淺談鍋爐水處理的必要性

【摘 要】鍋爐水質(zhì)處理是關(guān)系到鍋爐設(shè)備安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要工作，尤其在節(jié)約能源方面關(guān)系極大。為保證鍋爐安全運(yùn)行，水處理工作就顯得由為重要，如果處理不當(dāng)就會給鍋爐造成結(jié)垢、腐蝕和汽水共騰的后果。危害表現(xiàn)為結(jié)垢造成局部溫度冷熱不均，直接影響傳熱和汽水正常循環(huán)，輕則造成垢下腐蝕、燃料浪費和縮短鍋爐壽命，重則引發(fā)脹管、變形或爆管事故。因此鍋爐水質(zhì)處理工作具有十分重要的現(xiàn)實意義，鍋爐水質(zhì)處理效果如何，在很大程度上取決于水處理方法及方式。

【關(guān)鍵詞】鍋爐；水質(zhì)；處理

1.水垢形成的機(jī)理

低壓鍋爐的鍋筒及管壁上形成水垢是由于水中鈣、鎂鹽類的濃度超過了它的溶解度，其原因主要是：(１)給水進(jìn)入省煤器和鍋爐后，水溫逐漸升高，而某些鈣、鎂鹽類在水中的溶解度下降，達(dá)到飽和以后，溫度繼續(xù)升高，就有鹽類沉淀出來。(２)水在鍋爐中不斷蒸發(fā)，而在蒸發(fā)過程中蒸汽帶走的鹽類一般很少，這樣鹽類在爐水中就不斷被濃縮，到一定程度時，難溶鹽類就會形成沉淀。(3)水在被加熱和蒸發(fā)的過程中，某些鈣、鎂鹽類因發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從易溶于水的物質(zhì)轉(zhuǎn)變成了難溶于水的物質(zhì)而析出。

從鍋爐結(jié)垢機(jī)理來看，鍋爐結(jié)垢是需要一段時間才能形成。在形成的過程中，如不注意觀察和處理，當(dāng)水垢達(dá)到一定程度，威脅鍋爐安全運(yùn)行，再來處理時，很容易被管理人員、水處理人員和鍋爐操作人員忽視，就會對鍋爐會產(chǎn)生直接影響。

2.水垢對鍋爐的危害

水垢對鍋爐的危害主要有：(１)減少蒸發(fā)氣，降低鍋爐熱效率，浪費燃料；(２)引起金屬受熱面過熱，損壞鍋爐，縮短使用壽命；(3)破壞正常的鍋爐水循環(huán)，被迫停爐檢修，增加維修費用。

3. 鍋爐水需要檢測哪些項目

為了防止鍋爐發(fā)生結(jié)垢、腐蝕、惡化蒸汽等危害，使鍋爐能長期安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，鍋爐的給水和鍋水都應(yīng)達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)的要求。主要檢測項目有：懸浮物、總硬度、總堿度、pH值、溶解氧、溶解固形物、電導(dǎo)率和氯離子、SO32-(亞硫酸根)、PO43-(磷酸根)、相對堿度、含油量及含鐵量，共11項

3.1適用范圍

適用于額定出口蒸汽壓力小于等于2．5MPa，以水為介質(zhì)的固定式蒸汽鍋爐和汽水兩用鍋爐，也適用于以水為介質(zhì)的固定式承壓熱水鍋爐和常壓熱水鍋爐。

3.2水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

3.2.1蒸汽鍋爐和汽水兩用鍋爐的給水一般應(yīng)采用鍋外化學(xué)水處理，水質(zhì)應(yīng)符合表5—1的規(guī)定。

注：①硬度mmol／L的基本單元為C(1/2Ca2+、1／2Mg2+)，下同。

②堿度mmol／L的基本單元為C(OH-、1／2CO32-、HCO3-)，下同。對蒸汽品質(zhì)要求不高，且不帶過熱器的鍋爐，使用單位在報當(dāng)?shù)劐仩t壓力容器安全監(jiān)察機(jī)構(gòu)同意后，堿度指標(biāo)上限值可適當(dāng)放寬。

③當(dāng)鍋爐額定蒸發(fā)量大于等于6t／h時應(yīng)除氧，額定蒸發(fā)量小于6t／h的鍋爐如發(fā)現(xiàn)局部腐蝕時，給水應(yīng)采取除氧措施，對于供汽輪機(jī)用汽的鍋爐給水含氧量應(yīng)小于等于0．05mg／L。

④如測定溶解固形物有困難時，可采用測定電導(dǎo)率或氯離子(Cl-)的方法來間接控制，但溶解固形物與電導(dǎo)率或氯離子(Cl-)的比值關(guān)系應(yīng)根據(jù)試驗確定。并應(yīng)定期復(fù)試和修正此比值關(guān)系。

⑤全焊接結(jié)構(gòu)鍋爐相對堿度可不控制。

⑥僅限燃油燃?xì)忮仩t。

3.2.2額定蒸發(fā)量小于等于2t／h，且額定蒸汽壓力小于等于1．0M_Pa的蒸汽鍋爐和汽水兩用鍋爐(如對汽、水品質(zhì)無特殊要求)也可采用鍋內(nèi)加藥處理。但必須對鍋爐的結(jié)垢、腐蝕和水質(zhì)加強(qiáng)監(jiān)督，注意及時加藥、排污和清洗工作，其水質(zhì)應(yīng)符合表5—2的規(guī)定。

