鍋爐水質(zhì)中國標(biāo)準(zhǔn)與美國ASME鍋爐水質(zhì)導(dǎo)則比較與分析

陳可青

（浙江省特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院，浙江 杭州 310015）

為了防止鍋爐結(jié)垢、腐蝕，保持受熱面清潔，保證水汽的質(zhì)量，鍋爐的水質(zhì)都要經(jīng)過處理和控制。為了控制鍋爐水質(zhì)，我國制定了一系列的標(biāo)準(zhǔn)，如：GB/T 1576-2008 《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》 、GB/T 12145-2008 《火力發(fā)電機(jī)組及蒸汽動(dòng)力設(shè)備水汽質(zhì)量》、DL/T 912-2005《超臨界火力發(fā)電機(jī)組水汽質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》。在美國，美國機(jī)械工程師協(xié)會(huì)（American Society Of Mechanical Engineers），簡稱ASME，也發(fā)布了一個(gè)鍋爐水質(zhì)導(dǎo)則，該導(dǎo)則的全英文名稱為：CONSENSUS ON OPERATING PRACTICES FOR THE CONTROL OF FEEDWATER AND BOILER WATER CHEMISTRY IN MODERN INDUSTRIAL BOILERS。在該導(dǎo)則中，對(duì)六個(gè)鍋爐類型的水質(zhì)提出了建議，這些類型分別為：

（1）工業(yè)水管鍋爐，有過熱器，對(duì)蒸汽品質(zhì)有要求；

（2）工業(yè)水管鍋爐，無過熱器，對(duì)蒸汽品質(zhì)沒有要求；

（3）工業(yè)火管鍋爐，無過熱器，對(duì)蒸汽品質(zhì)沒有要求；

（4）直流鍋爐；

（5）船用鍋爐；

（6）電熱鍋爐。

由于船用鍋爐不在我國的《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》的覆蓋范圍，因此本文不對(duì)船用鍋爐的水質(zhì)進(jìn)行討論。

由于我國的鍋爐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)鍋爐不分是水管類型還是火管類型，只分有無過熱器，因此本文只討論三個(gè)類型的鍋爐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的比較與分析，現(xiàn)分述如下：

1 有過熱器鍋爐的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)比較與分析

一般來說，有過熱器鍋爐的水質(zhì)比沒有過熱器鍋爐的水質(zhì)要求較高。因?yàn)槿绻^熱器里積了硅垢或鐵垢后很難進(jìn)行化學(xué)清洗，因此有過熱器的鍋爐對(duì)蒸汽的品質(zhì)要求也較高。同樣對(duì)給水和鍋水的要求也較高。

表1 GB/T 1576-2008鍋爐給水溶解氧標(biāo)準(zhǔn)值

表2

表3

表4

表5

表6

1.1 給水硬度標(biāo)準(zhǔn)值的比較

由于GB/T 1576-2008《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》表1中的給水標(biāo)準(zhǔn)值是不分有無過熱器的，因此它的標(biāo)準(zhǔn)值也適用于有過熱器鍋爐的給水，所以此處就與ASME鍋爐水質(zhì)導(dǎo)則中的有過熱器鍋爐的給水標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較。

由于美國ASME鍋爐水質(zhì)導(dǎo)則中硬度標(biāo)準(zhǔn)值是以碳酸鈣作為計(jì)算參照物，因此為了比較，我們也將中國的標(biāo)準(zhǔn)GB/T 1576-2008《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》中的硬度標(biāo)準(zhǔn)值換算成相當(dāng)于CaCO3含量值。GB/T 1576-2008《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》表1中，對(duì)于額定蒸汽壓力≤2.5MPa的鍋爐給水，硬度都要求≤0.030mmol/L，換算成CaCO3的含量即為≤1.5mg/L；而美國ASME鍋爐水質(zhì)導(dǎo)則對(duì)額定蒸汽壓力≤3.10MPa的有過熱器鍋爐的給水硬度標(biāo)準(zhǔn)值換算成CaCO3的含量為≤0.3mg/L，因此這一項(xiàng)指標(biāo)比中國的標(biāo)準(zhǔn)要嚴(yán)格。

