淺談工業鍋爐水質

1、天然水中的雜質對鍋爐運行帶來的危害

天然水中雜質，按顆粒大小，可分為三類：懸浮物、膠體物、溶解物。這些雜質如果在鍋爐運行的過程中不進行處理，會對鍋爐安全和經濟運行帶來影響。

懸浮物的顆粒最大成分是一些泥土、油和有機物等不溶于水的懸浮物，其存在會影響離子交換設備的運行，如果在水處理設備內沉積會使離子交換機污染，水處理設備容量降低，制水量降低，影響產水質量;懸浮物直接進入鍋爐，它會在鍋筒內沉淀，使傳熱情況變壞，金屬過熱發生事故，會影響水循環，嚴重堵塞爐管，產生爆管;降低蒸汽品質，引起汽水共騰。

膠體物是分子和離子的集合體，主要由鐵、鉛和硅的氧化物形成的無機礦物膠體、動植物膠體：它們表面帶有同性電荷，互相排斥彼此不能結合，不能下沉，所以在水中穩定存在。

不除去水中的膠體物質，將會使鍋爐結垢，爐水產生大量泡沫。引起汽水共騰，污染蒸汽品質，影響鍋爐正常運行。溶解物最常見的是氣體和離子，如氧氣、二氧化碳氣體：鈉、鈣、鎂等離子。溶解氧對金屬有強烈的腐蝕作用，二氧化碳氣體溶于水后有一定的酸性，不但本身對金屬產生腐蝕，同時會加劇溶解氧對金屬的腐蝕。鈉、鈣、鎂等離子在鍋爐運行過程中會產生水垢，水垢過厚會產生金屬過熱發生事故。

2、去除天然水中的雜質方法和設備

水中懸浮物顆粒在流速低或靜止的水中借助重力沉降，使水得到澄清的過程為澄清沉淀處理。常見的沉淀設備多為流動型，懸浮物在池內的沉淀是在水流流動中進行的。常見的有立式、平流式、薄層式等。水流在沉淀池內的流速一般都很低。懸浮物在流速低的流體內沉淀，可近似地用在靜止液體中的沉淀規律來解釋。沉淀處理，包括天然水中原有懸浮物的沉淀和通過投加藥劑使水中膠體和離子態雜質轉化為沉淀物的沉淀析出。

根據GB/T1576—2008的規定，鍋爐水處理的方式大體分為：鍋內和鍋外。

鍋內水處理是通過向鍋爐內投入一定數量的藥劑，使水中的結垢成分轉變成沉淀物，然后通過排污從鍋爐內排出。鍋內水處理的特點：①不需要復雜的設備，投資小、成本低，操作方便。②對水質適應范圍大。③不能完全防止鍋爐結垢，產生的沉淀物，在排污不及時時容易二次結垢。(排污率增加，減少鍋爐的熱損失。額定蒸發量小于或者等于4t/h，或者小于等于1.3MPa的自然循環蒸汽鍋爐和汽水兩用鍋爐，額定功率小于或等于4.2MW承壓熱水鍋爐和管架式熱水鍋爐除外的常壓熱水鍋爐的，可以往鍋內加藥處理，但加藥后的汽和水質量不會影響生產和生活。

表1 采用鍋外水處理的自然循環蒸汽鍋爐和汽水兩用鍋爐水質

注1.對于供汽輪機用汽的鍋爐，蒸汽質量應按照GB/T12145《火力發電機組及蒸汽動力設備水汽質量》規定的額定蒸汽壓力3.8～5.8MPa汽包爐標準執行.

注2：硬度、堿度的計量單位為一價基本單元物質的量濃度.

注3：停(備)用鍋爐啟動時，鍋水的濃縮倍率達到正常后，鍋水的水質應達到本標準的要求.

a.溶解氧控制值適用于經過除氧裝置處理后的給水。額定蒸發量大于等于10t/h的鍋爐，給水應除氧。額定蒸發量小于10t/h的鍋爐如果發現局部氧腐蝕，也應采取除氧措施。對于供汽輪機用汽的鍋爐給水含氧量應小于等于0.050mg/L.

b.對蒸汽質量要求不高，并且不帶過熱器的鍋爐，鍋水全堿度上限值可適當放寬，但放寬后鍋水的pH值不應超過上限。

c.適用于鍋內加磷酸鹽阻垢劑.采用其它阻垢劑時，阻垢劑殘余量應符合藥劑生產廠規定的指標。

表2 單純采用鍋內加藥處理的自然循環蒸汽鍋爐和汽水兩用鍋爐水質

注1：單純采用鍋內加藥處理，鍋爐受熱面平均結垢速率不得大于0.5mm/a.

注2：額定蒸發量小于等于4t/h，并且額定蒸汽壓力小于等于1.3MPa的蒸汽鍋爐和汽水兩用鍋爐同時采用鍋外水處理和鍋內加藥處理時，給水和鍋水水質可參照表2的規定.

注3.硬度、堿度的計量單位為一價基本單元物質的量濃度。

a.適用于鍋內加磷酸鹽阻垢劑.采用的阻垢劑首先要用符合藥劑生產廠規定的指標.

鍋外水處理是通過水處理設備，對水質中可能產生結垢的Ca+、Mg+等離子用另外不會產生硬度的Na、H等離子來取代，從而使水軟化。以鈉離子交換器為例，它的交換原理根據化學公式：Ca2十+2NaRc：*2Na+CaR2;Mg+2NaRc=>2Na++MgR2o式中NaR代表鈉離子交換劑，Ca、Mg等離子代表天然水，Na代表交換后的軟化水，CaR，代表交換后的交換劑，交換器工作情況見圖1。鈉離子交換的特點是：①硬度可以降低或消除。②堿度不變。③含鹽量增加。④鈉離子交換可以反復使用。⑤鈉離子交換式層次進行的。

3 國家標準中的規定

圖1

圖1以上多種水處理方法，最終目的是為了達到GB/T1576—200S(T業鍋爐水質》的要求。文件要求工業鍋爐不適用鋁材制造的鍋爐，而且還有運行時的水質標準。工業鍋爐適用的是額定出口蒸汽壓力小于3.8MPa的以水為介質的固定式蒸汽鍋爐和汽水兩用鍋爐，也適用于以水為介質的固定式承壓熱水鍋爐和常壓熱水鍋爐。

水質標準分為：①自然循環蒸汽鍋爐和汽水兩用鍋爐。②熱水鍋爐水質。③灌流和直流鍋爐水質。④余熱鍋爐水質。⑤補給水水質。⑥回水水質。

除鍋爐水質標準外還有《鍋爐化學清洗規則》、《鍋爐水(介)處理監督管理規則》、《鍋爐水(介)處理檢驗規則》。

總之，國家對鍋爐的水、汽質量提出了更高要求。隨著工業的不段發展，必然有工業鍋爐投入運行，做好鍋爐的水處理工作，是非常重要的。

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