鍋爐水質(zhì)處理

1、鍋爐水質(zhì)處理一、鍋爐用水基本知識(shí)：（一）天然水的種類天然水主要有三種：雨水、地表水、地下水1、雨水：在降雨過(guò)程中吸收氧、氮、二氧化碳、塵埃等。雨水由于是水蒸汽凝結(jié)而成，故含鹽量低，但雨水收集困難，不宜作鍋爐用水。2、地表水：江、河、湖、海洋中的水。地表水的來(lái)源，主要是雨水、雪水、泉水、地表水含有大量泥沙、腐殖質(zhì)、礦物鹽等，地表水可做鍋爐用水。3、地下水：地表水滲入地下的水。地下水含泥沙等雜質(zhì)很少，水清澈，透明度高，但地下水穿過(guò)地下巖石時(shí)，溶解了大量的礦物鹽，水的硬度高，鍋爐用水主要是地下水。（二）天然水中的雜質(zhì)及危害天然水中的雜質(zhì)主要分三類：懸浮物、膠體物、溶解物。1、懸浮物（1）組成：極細(xì)的

2、泥沙、動(dòng)植物尸體腐爛物等雜質(zhì)，這些雜質(zhì)懸浮在水中，使水變混濁，存放后大部分懸浮物可沉降在水底。（2）危害：易在水處理交換器內(nèi)沉淀，污染離子交換樹(shù)脂。在鍋爐中易沉積在鍋內(nèi)底部形成沉積物，影響鍋爐的傳熱、增加排污量，嚴(yán)重時(shí)可破壞水循環(huán)，造成鍋爐燒壞事故。2、膠體物（1）組成：硅、鐵、鋁等礦物質(zhì)，動(dòng)植物的腐植物等。膠體物顆粒極小，在水中長(zhǎng)期懸浮不沉淀。只有用化學(xué)方法處理才能出去。（2）危害：可結(jié)成堅(jiān)硬的水垢，不易清除，使鍋水品質(zhì)變壞，易發(fā)生汽水共騰。3、溶解物：（1）組成：鈣、鎂、鉀、鈉等礦物鹽類。從土壤和巖石中溶解而來(lái)。（2）危害：在鍋爐中遇熱后在金屬表面結(jié)成水垢，影響傳熱、降低鍋爐熱效率，嚴(yán)重時(shí)

3、破壞水循環(huán)，造成鍋爐鼓包變形裂紋等燒壞事故。（三）鍋爐用水的分類1、原水：未經(jīng)處理的地表水、地下水。2、給水：經(jīng)過(guò)水處理后供鍋爐使用的軟水。3、回水：蒸汽做功后形成的凝結(jié)水和熱水換熱后的低溫水回收利用的水。4、軟化水：經(jīng)水質(zhì)處理，使水的硬度達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)的水。5、鍋水：鍋爐內(nèi)的水。二、鍋爐用水水質(zhì)指標(biāo)（一）懸浮物（二）含鹽量：水中陰粒子（OH-、CO2-3等）和陽(yáng)粒子（如Ca、Mg等金屬粒子）的總合。（三）溶解固形物：經(jīng)過(guò)濾后仍留在水中的各種無(wú)機(jī)鹽、有機(jī)物等。（四）電導(dǎo)率：水的導(dǎo)電能力，反映水的純凈度，水的純凈度越高，電導(dǎo)率越小，水的純凈度越低，電導(dǎo)率越高。（五）硬度1、碳酸鹽硬度（暫時(shí)硬度）：

4、水中碳酸氫鈣與碳酸氫鎂的含量，碳酸鹽類經(jīng)過(guò)加熱后可沉淀形成沉渣，又叫暫時(shí)硬度。2、非碳酸鹽硬度（永久硬度）：水中硫酸鈣、硫酸鎂、氯化鈣、氯化鎂及硅酸鹽等的含量。非碳酸鹽硬度加熱后不沉淀，必須通過(guò)化學(xué)水處理才能除去，是形成水垢的主要成份。（六）堿度：能接受氫離子的物質(zhì)的含量，鍋水中的堿度主要是以O(shè)H-和CO2-3的形式存在。（七）PH值：反映水的酸、堿度的指標(biāo)，PH=7為中性， P7為酸性，數(shù)值越小酸度越高，PH7為堿性 ，數(shù)值越大堿度越大。（八）氯離子：水中氯離子越低越好，含量高時(shí)會(huì)腐蝕鍋爐，易引起汽水共騰。（九）溶解氧：大氣中的氧氣溶解在水中，可引起金屬的氧腐蝕。水中溶解氧含量與溫度有關(guān)，溫