3.2.3承壓熱水鍋爐給水應(yīng)進(jìn)行鍋外水處理，對于額定功率小于等于4．2MW非管架式承壓的熱水鍋爐和常壓熱水鍋爐，可采用鍋內(nèi)加藥處理，但必須對鍋爐的結(jié)垢、腐蝕和水質(zhì)加強(qiáng)監(jiān)督，及時做好加藥工作，其水質(zhì)應(yīng)符合表5—3的規(guī)定。

注：①通過補(bǔ)加藥劑使鍋水pH值控制在10～12。

②額定功率大于等于4．2MW的承壓熱水鍋爐給水應(yīng)除氧，額定功率小于4．2MW的承壓熱水鍋爐和常壓熱水鍋爐給水應(yīng)盡量除氧。

3.2.4直流(貫流)鍋爐給水應(yīng)采用鍋外化學(xué)水處理，其水質(zhì)按表5—1中額定蒸汽壓力為大于1．6MPa、小于等于2．5Mpa的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

3.2.5余熱鍋爐及電熱鍋爐的水質(zhì)指標(biāo)應(yīng)符合同類型、同參數(shù)鍋爐的要求。

3.2.6水質(zhì)檢驗方法應(yīng)按《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》標(biāo)準(zhǔn)的附錄A執(zhí)行。

4. 鍋爐水質(zhì)日?？刂萍板仩t的排污

4.1水質(zhì)簡化分析指標(biāo)及其控制

工業(yè)鍋爐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的各項指標(biāo)中有的只需定期監(jiān)測即可，有的則需每班監(jiān)測，即稱為日常簡化分析。一般簡化分析的控制指標(biāo)為：pH值、硬度、堿度和氯離子；對于用除氧器除氧的還需測給水的含氧量；對于額定工作壓力大于1．0hPa的鍋爐，還應(yīng)監(jiān)測鍋水磷酸根含量。

一般日常運(yùn)行中，水質(zhì)不合格的原因及其解決方法大致有以下幾種：

(1)給水硬度偏高 采用鈉離子交換處理時，給水硬度超標(biāo)常由離子交換劑失效、交換器操作不當(dāng)或管路閥門泄漏等引起。運(yùn)行中應(yīng)及時再生并正確操作離子交換器，對交換器反洗閥和給水旁通閥應(yīng)經(jīng)常檢查，發(fā)現(xiàn)泄漏及時更換。

(2)鍋水pH值、堿度偏低 對于采用鍋內(nèi)加藥水處理的鍋爐，需適當(dāng)增加防垢劑用量；對于采用鍋外化學(xué)水處理的鍋爐，除適量加入堿性藥劑外，還應(yīng)注意檢查是否有硬水進(jìn)入鍋爐；另外，若鍋爐排污量過大，也會導(dǎo)致鍋水堿度偏低，應(yīng)適當(dāng)加以控制。

(3)鍋水pH值、堿度過高 如果是由于給水的過剩堿度(即：堿度與硬度的差值)較高(>2mmol／L)所引起，則應(yīng)采取適當(dāng)?shù)慕祲A處理；如果原水堿度并不高，則是由加堿太多或排污不夠造成的，應(yīng)減少或暫停加藥，并加強(qiáng)鍋爐排污。

(4)鍋水氯離子含量過高 應(yīng)加強(qiáng)鍋爐排污；對于給水采用鈉離子交換處理的，應(yīng)注意離子交換器再生后正洗是否徹底，鹽水閥是否有泄漏。

4.2鍋爐排污及控制

鍋爐排污的目的是：降低鍋水濃度，保證蒸汽品質(zhì)良好；及時排除水渣，防止受熱面結(jié)垢。鍋爐排污應(yīng)做到既能使鍋水達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)，又盡量減少熱損失。

鍋爐排污量的大小與給水水質(zhì)和蒸發(fā)速率密切相關(guān)，水質(zhì)好、蒸發(fā)速率低，排污量可少些；反之則需適當(dāng)增加排污量及排污次數(shù)。鍋爐排污量常以排污率來表示，一般工業(yè)鍋爐的排污率宜控制在5％～10％。如果排污率超過10％，鍋水仍達(dá)不到合格標(biāo)準(zhǔn)，就需改進(jìn)給水的處理。

排污率就是排污水量占鍋爐蒸發(fā)量的百分比。鍋爐運(yùn)行中常以監(jiān)測鍋水氯離子(也稱氯根)的含量來指導(dǎo)鍋爐的排污。其計算方法如下：

根據(jù)定義，排污率(P)計算公式為：

(5—1)

又根據(jù)水質(zhì)分析結(jié)果，由物量平衡關(guān)系可得到：

(5—2)

式中 P——鍋爐排污率，％；

S給——給水中某物質(zhì)(如氯根)含量，mg／L；

S鍋——鍋水中某物質(zhì)(如氯根)含量，mg／L。

例：一臺蒸發(fā)量為2t／h的鍋爐，每班實際運(yùn)行6h，測得給水氯根=25mg／L。若要求控制鍋水氯根<500mg／L，則要控制排污率為多少?每班需排污多少水量?

解：由式(5—2)可得要控制排污率為：

由式(5—1)可得每班需排污的水量(Q污)為：

Q污=P×蒸發(fā)量=5．3％×2×6≈0．64(t)

即鍋爐運(yùn)行中每班需排污0．64t，鍋水濃度才能達(dá)到合格。

總之，鍋爐水質(zhì)處理十分重要，鍋爐就象人體，而鍋爐水就如同人體的血液，不及時清污處理，日久就會結(jié)垢造成局部溫度冷熱不均，影響傳熱和汽水正常循環(huán)，輕則造成垢下腐蝕、燃料浪費和縮短鍋爐壽命，重則引發(fā)脹管、變形或爆管事故。