软化水又会造成炉水PH值偏高、全碱度偏高。如果能将两种水质掺兑后使用，既能降低锅炉排污率，又能保证锅炉炉水PH值和全碱度在合理范围。

动力中心配备8台套流量为50～100m3/h的全自动软水设备和处理能力为40m3/h的反渗透纯水处理系统，反渗透纯水处理系统产水电导率40us/cm以下。全自动软水设备和40m3/h反渗透纯水处理系统产水后进入294m3的软水箱掺兑后供给锅炉、动力系统和车间生产用水。根据近期使用情况，反渗透纯水系统使用量占多数，全自动软水设备使用量占少数。

综上，为缩小与兄弟企业差距，创建绿色工厂，实现企业高质量发展，在绿色低碳循环发展视角下，走出去，请进来，广泛开展调查，统筹研究纯水设备废源水产生机理，重点深入分析作为企业污废源水排放主力的锅炉用水技术需求，从供水标准完善、设备技术改造、运维精细化管理等方向上寻找突破口，制定措施和对策，开展试验，探索一套基于软化水的锅炉供水研究及应用的方案。

主要攻关方向：

1. 从降低纯水设备产水过程中污水排污率出发，研究纯水制造前沿技术，从设备、材料、控制方法、操作、管理等方面提出可行性的减排改造方案。
2. 以降低纯水使用率为着力点，统筹研究各类公用设备设施污废源水产生机理，重点深入分析作为排放主力的锅炉用水技术需求，从供水标准完善、设备技术改造、运维精细化管理等方向上寻找突破口，开展废水减排研究及应用。
3. 通过大量的水质掺兑化验试验，利用数据、图表、试验分析确定最佳掺兑比例，最终形成一套提升锅炉水质、降低污废水排放的以软化水为主的锅炉供水方法。

尝试锅炉供水单独使用软化水或以软化水为极多数方案的可行性。