表7

表8

1.2 給水溶解氧標(biāo)準(zhǔn)值的比較

在GB/T 1576-2008《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》表1中，對(duì)于不同額定蒸汽壓力的鍋爐給水，給出了軟化水和除鹽水的溶解氧濃度標(biāo)準(zhǔn)值，具體見表1。

美國ASME鍋爐水質(zhì)導(dǎo)則對(duì)于額定蒸汽壓力為≤13.79MPa的鍋爐給水，溶解氧標(biāo)準(zhǔn)值全部為＜0.007 mg/L，這一項(xiàng)也比中國的標(biāo)準(zhǔn)要嚴(yán)格。

1.3 鍋水全堿度標(biāo)準(zhǔn)值的比較

美國ASME鍋爐水質(zhì)導(dǎo)則中對(duì)不同額定蒸汽壓力有過熱器鍋爐鍋水的全堿度標(biāo)準(zhǔn)值見表2。

在GB/T 1576-2008《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》表1中，對(duì)不同額定蒸汽壓力、有過熱器的鍋爐鍋水的全堿度標(biāo)準(zhǔn)值見表3。

比較上述美國ASME鍋爐水質(zhì)導(dǎo)則與GB/T 1576-2008《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》二者之間的鍋水全堿度標(biāo)準(zhǔn)值數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)它們之間比較接近。

2 無過熱器鍋爐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值的比較

在1.1中我們已提到，由于在GB/T 1576-2008《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》表1中，鍋爐給水水質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)值是不分有無過熱器的，有過熱器鍋爐與無過熱器鍋爐的給水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)是一致的，并且有過熱器鍋爐的給水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)已在1.1與1.2節(jié)中與ASME鍋爐水質(zhì)導(dǎo)則作過比較，下面主要討論無過熱器鍋爐鍋水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值的比較。

無過熱器鍋爐鍋水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值能進(jìn)行比較的項(xiàng)目就是全堿度。在ASME鍋爐水質(zhì)導(dǎo)則中，由于無過熱器鍋爐鍋水的全堿度標(biāo)準(zhǔn)值只有上限，沒有下限，因此我們比較ASME鍋爐水質(zhì)導(dǎo)則與GB/T 1576-2008《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》中無過熱器鍋爐鍋水全堿度標(biāo)準(zhǔn)值只比較全堿度的上限值。

在ASME鍋爐水質(zhì)導(dǎo)則中，不同額定蒸汽壓力范圍、無過熱器的火管鍋爐和水管鍋爐鍋水的全堿度上限標(biāo)準(zhǔn)值見表4。

在GB/T 1576-2008《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》中，對(duì)于無過熱器的鍋爐鍋水的全堿度標(biāo)準(zhǔn)值，按四個(gè)壓力段進(jìn)行劃分，四個(gè)壓力段分別為：P≤1.0MPa；1.0＜P≤1.6 MPa；1.6＜P≤2.5 MPa；2.5＜P≤3.8 MPa，并且每個(gè)壓力段又分使用軟化水或除鹽水作為補(bǔ)給水而有所區(qū)別，對(duì)使用軟化水作為補(bǔ)給水的鍋水全堿度規(guī)定了上限和下限，使用除鹽水的只有上限，具體數(shù)據(jù)見表5。

從表4、表5數(shù)據(jù)可以看出，隨著鍋爐的額定蒸汽壓力的提高，使用軟化水或除鹽水作為補(bǔ)給水的鍋爐鍋水的全堿度的上限發(fā)生遞減。

綜合比較以上數(shù)據(jù)，兩者差別不大。

3 直流鍋爐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值的比較

3.1 溶解氧標(biāo)準(zhǔn)值的比較

在GB/T 1576-2008《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》表5中，列出了直流鍋爐水質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)值，規(guī)定了額定蒸汽壓力從P≤1.0MPa到1.0＜P≤2.5MPa和2.5＜P＜3.8 MPa的三個(gè)壓力段的溶解氧標(biāo)準(zhǔn)值，見表6。

