淺析工業(yè)鍋爐水質(zhì)對(duì)鍋爐安全運(yùn)行的意義

胡松 羅培信 高翔 翟瑞峰

[摘 要]鍋爐是工業(yè)生產(chǎn)中常用的換熱設(shè)備，能為生產(chǎn)提供熱能。鍋爐水質(zhì)的好壞直接影響鍋爐的安全運(yùn)行，在此就鍋爐水質(zhì)幾項(xiàng)重要指標(biāo)：硬度、堿度、pH酸堿度、溶解氧、氯離子含量做簡要介紹，以期為鍋爐安全運(yùn)行提供有益參考。

[關(guān)鍵詞]鍋爐;水質(zhì);安全運(yùn)行

一、前言

工業(yè)鍋爐可以生產(chǎn)出蒸汽和熱水，是能量轉(zhuǎn)換設(shè)備，在工業(yè)生產(chǎn)和生活中使用頻繁。通常工業(yè)鍋爐傳熱介質(zhì)為水，若水質(zhì)監(jiān)控不到位，不但影響鍋爐正常運(yùn)行，還會(huì)帶來生產(chǎn)安全問題。在生活生產(chǎn)中常出現(xiàn)這兩種情況：一是使用單位忽略水質(zhì)監(jiān)控，以清洗鍋爐代替水質(zhì)管理;另一種是使用單位只知道對(duì)工業(yè)鍋爐的水質(zhì)進(jìn)行化驗(yàn)，但對(duì)化驗(yàn)的結(jié)果置之不理。針對(duì)上述問題，本文就“工業(yè)鍋爐水質(zhì)幾項(xiàng)重要指標(biāo)含量對(duì)運(yùn)行中的鍋爐所起的作用”進(jìn)行簡要介紹，為鍋爐使用單位在鍋爐安全運(yùn)行方面提供參考。

二、水質(zhì)指標(biāo)對(duì)鍋爐的影響

（一）硬度與堿度

水中易于形成沉淀物的金屬離子的總濃度構(gòu)成了水的硬度，通常以水中Ca2+、Mg2+的總濃度表示。水中能接受氫離子（H+）的物質(zhì)的量稱為堿度，包括強(qiáng)堿、弱堿和強(qiáng)堿弱酸鹽等，CO32+、HCO3-、OH-是構(gòu)成堿度的主要陰離子。

在天然水中，硬度物質(zhì)以Ca2+、Mg2+存在，堿度以HCO3-存在，在常溫下他們是以自由狀態(tài)各自存在，當(dāng)水在蒸發(fā)濃縮時(shí)，這些離子將根據(jù)溶解度的大小而組合成不同的化合物。有以下三種情況：

1.硬度>堿度：在這種水中，Ca2+、Mg2+將優(yōu)先與HCO3-形成碳酸鹽硬度，剩余離子與SO42-、Cl-等其他陰離子形成非碳酸鹽硬度。

2.硬度=堿度：在這種水中，Ca2+、Mg2+與HCO3-全部形成碳酸鹽硬度。

3.硬度<堿度：在這種水中，Ca2+、Mg2+全部形成碳酸鹽，剩余HCO3-與Na+、K+形成負(fù)硬度。

通過對(duì)鍋爐水硬度和堿度的測定，并對(duì)比上述三種情況就能有效地判斷鍋爐會(huì)產(chǎn)生何種水垢，指導(dǎo)鍋爐水加藥。

（二）pH酸堿度

鍋爐水pH大小是影響金屬腐蝕速率的重要因素，鍋爐水中溶解氧含量過高pH對(duì)金屬影響主要有以下三種情況：

1.pH很低時(shí)，pH酸堿度越低，腐蝕速度越大，這是因?yàn)镠+充當(dāng)去極化是鐵腐蝕的主導(dǎo)因素。

2.pH在中性點(diǎn)時(shí)，金屬腐蝕隨pH的變化不大。此時(shí)，溶解氧擴(kuò)散到金屬表面的速度是主要因素。

3.pH大于8以后，隨著pH酸堿度的增大腐蝕速度降低，是因?yàn)樵阼F的表面形成保護(hù)膜。但pH酸堿度過高，金屬也會(huì)發(fā)生堿性腐蝕。

（三）溶解氧

鍋爐水中氧的含量過高將發(fā)生電化學(xué)腐蝕，其中鐵、氧將分別形成電池兩極。通常鐵的電極電位低于氧，鐵為陽極，易被腐蝕，氧為陰極，會(huì)發(fā)生還原反應(yīng)。反應(yīng)式如下：

氧化反應(yīng)：Fe→Fe2++2e

還原反應(yīng)：O2+2H2O+4e→4OH-

鋼鐵受到溶解氧腐蝕時(shí)，會(huì)在其表面形成許多黃褐色或磚紅色小型鼓包，鼓包下面是黑色粉末狀物質(zhì)，將粉末狀物質(zhì)清除后，便會(huì)出現(xiàn)陷坑。

（四）氯離子含量

天然水以及鍋爐用水中氯化物都較穩(wěn)定，在高溫下不易分解、揮發(fā)或沉淀。因此，在一定的水質(zhì)條件下，水中的溶解固形物含量與Cl-的含量之比接近常數(shù)。工業(yè)鍋爐水質(zhì)監(jiān)測就可以通過測定Cl-來間接監(jiān)控溶解固形物含量。在日常水質(zhì)監(jiān)控中檢測Cl-濃度，可及時(shí)指導(dǎo)鍋爐排污，控制鍋水溶解固形物含量。

做好鍋爐水質(zhì)監(jiān)控工作，能有效保障鍋爐安全運(yùn)行，為企業(yè)創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)鍋爐節(jié)能減排具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

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[作者簡介]

胡松（1988—），男，碩士，工程師，從事特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測工作。

[作者單位]

六盤水市特種設(shè)備檢驗(yàn)所

（編輯：溫子超）