淺談水質(zhì)對(duì)工業(yè)鍋爐的影響和水處理

淺談水質(zhì)對(duì)工業(yè)鍋爐的影響和水處理

Summary：鍋爐水質(zhì)的好壞直接影響著鍋爐安全運(yùn)行、鍋爐的熱效率、節(jié)能及鍋爐的壽命。了解鍋爐水中雜質(zhì)的成分和分析水垢的形成原因，從而有效的進(jìn)行水處理，從根源防止鍋爐結(jié)垢。了解水垢的形成，以至于更好的管理和運(yùn)行鍋爐。關(guān)鍵詞：水處理；雜質(zhì)；危害；水垢工業(yè)鍋爐是工業(yè)生產(chǎn)中的常用設(shè)備。實(shí)踐證明，它是一種事故率比較高、事故危害嚴(yán)重的特殊設(shè)備。它的特點(diǎn)主要表現(xiàn)在：事故易發(fā)，破壞力強(qiáng)，危險(xiǎn)性大。而眾多鍋爐失效中，水質(zhì)的影響是非常大的。鍋爐的安全運(yùn)行關(guān)乎著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和人們的生產(chǎn)生活。1工業(yè)鍋爐用水1.1鍋爐用水的分類（1）原水：又稱生水，泛指未經(jīng)任何處理的天然水。主要來(lái)自江河湖泊、城市自來(lái)水、地下水等。（2）給水：直接進(jìn)入鍋爐，被鍋爐蒸發(fā)或加熱使用的水。一般由鍋爐補(bǔ)水和生產(chǎn)回水組成。（3）補(bǔ)給水：鍋爐運(yùn)行中取樣、排污、泄漏等要損失的一部分水和生產(chǎn)回水被污染或無(wú)蒸汽回水都必須補(bǔ)充符合水質(zhì)要求的這些水。（4）生產(chǎn)回水：當(dāng)蒸汽或熱水的熱能被利用之后，其凝結(jié)水或低溫水應(yīng)被回收，循環(huán)使用的這部分水（5）軟化水：原水經(jīng)過(guò)鈉離子交換處理，使硬度降低達(dá)標(biāo)的水。（6）鍋水：正在運(yùn)行的鍋爐本體系統(tǒng)內(nèi)留存或流動(dòng)著的水。（7）排污水：為除去鍋水中的雜質(zhì)和懸浮性水渣，以保證鍋爐水符合《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》（GBT1576）標(biāo)準(zhǔn)的要求，必須從一定位置排放掉一部分鍋水的這部分水。（8）冷卻水：鍋爐運(yùn)行中用于冷卻鍋爐某一附屬設(shè)備的水。（9）除鹽水：將水中陰陽(yáng)離子部分或全部除去的水1.2水中的雜質(zhì)鍋爐用水一般含有懸浮物、膠體及分子和離子等。懸浮物是泥土、油、沙粒等一些不溶物雜質(zhì)。這些無(wú)機(jī)雜質(zhì)在水靜止，容易沉淀分層，較容易除去；膠體是分子或離子的集合體，由于表面帶有相同電荷，彼此排斥，不能自行吸附長(zhǎng)大下沉，在水中均勻穩(wěn)定；分子狀態(tài)的有氧氣、二氧化碳、二氧化硫、硫化氫及無(wú)機(jī)鹽在水中電離形成的鈣、鎂、硅酸、硫酸、氫碳酸等離子。這些雜質(zhì)或多或少都影響了水質(zhì)，危害鍋爐。2鍋爐水中雜質(zhì)的危害2.1懸浮物的危害懸浮物會(huì)影響水處理設(shè)備的運(yùn)行，進(jìn)入水處理設(shè)備的懸浮物會(huì)附著在交換樹(shù)脂的表面，阻塞離子交換通道，大量的懸浮物存在，輕則降低制水能力，重則堵塞使水處理設(shè)備完全失去作用。懸浮物直接進(jìn)入鍋爐，他會(huì)在進(jìn)水管附近的鍋筒上、煙管附著，也會(huì)沉降到鍋筒、集箱底部堆積，使傳熱變壞，鍋爐水受堆積的垢渣影響不能及時(shí)給受熱面換熱，受熱面金屬會(huì)因過(guò)熱損壞而發(fā)生事故（如圖一所示）。圖一煙管鼓包變形懸浮物如果沉降在鍋內(nèi)，會(huì)影響水循環(huán)，嚴(yán)重堵塞爐管，導(dǎo)致事故。鍋內(nèi)懸浮物太高，堿度過(guò)高。由于汽水分離，鍋水表面層附近粘度較大，汽泡上升阻力增大。在鍋爐負(fù)荷增加、汽化加劇時(shí)，大量汽泡粘附在鍋水表面不能及時(shí)分開(kāi)，形成大量泡沫，使鍋水表面上下翻滾，形成汽水共騰，輸送的蒸汽也帶著雜質(zhì)，影響蒸汽品質(zhì)。2.2膠體的危害水中的膠體，一類是硅、鐵、鋁等的水解產(chǎn)生的；另一類主要是動(dòng)植物腐敗的腐殖質(zhì)形成的有機(jī)膠體，也是水有色、臭和味的主要原因之一。膠體將使鍋爐煙管、水冷壁管、鍋筒、爐膽等結(jié)成難以清除的堅(jiān)硬水垢；使鍋爐水產(chǎn)生大量泡沫，引起汽水共騰，污染蒸汽品質(zhì)，影響鍋爐安全運(yùn)行。