鍋爐水處理要點(diǎn)介紹

1、鍋爐水處理要點(diǎn)介紹鍋爐水系統(tǒng)處理 爐前系統(tǒng)(樹脂采水) 爐內(nèi)系統(tǒng)(飼水到過熱蒸汽) 爐后系統(tǒng)(蒸汽冷凝)爐前系統(tǒng)處理重點(diǎn): 依鍋爐操作壓力不同,所要求的水質(zhì)不同而由離子交換樹脂制造不同之水質(zhì) 軟水 純水 超純水爐前系統(tǒng)離子交換處理法設(shè)備 活性碳槽 陽離子塔 脫碳酸塔 陰離子塔 混床塔爐前系統(tǒng)離子交換處理法設(shè)備 活性碳槽目的: 1.TOC(Total organic carbon) 2.吸收殘余氯爐前系統(tǒng)離子交換處理法設(shè)備 陽離子塔弱酸性陽離子樹脂 強(qiáng)酸性陽離子樹脂 2R-COOH + (R-COO)2- + Mg2+ Ca2+ Na+ K+ Na+ K+ H+ Ca Mg 2R-SO3H +

2、(R-SO3)2 + 2H+ Mg2+ Ca2+ Na+ K+ Ca Mg 2Na 2K 爐前系統(tǒng)離子交換處理法設(shè)備 陽離子塔交換順序: Ca+ Mg+ K+ Na+爐前系統(tǒng)離子交換處理法設(shè)備 脫碳酸塔目的:以通氣之方法,將HCO3-變?yōu)镃O2及H2O,減少陰離子塔之負(fù)荷爐前系統(tǒng)離子交換處理法設(shè)備 陰離子塔弱堿性陰離子樹脂 強(qiáng)堿性陰離子樹脂 2R-NHOH + (R-NH)2 + OH- CO32- 2Cl- SO42- 2Cl SO4 2R-NOH + ( R-N)2 + OH- CO32- 2Cl- SO42- SiO2CH2SiO3 2Cl CO3 SO4 2HSiO3 爐前系統(tǒng)離子交換

3、處理法設(shè)備 陰離子塔交換順序: SO42- NO3- Cl- HCO3- SiO2爐前系統(tǒng)離子交換處理法設(shè)備 混床塔為得到更高純度水(超純水),則需將含有少量未被離子交換(及微量泄漏)之陽、陰離子,再經(jīng)由裝填強(qiáng)酸性陽離子及強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂之混床塔去除爐前系統(tǒng)離子交換樹脂之操作一般離子交換樹脂的操作循環(huán) 采水(Service) 反洗(Backwash) 再生(Regeneration) 洗凈(Rinse)爐前系統(tǒng)離子交換樹脂之操作 反洗:原水由塔底送入,塔頂流出,將沈積于樹脂上面之懸浮物除去,同時松懈樹脂固結(jié)部份,以提高再生效率。 流速過高 樹脂層過度膨脹,樹脂易流出槽外 流速過低 逆洗效果

4、不佳 適當(dāng)流速為增加樹脂層之高度6080%,時間為1520分鐘爐前系統(tǒng)離子交換樹脂之操作 再生:同向再生爐前系統(tǒng)離子交換樹脂之操作 再生:逆向再生爐前系統(tǒng)離子交換樹脂之操作 再生:逆向再生之特性: 減少再生劑量,降低運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用 高質(zhì)量的處理水 縮短再生時間 對進(jìn)料水的流量變化和水質(zhì)變化有較大的適應(yīng)性 較少的耗水量爐前系統(tǒng)離子交換樹脂之操作 洗凈:目的為洗凈殘留于樹脂層之再生液,其流向與采水之流向相同,陽離子樹脂可用原水洗凈陰離子樹脂須用經(jīng)過陽離子樹脂處理過的水或純水來洗凈,因洗凈水若有Mg2+,樹脂粒面將析出Mg(OH)2爐內(nèi)系統(tǒng)一般設(shè)備有: 脫氧槽(Deaerator) 節(jié)熱器(Ecomize

5、r) 汽鼓(Steam Drum) 水鼓(Water Drum) 過熱器(Superheater)爐內(nèi)系統(tǒng)鍋爐依操作壓力區(qū)分為: 低壓鍋爐(30kg/cm2以下) 中壓鍋爐(3050kg/cm2) 高壓鍋爐(50150kg/cm2) 超臨界(220kg/cm2以上)爐內(nèi)系統(tǒng)處理重點(diǎn): 防止氧腐蝕 防止酸腐蝕 防止苛性腐蝕或苛性脆化 防止挾帶,保護(hù)過熱器及Turbine 防止結(jié)垢及沈積爐內(nèi)系統(tǒng)防止氧腐蝕: 水中的溶存氧于高溫下,會嚴(yán)重引起飼水管線,爐管及蒸汽系統(tǒng)的氧腐蝕。反應(yīng)機(jī)構(gòu)如下: 4Fe + 6H2O + 3O2 4Fe(OH)3 4Fe(OH)3 2Fe2O3 + 6H2O 藉由脫氧槽及