5、度越高溶解氧含量越小。（十）相對(duì)堿度：水中氫氧化鈉和溶解固形物的比值， 游離NaOH 相對(duì)堿度= 溶解固形物控制相對(duì)堿度指標(biāo)主要是為防止鍋爐的苛性脆化。三、工業(yè)鍋爐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)鍋爐水質(zhì)（GB1576- ）適用于額定出口壓力小于等于2.5MPa的以水為介質(zhì)的工業(yè)鍋爐。鍋爐水質(zhì)應(yīng)符合下表的規(guī)定：項(xiàng)目給水鍋水額定蒸汽壓力MPa1.01.01.61.62.51.01.01.61.62.5懸浮物555總硬度mmol/L0.030.030.03總堿度mmol/L6-266-246-161412PH77710-1210-1210-12溶解氧（mg/L）0.10.10.05溶解固形物（mg/L）無(wú)過(guò)熱

6、器400035003000有過(guò)熱器30002500SO32-(mg/L)10-3010-30PO43-(mg/L)10-3010-30相對(duì)堿度0.20.2含油量（mg/L）222含鐵量（mg/L）0.30.30.3工業(yè)蒸汽鍋爐和汽水兩用火應(yīng)采用鍋外化學(xué)水處理，承壓熱水鍋爐應(yīng)采用鍋外化學(xué)水處理。熱水鍋爐水質(zhì)指標(biāo)項(xiàng)目鍋內(nèi)加藥鍋外化學(xué)處理給 水鍋 水給 水鍋 水懸浮物/（mg/L）20_5_總硬度/（mmol/L）6_0.6_PH值（25）7101271012溶解氧/（mg/L）_0.1_含油量/（mg/L）2_2_四、離子交換水處理方法（一）鈉離子交換法：1、鈉離子交換法的原理：Ca2+2NaR

7、2Na+CaR2Mg2+2NaR 2Na+MgR2 式中：Ca鈣離子 Mg鎂離子 NaR鈉離子交換樹(shù)脂，Na：樹(shù)脂中含的Na離子，R；樹(shù)脂母體，不參加反應(yīng)。Ca、Mg等陽(yáng)離子大量存在于水中，使水呈現(xiàn)硬度，水被加熱過(guò)程中，Ca、Mg離子易吸附在金屬表面形成水垢。Na 離子在水中不呈現(xiàn)硬度，但原水中Na 離子很少。鈉離子交換樹(shù)脂中含有大量Na 離子，用樹(shù)脂中的Na 離子與原水中的Ca、Mg離子一對(duì)一進(jìn)行交換，樹(shù)脂中含的Na離子釋放到原水中，原水中的Ca、Mg離子被樹(shù)脂吸收，這個(gè)過(guò)程就是鈉離子交換水處理，經(jīng)過(guò)處理的水由硬水變成了軟水，供鍋爐使用，便不再結(jié)水垢。2、鈉離子交換樹(shù)脂的還原（再生）鈉離子交

8、換是一種可逆的化學(xué)反應(yīng)。在水處理過(guò)程中，由于Na 離子與Ca、Mg離子不斷進(jìn)行交換，當(dāng)鈉離子交換樹(shù)脂中含有的Na 離子與原水中的Ca、Mg離子交換完后，樹(shù)脂中便不再含有Na 離子，而是吸附滿了Ca、Mg離子，便失去了繼續(xù)進(jìn)行水處理的能力。為了恢復(fù)鈉離子交換樹(shù)脂的水處理的能力，采用一定濃度的NaCl（食鹽）水對(duì)鈉離子交換樹(shù)脂進(jìn)行浸泡，食鹽是由Cl和Na離子結(jié)合而成的，食鹽水中含有大量Na離子，當(dāng)鹽水與鈉離子交換樹(shù)脂接觸后，樹(shù)脂中飽含的Ca、Mg離子便會(huì)被釋放到鹽水中，而把鹽水中的Na離子吸附到樹(shù)脂中，當(dāng)樹(shù)脂飽含了Na離子后，便又恢復(fù)了進(jìn)行水處理的能力。這個(gè)過(guò)程叫鈉離子交換樹(shù)脂的還原（再生）。Ca