2.3水中離子的危害水中溶解的鹽類都是以離子狀態(tài)存在，他們是由于地層中礦物質(zhì)溶解出來(lái)的。主要是鈣、鎂、鈉鉀的碳酸氫鹽、氯化鹽和硫酸鹽等。這些雜質(zhì)若不除去，不然會(huì)造成以下危害：（1）會(huì)造成鍋爐結(jié)垢、腐蝕和污染蒸汽品質(zhì)或者產(chǎn)生汽水共騰、破壞水循環(huán)，（2）使鍋爐金屬過(guò)熱變形、腐蝕穿孔，縮短鍋爐使用壽命，浪費(fèi)燃料，降低鍋爐熱效率，（3）發(fā)生堵管、爆管等重大安全隱患，危機(jī)生命財(cái)產(chǎn)安全。3水垢3.1水垢的形成給水中的懸浮物、膠體、溶解物質(zhì)，隨鍋爐的運(yùn)行運(yùn)行都會(huì)轉(zhuǎn)化成為水垢。水受熱蒸發(fā)，隨著蒸發(fā)、補(bǔ)水的往復(fù)運(yùn)行，雜質(zhì)越來(lái)越多的保留在鍋中，當(dāng)爐水濃度達(dá)到一定程度時(shí)，就會(huì)在鍋爐受熱面上形成以層沉淀或從水中析出沉淀（如圖二圖三所示）。其主要原因有：受熱分解一些鈣、鎂鹽類，在鍋爐加熱過(guò)程中從溶于水中分解生成難溶于水中的物質(zhì)。如碳酸氫鈣、碳酸氫鎂等。超出鹽的溶解度鍋水不斷蒸發(fā)，鹽的濃度不斷增大，超過(guò)鹽的飽和度就會(huì)析出固相溶解度變化某些鹽的溶解度隨著溫度的升高，溶解度反而降低，從而從鍋水中析出。如硫酸鈣。相互反應(yīng)鍋水中溶解度大的鹽類和其他鹽類、堿反應(yīng)，生成難溶于水的物質(zhì)，析出沉淀。水渣轉(zhuǎn)化當(dāng)鍋爐中水渣過(guò)多，粘度大就很容易從泥垢轉(zhuǎn)化為水垢。圖三鍋爐水垢圖二鍋爐水垢4水處理4.1水的預(yù)處理一般的天然水含有較多的懸浮物和膠體，首先應(yīng)進(jìn)行水的預(yù)處理：混凝、沉淀澄清和過(guò)濾。當(dāng)水渾濁，應(yīng)加入混凝劑（如明礬），使細(xì)小的懸浮物、膠體凝集成大顆粒沉淀下來(lái)，適當(dāng)?shù)某恋韯┮材苁光}鎂離子生成難溶物析出，降低水硬度。澄清后，細(xì)小的顆粒需進(jìn)一步過(guò)濾除去。4.2水處理分類水處理分為鍋外水處理和鍋內(nèi)水處理。（1）鍋外水處理一般降低或消除水中的硬度，鍋爐給水的軟化常用鈉離子交換法，樹(shù)脂上鈉離子進(jìn)入水中取代鈣、鎂離子。從而將鍋爐中可能形成鈣、鎂鹽類轉(zhuǎn)變?yōu)橐兹艿拟c鹽，使水得以軟化，水質(zhì)達(dá)國(guó)家水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。在交換過(guò)程中，如果水質(zhì)不達(dá)標(biāo)，則說(shuō)明樹(shù)脂失效，應(yīng)使用氯化鈉溶液通過(guò)失效樹(shù)脂，使樹(shù)脂恢復(fù)交換能力。（2）鍋內(nèi)水處理鍋內(nèi)水處理包括鍋內(nèi)加藥和鍋外水處理，適用蒸發(fā)量小于4t/h，熱功率小于等于4.2MW的鍋爐。主要原理是根據(jù)溶度積原理在鍋水中增加某種物質(zhì)的含量，使鈣、鎂離子的溶度積超過(guò)其溶度積常數(shù)而生成流動(dòng)性較好的水渣，并借助鍋爐排污除去；另一面，通過(guò)加藥改變沉淀物質(zhì)的性質(zhì)，使晶粒帶上和金屬相同的電荷而相斥，不附著在受熱面上，易于排除。4.3給水除氧除氧是防止鍋爐金屬腐蝕，最常用的是熱力除氧，由亨利定理可知，當(dāng)水溫升高；水蒸氣在水面的分壓增加，其他氣體的分壓則下降，沸點(diǎn)時(shí)這些氣體從水中逸出，從而達(dá)到除氧的目的。5清除水垢受熱面結(jié)垢是主要是水處理工作不足導(dǎo)致。清除水垢分人工除垢、機(jī)械除垢、化學(xué)除垢。通常采用效率高的化學(xué)除垢，堿洗法和酸洗法。6結(jié)束語(yǔ)水處理工作對(duì)鍋爐的影響是不可小視的，直接關(guān)系到鍋爐的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和使用壽命，通過(guò)本文的簡(jiǎn)要介紹，了解鍋爐用基本都是需用水處理，了解水中的雜質(zhì)，掌握水處理的基礎(chǔ)知識(shí)，更好的開(kāi)展水處理工作。另外，以提醒檢驗(yàn)人員在鍋爐檢驗(yàn)時(shí)要重視水處理的檢驗(yàn)和宣傳，從而讓鍋爐使用單位重視鍋爐水處理，保障鍋爐安全節(jié)能運(yùn)行。Refe