ASME的鍋爐水質(zhì)導(dǎo)則中，直流鍋爐額定蒸汽壓力從＜6.21MPa以及＞6.21MPa，溶解氧的標(biāo)準(zhǔn)值都是＜0.007mg/L，要求較高。

3.2 全堿度標(biāo)準(zhǔn)值的比較

在GB/T 1576-2008《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》表5中，對(duì)于不同額定蒸汽壓力的直流鍋爐給水全堿度標(biāo)準(zhǔn)值見表7。

ASME的鍋爐水質(zhì)導(dǎo)則中，對(duì)于不同額定蒸汽壓力的直流鍋爐給水全堿度標(biāo)準(zhǔn)值見表8。

比較后發(fā)現(xiàn)二者的差別不大，但GB/T 1576-2008《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》表5直流鍋爐給水的全堿度標(biāo)準(zhǔn)值中有下限，這樣規(guī)定的目的是使水質(zhì)有一定的堿度，防止鍋爐產(chǎn)生腐蝕，并且減少蒸汽中二氧化硅的攜帶量，提高蒸汽品質(zhì)。

3.3 給水和鍋水為同一標(biāo)準(zhǔn)

不管是GB/T 1576-2008《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》，還是ASME鍋爐水質(zhì)導(dǎo)則，對(duì)直流鍋爐制定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)只有給水標(biāo)準(zhǔn)值而沒有鍋水標(biāo)準(zhǔn)值。

實(shí)際上，直流鍋爐的水質(zhì)還是有給水和鍋水之分的。在給水沒有進(jìn)入鍋爐及加堿之前應(yīng)該叫給水，它的硬度很低，按GB/T 1576-2008《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》的要求，可以達(dá)到≤0.030mmol/L，pH值也可以小于9。當(dāng)給水在進(jìn)入鍋爐的路徑中加了堿，使全堿度達(dá)到規(guī)定值后，它的硬度就很難達(dá)到≤0.030mmol/L 的要求。所以筆者認(rèn)為，直流鍋爐水質(zhì)還是要分給水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)和鍋水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。這一點(diǎn)不能照搬ASME的鍋爐水質(zhì)導(dǎo)則。

結(jié)論

綜合以上比較和分析，得出以下結(jié)論：

（1）ASME鍋爐水質(zhì)導(dǎo)則中對(duì)于有過熱器的普通鍋爐給水的硬度及溶解氧含量這二項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)值要比GB/T 1576-2008《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》的要求較高；

（2）有過熱器鍋爐鍋水的全堿度標(biāo)準(zhǔn)值中ASME鍋爐水質(zhì)導(dǎo)則與GB/T 1576-2008《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》比較接近；

（3）無過熱器鍋爐鍋水的全堿度標(biāo)準(zhǔn)值中ASME鍋爐水質(zhì)導(dǎo)則與GB/T 1576-2008《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》比較接近；

（4）直流鍋爐給水水質(zhì)溶解氧含量標(biāo)準(zhǔn)值中ASME鍋爐水質(zhì)導(dǎo)則比GB/T 1576-2008《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》要求較高；全堿度標(biāo)準(zhǔn)值比較接近；

（5）ASME鍋爐水質(zhì)導(dǎo)則與GB/T 1576-2008《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》對(duì)直流鍋爐都只有給水標(biāo)準(zhǔn)而沒有鍋水標(biāo)準(zhǔn)。

[1] FEEDWATER QUALITY TASK GROUP for the INDUSTRAL SUBCOMMITTEE OF THE ASME RESEARCH AND TECHNOLOGY COMMITTEE ON WATER AND STEAM IN THERMAL POWER SYSTEMS. CONSENSUS ON OPERATING PRACTICES FOR THE CONTROL OF FEEDWATER AND BOILER WATER CHEMISTRY IN MODERN INDUSTRIAL BOILERS[M].New York, THE AMERICAN SOCIETY OF MECHANICAL ENGINEERS. 1994: 1-38.

[2] GB/T 1576-2008，工業(yè)鍋爐水質(zhì)[S].北京：中國鍋爐水處理協(xié)會(huì)，2009.