9、. MgR +Na NaR+Ca+ Mg（二）鈉離子交換加酸處理法經(jīng)過(guò)鈉離子交換法處理后的軟水，硬度大體上已被除去，而堿度基本不變，當(dāng)軟化水中的堿度大于2mmol/L時(shí)，由于鍋水中的堿度就會(huì)超標(biāo)，就要排污，但這時(shí)鍋水中的溶解固形物并未超標(biāo)，浪費(fèi)了大量的熱和水，在高堿軟水中加入一定量的酸（常用硫酸），酸堿中和降低堿度，避免過(guò)多排污，節(jié)約了能源。（三）部分鈉離子交換法：經(jīng)鈉離子交換法處理后的軟水硬度已被大部分除掉，而堿度變化不大，軟水呈堿性，當(dāng)堿度超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)后，在溶解固形物不超標(biāo)的情況下也要排污造成浪費(fèi)，這時(shí)可將一部分未經(jīng)處理的原水（清澈的）直接加入到鍋爐中，利用原水中的硬度中和掉過(guò)高的堿度，這樣可

10、減少排污量，提高鍋爐熱效率。這種水處理減少了補(bǔ)水和排污，操作簡(jiǎn)單，值得推廣。（四）鈉離子交換水處理系統(tǒng)1、單級(jí)系統(tǒng) 用一只鈉離子交換器運(yùn)行。2、二級(jí)系統(tǒng) 用二只鈉離子交換器串聯(lián)運(yùn)行。3、三級(jí)系統(tǒng) 用三只鈉離子交換器串聯(lián)安裝時(shí)，每種系統(tǒng)都必須加按一只備用交換器，并與其它交換器串聯(lián)連接。保證每種系統(tǒng)有一只交換器還原備用。五、固定床離子交換器的運(yùn)行（一）固定床順流再生離子交換器的運(yùn)行再生（還原）時(shí)的水流方向與工作時(shí)的水流方向一致，稱為順流再生。運(yùn)行共分為反洗、還原、正洗、交換四個(gè)階段。1、反洗階段工作時(shí)，原水從鈉離子交換器頂部進(jìn)入，軟化水從底部流出。反洗時(shí)反洗水從交換器的底部進(jìn)入，從交換器的頂部流出

11、，與工作時(shí)的水流方向相反，稱“反洗”。反洗的作用：（1）松動(dòng)樹(shù)脂層，工作時(shí)樹(shù)脂層被水壓的較密實(shí)，不利于再生。（2）沖洗掉樹(shù)脂層頂部的泥渣等懸浮物和破碎的樹(shù)脂。2、再生（還原）階段再生的目的：使失效的離子交換樹(shù)脂回復(fù)交換能力。再生的方法有兩種：（1）、靜態(tài)法（浸泡法）（2）、動(dòng)態(tài)法：再生液不斷進(jìn)入交換器，交換后廢再生液不斷排出。靜態(tài)法（浸泡法）效果不太好，不提倡采用。動(dòng)態(tài)法再生效果好，提倡采用。動(dòng)態(tài)法再生時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制排水閥開(kāi)度，再生液流速應(yīng)控制在3-5米/時(shí)。并確保樹(shù)脂全部浸泡在再生液中。再生時(shí)間應(yīng)不少于40分鐘。再生液濃度一般控制在6%-10%。3、正洗階段正洗的作用：再生結(jié)束后應(yīng)進(jìn)行正洗，

12、清洗干凈交換劑中殘留的再生液和再生產(chǎn)物。正洗水的流向與再生液的流向一致。正洗時(shí)間:正洗初期實(shí)際仍在再生，應(yīng)控制流速在3-5米/時(shí)，清洗15-20分鐘，然后控制流速在10-20米/時(shí)，清洗30分鐘即可。 正洗后期應(yīng)不斷檢測(cè)出水硬度，當(dāng)交換器出水硬度小于0.04mmol/L時(shí)，即可投入交換運(yùn)行。交換器正洗后不立即投入運(yùn)行，可暫不正洗，待投運(yùn)前再正洗。4、交換階段(工作階段)：正洗后，交換劑已恢復(fù)了交換能力，即可投入運(yùn)行。交換時(shí)進(jìn)水的流速應(yīng)控制在20-30米，交換過(guò)程應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，最好不要間斷。交換階段應(yīng)每小時(shí)化驗(yàn)一次，后期每半小時(shí)化驗(yàn)一次，最后每十幾分鐘化驗(yàn)一次，當(dāng)出水硬度超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)即失效，立即停止