6、脫氧劑來去除溶存氧爐內(nèi)系統(tǒng)防止氧腐蝕:脫氧劑種類 Na2SO3 N2H4 DEHA Hydroquinone爐內(nèi)系統(tǒng)防止氧腐蝕:Na2SO3 適合中、低壓鍋爐 優(yōu)點(diǎn): 低溫時,與氧的反應(yīng)速率快 缺點(diǎn): 增加爐水溶存固體物含量, 高溫下分解成酸性氣體(SO2及H2S)爐內(nèi)系統(tǒng)防止氧腐蝕:N2H4 優(yōu)點(diǎn): 不會增加爐水溶存固形含量 缺點(diǎn): 溫度低于212 ,與氧的反應(yīng)速率很慢 致癌物 易分解成NH3 高濃度時會為可燃性爐內(nèi)系統(tǒng)防止氧腐蝕:DEHA 有類以中和胺之特性,D/R為1.26 與氧化反應(yīng)理論上為1.24 : 1,但實(shí)際上為 3 : 1 強(qiáng)氧化劑,能使紅棕色之Fe2O3轉(zhuǎn)換成Fe3O4 溫度

7、超過288時,分解成NH3 與氧化反應(yīng)形成醋酸 比聯(lián)胺有較低之反應(yīng)溫度爐內(nèi)系統(tǒng)防止氧腐蝕:Hydroquinone 不會增加溶存固形物含量 高濃度與中和胺接觸,會反應(yīng)成黏狀物質(zhì)爐內(nèi)系統(tǒng)防止酸腐蝕: 飼水溫度高,若飼水PH太低將造成管線及設(shè)備嚴(yán)重酸腐蝕,因此飼水PH須控制在8.59.5,才可防止酸腐蝕,減少T-Fe含量爐內(nèi)系統(tǒng)防止苛性腐蝕或苛性脆化: 高壓鍋爐由于熱傳(heat flux)相當(dāng)高,若有附著物(如氧化鐵),當(dāng)爐水進(jìn)入此多孔物,即被濃縮。高壓鍋爐水中OH-為主要之陰離子,將OH-離子高度濃縮時,將溶解Fe3O4而造成苛性腐蝕,避免free的OH-離子,以降低苛性腐蝕之發(fā)生爐內(nèi)系統(tǒng)防止

8、挾帶: 自然挾帶: SiO2, Cu2O, CuO, Fe3O4, 異常挾帶: 液位操作過高,汽水分離器不及將 蒸汽及水份分離,致水份(含離子) 進(jìn)入過熱器 爐內(nèi)系統(tǒng)防止挾帶: SiO2, 及氧化銅在turbine沈積 異常挾帶之水中離子將在過熱器沈積析出,造成熱傳障害,嚴(yán)重者導(dǎo)致破管爐內(nèi)系統(tǒng)防止結(jié)垢及沈積: 低壓鍋爐: 若有Mg2+,Ca2+泄入時,利用磷酸鹽在高堿度下,形成Ca3(O4)2 Ca(OH)2,此化合物較柔軟而不附著,可藉排放去除 高壓鍋爐:避免超純水制造異常 避免熱傳不均 降低氧化鐵、氧化銅含量爐內(nèi)系統(tǒng)防止結(jié)垢及沈積:結(jié)垢沈積物對鍋爐之影響 造成熱傳障害,而導(dǎo)致破管 降低鍋爐

9、效率,浪費(fèi)能源 促進(jìn)腐蝕反應(yīng)爐水處理大致有以下方案 堿性處理 協(xié)調(diào)磷酸鹽(coordinated PH/phosphate control) 共軛磷酸鹽(congruent PH/phosphate control) 平衡磷酸鹽(Equilibrium phosphate treatment EPT) 全揮發(fā)處理(All volatile treatment AVT)爐水處理堿性處理 較多用于低壓鍋爐 保持水中有free的OH-,當(dāng)有硬度泄入時,形成Ca3(PO4)2 Ca(OH)2爐水處理磷酸鹽處理爐水處理全揮發(fā)處理 利用中和胺不同的D/R比,使?fàn)t水及冷凝水PH維持于控制范圍內(nèi) 較適用于高壓

