浅谈工业锅炉水质

1、天然水中的杂质对锅炉运行带来的危害

天然水中杂质，按颗粒大小，可分为三类：悬浮物、胶体物、溶解物。这些杂质如果在锅炉运行的过程中不进行处理，会对锅炉安全和经济运行带来影响。

悬浮物的颗粒最大成分是一些泥土、油和有机物等不溶于水的悬浮物，其存在会影响离子交换设备的运行，如果在水处理设备内沉积会使离子交换机污染，水处理设备容量降低，制水量降低，影响产水质量;悬浮物直接进入锅炉，它会在锅筒内沉淀，使传热情况变坏，金属过热发生事故，会影响水循环，严重堵塞炉管，产生爆管;降低蒸汽品质，引起汽水共腾。

胶体物是分子和离子的集合体，主要由铁、铅和硅的氧化物形成的无机矿物胶体、动植物胶体：它们表面带有同性电荷，互相排斥彼此不能结合，不能下沉，所以在水中稳定存在。

不除去水中的胶体物质，将会使锅炉结垢，炉水产生大量泡沫。引起汽水共腾，污染蒸汽品质，影响锅炉正常运行。溶解物最常见的是气体和离子，如氧气、二氧化碳气体：钠、钙、镁等离子。溶解氧对金属有强烈的腐蚀作用，二氧化碳气体溶于水后有一定的酸性，不但本身对金属产生腐蚀，同时会加剧溶解氧对金属的腐蚀。钠、钙、镁等离子在锅炉运行过程中会产生水垢，水垢过厚会产生金属过热发生事故。

2、去除天然水中的杂质方法和设备

水中悬浮物颗粒在流速低或静止的水中借助重力沉降，使水得到澄清的过程为澄清沉淀处理。常见的沉淀设备多为流动型，悬浮物在池内的沉淀是在水流流动中进行的。常见的有立式、平流式、薄层式等。水流在沉淀池内的流速一般都很低。悬浮物在流速低的流体内沉淀，可近似地用在静止液体中的沉淀规律来解释。沉淀处理，包括天然水中原有悬浮物的沉淀和通过投加药剂使水中胶体和离子态杂质转化为沉淀物的沉淀析出。

根据GB/T1576—2008的规定，锅炉水处理的方式大体分为：锅内和锅外。

锅内水处理是通过向锅炉内投入一定数量的药剂，使水中的结垢成分转变成沉淀物，然后通过排污从锅炉内排出。锅内水处理的特点：①不需要复杂的设备，投资小、成本低，操作方便。②对水质适应范围大。③不能完全防止锅炉结垢，产生的沉淀物，在排污不及时时容易二次结垢。(排污率增加，减少锅炉的热损失。额定蒸发量小于或者等于4t/h，或者小于等于1.3MPa的自然循环蒸汽锅炉和汽水两用锅炉，额定功率小于或等于4.2MW承压热水锅炉和管架式热水锅炉除外的常压热水锅炉的，可以往锅内加药处理，但加药后的汽和水质量不会影响生产和生活。

表1 采用锅外水处理的自然循环蒸汽锅炉和汽水两用锅炉水质

注1.对于供汽轮机用汽的锅炉，蒸汽质量应按照GB/T12145《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量》规定的额定蒸汽压力3.8～5.8MPa汽包炉标准执行.

注2：硬度、碱度的计量单位为一价基本单元物质的量浓度.

注3：停(备)用锅炉启动时，锅水的浓缩倍率达到正常后，锅水的水质应达到本标准的要求.

a.溶解氧控制值适用于经过除氧装置处理后的给水。额定蒸发量大于等于10t/h的锅炉，给水应除氧。额定蒸发量小于10t/h的锅炉如果发现局部氧腐蚀，也应采取除氧措施。对于供汽轮机用汽的锅炉给水含氧量应小于等于0.050mg/L.

b.对蒸汽质量要求不高，并且不带过热器的锅炉，锅水全碱度上限值可适当放宽，但放宽后锅水的pH值不应超过上限。

c.适用于锅内加磷酸盐阻垢剂.采用其它阻垢剂时，阻垢剂残余量应符合药剂生产厂规定的指标。

表2 单纯采用锅内加药处理的自然循环蒸汽锅炉和汽水两用锅炉水质

注1：单纯采用锅内加药处理，锅炉受热面平均结垢速率不得大于0.5mm/a.

注2：额定蒸发量小于等于4t/h，并且额定蒸汽压力小于等于1.3MPa的蒸汽锅炉和汽水两用锅炉同时采用锅外水处理和锅内加药处理时，给水和锅水水质可参照表2的规定.

注3.硬度、碱度的计量单位为一价基本单元物质的量浓度。

a.适用于锅内加磷酸盐阻垢剂.采用的阻垢剂首先要用符合药剂生产厂规定的指标.

锅外水处理是通过水处理设备，对水质中可能产生结垢的Ca+、Mg+等离子用另外不会产生硬度的Na、H等离子来取代，从而使水软化。以钠离子交换器为例，它的交换原理根据化学公式：Ca2十+2NaRc：*2Na+CaR2;Mg+2NaRc=>2Na++MgR2o式中NaR代表钠离子交换剂，Ca、Mg等离子代表天然水，Na代表交换后的软化水，CaR，代表交换后的交换剂，交换器工作情况见图1。钠离子交换的特点是：①硬度可以降低或消除。②碱度不变。③含盐量增加。④钠离子交换可以反复使用。⑤钠离子交换式层次进行的。

3 国家标准中的规定

图1

图1以上多种水处理方法，最终目的是为了达到GB/T1576—200S(T业锅炉水质》的要求。文件要求工业锅炉不适用铝材制造的锅炉，而且还有运行时的水质标准。工业锅炉适用的是额定出口蒸汽压力小于3.8MPa的以水为介质的固定式蒸汽锅炉和汽水两用锅炉，也适用于以水为介质的固定式承压热水锅炉和常压热水锅炉。

水质标准分为：①自然循环蒸汽锅炉和汽水两用锅炉。②热水锅炉水质。③灌流和直流锅炉水质。④余热锅炉水质。⑤补给水水质。⑥回水水质。

除锅炉水质标准外还有《锅炉化学清洗规则》、《锅炉水(介)处理监督管理规则》、《锅炉水(介)处理检验规则》。

总之，国家对锅炉的水、汽质量提出了更高要求。随着工业的不段发展，必然有工业锅炉投入运行，做好锅炉的水处理工作，是非常重要的。

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