13、運(yùn)行。六、鍋爐給水除氧GB1576工業(yè)鍋爐水質(zhì)規(guī)定，當(dāng)蒸汽鍋爐額定蒸發(fā)量大于等于6t/h時(shí)應(yīng)除氧。熱水鍋爐額定功率大于等于4.2MW時(shí)，鍋爐給水應(yīng)除氧。給水中含有的溶解氧可以對(duì)鍋爐造成氧腐蝕，容易發(fā)生氧腐蝕的 主要在省煤器，省煤器與鍋爐之間的給水管道、鍋爐進(jìn)水口位置及鍋爐水位線附近 位置，因這些部位水中的溶解氧含量是最高的。 除氧的方法有兩種：熱力除氧和化學(xué)除氧。蒸汽鍋爐多采用熱力除氧。熱水鍋爐宜采用化學(xué)除氧，有蒸汽源的也可以采用熱力除氧。（一）化學(xué)除氧。1、化學(xué)藥劑除氧：常用化學(xué)藥劑：亞硫酸鈉、二甲基酮肟、二乙基羥胺、異抗壞血酸等。這些藥劑加入給水中，和水中的溶解氧反應(yīng)，生成不腐蝕的產(chǎn)物。2

14、、鋼屑除氧：在除氧器中加入一定數(shù)量的鋼屑（碳素鋼屑，不能用合金鋼屑），形成鋼屑層，當(dāng)水經(jīng)過(guò)鋼屑層時(shí)，氧與鋼屑氧化，從而除去水中的氧。（二）熱力除氧在熱力除氧器中把給水加熱到沸點(diǎn)以上，一般加熱到105，水中的溶解氧便會(huì)被析出，使水中的氧溶解度為零。熱力除氧的主要設(shè)置是熱力除氧器，其結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)見(jiàn)教材P362、P365頁(yè)。1、熱力除氧的優(yōu)點(diǎn)：（1）除氧效果好，經(jīng)熱力除氧后，水中溶解含量基本為零。（2）不增加給水中的含鹽量，水中雜質(zhì)含量不變。（3）性能穩(wěn)定，操作簡(jiǎn)單，運(yùn)行成本相對(duì)較低。2、熱力除氧的缺點(diǎn)：（1）消耗一定量的蒸汽。（2）省煤器給水溫度高，排煙熱損失增加。（3）投資相對(duì)較高。（4）只適用于

15、蒸汽鍋爐。七、水垢的危害及清除（一）水垢的形成水中的Ca、Mg等鹽類如CaCO3、MgCO3等在水中不溶解，遇熱易附著于金屬表面形成水垢。當(dāng)水中的沉渣過(guò)多，又未及時(shí)排出鍋外，如Mg(OH)2、Mg(PO4)2等，很容易由沉渣轉(zhuǎn)化學(xué)水垢。（二）水垢的分類1、碳酸鹽水垢主要成分為：CaCO3、MgCO3 、Mg(OH)22、硫酸鹽水垢主要成分為：CaSO4、MgSO4等3、硅酸鹽水垢4、混合水垢(三）水垢的危害水垢的導(dǎo)熱性能非常差，即水垢導(dǎo)熱系數(shù)很低，破壞了金屬材料的正常傳熱，使金屬材料過(guò)熱而受到破壞，是其主要危害。鋼材的導(dǎo)熱系數(shù)是46.4069.6。碳酸鈣水垢的導(dǎo)熱系數(shù)是0.586.96。硫酸鈣

16、水垢的導(dǎo)熱系數(shù)是0.582.90。1、浪費(fèi)燃料，降低鍋爐熱效率。易發(fā)生因金屬材料過(guò)熱而發(fā)生鼓包、穿孔、破裂變形，發(fā)生鍋爐安全事故。2、導(dǎo)致垢下金屬腐蝕，影響鍋爐壽命和安全。（四）水垢的清除：1、人工除垢：用錘子、刮子、鏟子人工清除，勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低，除垢效果不好。2、機(jī)械除垢：用電動(dòng)銑刀式鋼絲刷除垢，除垢不徹底。3、化學(xué)除垢：除垢徹底，效果好，是常用的方法。化學(xué)除垢一般用酸洗法除垢：針對(duì)碳酸鹽水垢，將鹽酸配制成3%-5%的酸液，用酸泵注入鍋爐內(nèi)爐水中，并使之循環(huán)流動(dòng)，浸泡，一般經(jīng)2448小時(shí)后，水垢就會(huì)清除干凈。這種方法也叫酸洗除垢。注意事項(xiàng)：1、酸洗除垢一般掌握水垢厚度1mm時(shí)采用。2、除垢作業(yè)前應(yīng)制定酸洗方案，配備齊全設(shè)備用具、防酸傷害的勞保用品，如橡膠手套、口罩、防護(hù)眼鏡、工作服、鞋等。3、根據(jù)鍋爐最大容水量計(jì)算出鹽酸用量。一般按鍋爐最大容水量的1.2-1.5倍的量配制。4、在酸液罐內(nèi)加入清水，再按計(jì)算好的鹽酸用量把