10、鍋爐,甚至超臨界鍋爐 對水質(zhì)異常時,緩沖能力低 水質(zhì)控制較磷酸鹽方案嚴(yán)苛爐水處理過熱器注意事項(xiàng) 為控制過熱器之溫度,故會拉一水源作為De-Superheating用,此水源常是經(jīng)脫氧槽后,須注意磷酸鹽不可添加于此水源前,否則將造成過熱器破管爐后系統(tǒng)處理重點(diǎn) 防止蒸汽管線腐蝕 防止turbine結(jié)垢沈積 防止主冷凝器破管爐后系統(tǒng)處理重點(diǎn) 防止蒸汽源管線腐蝕 添加中和胺提高PH值(8.5以上),防止因CO2溶解于冷凝水中生成碳酸,降低冷凝水PH,而造成酸性腐蝕爐后系統(tǒng)處理重點(diǎn) 依現(xiàn)場冷凝水管線而選擇不同DR值之中和胺,以求均勻分配 Amine in Vapor PhaseDR = Amine in

11、 Water Phase爐后系統(tǒng)處理重點(diǎn) 常用之中和胺的D/R值Morpholine0.4Methoxypropylamine1.0Diethylaminoethanol1.7Cyclohexylamine4.0爐后系統(tǒng)處理重點(diǎn) 防止turbine結(jié)垢沈積 控制爐水SiO2,及飼水的全鐵、銅 避免異常夾帶爐后系統(tǒng)處理重點(diǎn) 防止主冷凝器破管 主冷凝器常以銅合金材質(zhì),最常發(fā)生的破管之原因,除了機(jī)械原因外,便是氨蝕(NH3 attack),造成氨蝕的主要因素為NH3及O2,兩者有加成作用爐后系統(tǒng)處理重點(diǎn) 防止主冷凝管破管 降低NH3量(N2H4、中和胺添加) 降低O2 適度的PH值(PH: 8.89

12、.2) 材質(zhì)考慮(初冷凝區(qū)改為Cu-Ni)鍋爐水系統(tǒng)處理 水質(zhì)監(jiān)測設(shè)備 異常檢查及處置 常見之問題鍋爐水系統(tǒng)處理 水質(zhì)監(jiān)測設(shè)備 PH純水制造,飼水,爐水,冷凝水 Cond純水制造,飼水,爐水 Cond飼水經(jīng)過氨吸收器 Na+冷凝水 SiO2超純水制造鍋爐水系統(tǒng)處理 異常檢查及處置(高壓鍋爐) 飼水項(xiàng) 目 控 制 範(fàn) 圍 異 常 檢 查 要 點(diǎn) 處 置 PH 8.5 9.5 1.超 純 水 之 製 造 2.回 收 冷 凝 水 水 質(zhì) 偵 測 3.中 和 胺 加 藥 pum p 作 動及 衝 程 ,稀 釋 水 比 例 4.PH sensor 1.樹 脂 再 生 ,水 洗 時 間 延 長 2.不 回

13、 收 冷 凝 水 並 經(jīng)polisher 再 製 造 3.調(diào) 整 左 項(xiàng) 所 述 4.PH sensor 校 正 電 導(dǎo) 度 (經(jīng) 氨 吸 收 器 處 理 後 ) 1 /cm 1.超 純 水 之 製 造 2.回 收 冷 凝 水 水 質(zhì) 偵 測 3.氨 吸 收 器 功 效 4.電 導(dǎo) 度 計 sensor 1.樹 脂 再 生 ,水 洗 時 間 延 長 2.不 回 收 冷 凝 水 並 經(jīng)polisher 再 製 造 3.氨 吸 收 器 再 生 4.電 導(dǎo) 度 計 sensor 校 正 鍋爐水系統(tǒng)處理 異常檢查及處置(高壓鍋爐) 飼水項(xiàng)目 控制範(fàn)圍 異常檢查要點(diǎn) 處置 總硬度 0 ppm 1.超純水

14、之製造 2.回收冷凝水水質(zhì)偵測 1.樹脂再生 2.不回收冷凝水並經(jīng) polisher 再製造 SiO2 20ppb 1.超純水之製造 2.回收冷凝水水質(zhì)偵測 1.樹脂再生 2.不回收冷凝水並經(jīng) polisher 再製造 全鐵 20ppb 1.超純水之製造 2.回收冷凝水水質(zhì)偵測 3.PH 1.樹脂再生 2.不回收冷凝水並經(jīng) polisher 再製造 3.同 PH 項(xiàng)目所述 N2H4 0.01PPM 1.脫氧劑加藥 PUMP 作動及衝程,稀釋水比例 2.溶存氧含量 1.調(diào)整左項(xiàng)所述 2.脫氧槽之操作 CHECK 及調(diào)整 銅 20ppb 冷凝水水質(zhì)偵測 Polisher 再生 鍋爐水系統(tǒng)處理 異常

15、檢查及處置(高壓鍋爐) 爐水項(xiàng) 目 控 制 範(fàn) 圍 異 常 檢 查 要 點(diǎn) 處 置 PH 8.5 9.5 1.清 罐 劑 加 藥 PU M P 作 動 及衝 程 ,稀 釋 水 比 例 2.飼 水 水 質(zhì) 3.超 純 水 之 有 機(jī) 物 1.調(diào) 整 左 項(xiàng) 所 述 2.同 (一 )飼 水 處 置 3.活 性 碳 槽 逆 洗 或 活 性 碳 更 換 4.若 P H 太 低 ,添 加 N aO H 劑 量為 3 5 B A SE O N Z B -532 電 導(dǎo) 度 30 /cm 1.連 續(xù) 排 放 量 2.飼 水 水 質(zhì) 1.調(diào) 整 排 放 閥 開 度 2.同 (一 )飼 水 處 置 中 之 電

16、導(dǎo) 度項(xiàng) 目 SiO2 0.3ppm 1.連 續(xù) 排 放 量 2.飼 水 水 質(zhì) 1.調(diào) 整 排 放 閥 開 度 2.同 (一 )飼 水 處 置 中 之 電 導(dǎo) 度項(xiàng) 目 o-PO4 0.5 3.0ppm 1.清 罐 劑 加 藥 PU M P 作 動 及衝 程 ,稀 釋 水 比 例 2.連 續(xù) 排 放 量 1.調(diào) 整 左 項(xiàng) 所 述 2.調(diào) 整 排 放 閥 開 度 鍋爐水系統(tǒng)處理 異常檢查及處置(高壓鍋爐) 冷凝水項(xiàng)目 控制範(fàn)圍 異常檢查要點(diǎn) 處置 PH 8.59.5 1.中和胺添加量 2.Main condensor 是否破漏 3.爐水 PH 是否低 1.調(diào)整添加量 2.冷凝水回 polis

17、her 再製造 3.提高爐水 PH 電導(dǎo)度 10/CM 1.中和胺添加量 2.Main condensor 是否破漏 3.Steam Drum 水位操作 1.降低添加量 2.冷凝水回 polisher 再製造 3.操作 Steam Drum 正常液位,避免挾帶 SiO2 0.02PPM 1.爐水 SiO2控制 2.Steam Drum 水位操作 3.Main condensor 是否破漏 1.調(diào)整排放閥開度 2.操作 Steam Drum 正常液位,避免挾帶 3.冷凝水回 polisher 再製造 鍋爐水系統(tǒng)處理 常見之問題 堿腐蝕 磷酸鹽hide-out 氧腐蝕 氫脆化 過熱 疲勞脆裂 沈積

18、鍋爐水系統(tǒng)處理 常見之問題 堿腐蝕原因: 過量的NaOH,并于局部形成濃縮現(xiàn)象: 有腐蝕產(chǎn)物,且分析含有Na發(fā)生位置: 傾斜或水平管 高h(yuǎn)eat-flux區(qū)域 沈積物下方 焊道或阻流區(qū)改善: free-NaOH不可超過1ppm 足夠的流速 火焰形狀 減少沈積物(Fe,Cu)鍋爐水系統(tǒng)處理 常見之問題 磷酸鹽hide-out原因: 鍋爐負(fù)載變化,致磷酸鹽與PH失調(diào)現(xiàn)象: 磷酸鈉鹽直接與管材或Fe3O4反應(yīng),形成NaFePO4發(fā)生位置: 高h(yuǎn)eat-flux的爐管 改善:采用平衡磷酸鹽方案 避免負(fù)載變化大的操作鍋爐水系統(tǒng)處理 常見之問題 氧腐蝕原因: 溶存氧過高現(xiàn)象: 形成較深半球形點(diǎn)蝕發(fā)生位置: 飼水管線,節(jié)煤器,汽(水)鼓改善:脫氧槽正常操作 足夠之脫氧劑殘存鍋爐水系統(tǒng)處理 常見之問題 氫脆化原因: 冷凝器(condensor)破漏,致氯鹽于局部濃縮, 氯鹽水解伴隨產(chǎn)生H+現(xiàn)象: 爐水PH偏低 破管會有缺口發(fā)生位置: 高h(yuǎn)eat-flux的爐管,沈積物下方改善: