鍋爐與壓力容器

1、 張啟波張啟波 青島理工大學青島理工大學 鍋爐壓力容器安全 Boiler pressure container safety 第二章 鍋爐的工作原理 o 第1節(jié) 鍋爐中的傳熱與熱平衡 o 第2節(jié) 鍋爐水循環(huán) o 第3節(jié) 鍋爐水處理 第第1 1節(jié)節(jié) 鍋爐中的傳熱與熱鍋爐中的傳熱與熱 平衡平衡 一、鍋爐中的傳熱傳熱基礎 三種傳熱方式 高溫總是自發(fā)地、不斷地由高溫熱源向低溫熱源， 由高溫物體向低溫物體傳遞。 1、傳導 物體直接接觸的各部分之間由高溫部分向低溫部 分的熱量傳遞。不同物質的熱傳導能力不同，用物質 導熱系數表示，單位溫差下，經過單位厚度的單位 時間內的傳導的熱量，W/（m.）。 平板的熱傳

2、導： q=/A=（t1-t2）/=t/。 一、鍋爐中的傳熱傳熱基礎 三種傳熱方式 當圓筒直徑較大時，可以按上式計算。精確計算按 照： q=/A=t/R0lnK。（R0外徑，K外徑/內徑） 2、對流傳熱 流體在流動中和它直接接觸的物體壁面進行的熱量 交換。 q=/A=t。 的影響因素： 1）流體特性，液體明顯大于氣體； 2）流體的流速和流動特性。 3）其他因素：固體表面結構、流動方式。 一、鍋爐中的傳熱傳熱基礎 三種傳熱方式 3、輻射換熱 物體的熱能不斷地以電磁波形式向四面八方發(fā)射， 這種能量稱為熱輻射能。當這種能量落到另一物體表 面，就會或多或少被吸收并轉化為熱能，稱為輻射換 熱。電磁波傳播不

3、需要依靠任何中間媒介物，因而輻 射換熱是真空下唯一能進行。 E=aC0（T/100）4；E物體的輻射能力，W/m2； C0絕對黑體的輻射系數，C0=5.67W/(m2K4) a物體的黑度。 兩個物體的熱輻射交換能力，取決于兩物體溫度、 黑度及幾何相對位置。 一、鍋爐中的傳熱鍋爐中傳熱方式 鍋爐中的傳熱是三種傳熱方式的復合，屬于復雜 換熱。 1、爐膛內的換熱 火焰熱輻射（少量對流傳熱）受熱面金屬外 熱傳導（快）-內側對流傳熱（較快）工質（水、 汽）； 在這個過程中，換熱速度主要取決于熱輻射。 爐膛的火焰輻射包括：高溫煙氣的輻射和固體顆粒 輻射兩部分。高溫煙氣熱輻射包括：CO2、SO2和水蒸 汽（

4、三原子）。熱射線波長有選擇性、輻射和吸收在 整個容積空間完成。溫度越高、三原子分壓高、煙氣 厚度越厚、固體顆粒越多、金屬壁面與火焰間可見程 度越大、金屬壁面被灰污染越小。熱輻射越強。 一、鍋爐中的傳熱鍋爐中傳熱方式 鍋爐中的傳熱是三種傳熱方式的復合，屬于復雜 換熱。 1、煙道內的換熱 煙氣在煙道中，主要是對流傳熱，也有部分熱輻射， 隨著煙氣溫度降低，熱輻射份額越低。 當金屬壁面被灰塵和垢層覆蓋后，導熱熱阻顯著增 加，熱效率降低。 一、鍋爐中的傳熱傳熱與安全 爐膛溫度900，受熱面水汽溫度不超過370； 正常情況下，金屬壁的溫度在爐膛溫度和工質之 間，大部分熱量被帶走，使得金屬壁的溫度遠小于爐

5、膛溫度和煙氣溫度，高出工質溫度不多。 如果傳熱過程出現障礙（如缺水、沉積水垢、水 循環(huán)故障，減慢或停止），傳熱阻力增加，大大升高 金屬壁的溫度，金屬強度降低，危及安全。 二、鍋爐熱平衡 熱平衡是指在正常運行狀態(tài)，鍋爐輸入熱量、輸 出熱量及各種熱損失之間的平衡關系。 1、熱平衡方程 以1kg（固體、液體）, 1Nm3（氣體）燃料為單元。 Qr=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6； Qr-1kg燃料發(fā)出的能量，低位發(fā)熱量； Q1鍋爐有效利用熱量，工質吸收熱量，kJ/kg； Q2-排出煙氣帶走熱量，kJ/kg； Q3-氣體不完全燃燒損失，即可燃性氣體未完 全燃燒損失的能量，kJ/kg； 二、鍋爐熱平

6、衡 Q4-固體不完全燃燒損失，即可燃性固體未完 全燃燒損失的能量，kJ/kg； Q5-鍋爐散熱損失； Q6-灰渣物理熱量，高溫灰渣帶出的熱量。 q1+q2+q3+q4+q5+q6=100%； =q1=Q1/Qr *100%。 q1鍋爐熱效率； q2排煙損失，各項損失的最大一項。排煙溫度 每升高12-15，q2增加1%。 煙氣溫度越低-和工質溫度差越小降低1度所 需要的受熱面越多投資越大同時，煙氣溫度越 低低溫硫腐蝕越嚴重。 二、鍋爐熱平衡 q3-氣體不完全燃燒損失，CO、H2、CH4未燃燒部 分，約為2%，和爐膛結構、燃料種類、燃燒過程組織 有關。 q4-固體不完全燃燒損失，灰渣損失（未燃盡的

7、 炭粒與灰渣落入灰斗）；漏煤損失；飛灰損失，細小 顆粒隨煙囪排走； q4是燃煤鍋爐一項主要損失，燃油、燃氣鍋爐可 不計。 q5-散熱損失； q6-灰渣物理熱損失，排渣溫度在600-800以上。 二、鍋爐熱平衡-熱平衡試驗熱平衡試驗 鍋爐設計要作熱平衡估計，實際運行時，不但和 鍋爐結構設計有關，還和制造安裝質量、運行管理水 平有關。需實際測量熱效率。 1、正平衡試驗 直接測量鍋爐燃料的消耗量、鍋爐蒸發(fā)量和蒸汽參 數、給水量和給水溫度。 計算出：=q1=Q1/Qr *100%。 未涉及鍋爐各項的熱損失，常用于小型鍋爐。 二、鍋爐熱平衡-熱平衡試驗熱平衡試驗 鍋爐設計要作熱平衡估計，實際運行時，不但

8、和 鍋爐結構設計有關，還和制造安裝質量、運行管理水 平有關。需實際測量熱效率。 2、反平衡試驗 大、中型鍋爐，有時難以測出單位時間的燃料消耗 量。因而，可以反向測量Q2-Q6，用=100%- （q2+q3+q4+q5+q6）。 反平衡試驗測量項目較多、誤差較大、但通過測 量，可以為改進鍋爐性能、提高性能提供依據。 有時，需要作正反平衡試驗，且要求兩項試驗的 誤差不大于5%。 第第2 2節(jié)節(jié) 鍋爐水循環(huán)鍋爐水循環(huán) 一、水循環(huán)的概念 1、介質在蒸汽鍋爐中的流動特點 對蒸汽鍋爐，水的預熱、汽化及蒸汽過熱三個階 段，水汽介質的流動體現出不同的特點： 預熱階段主要是在預熱受熱面（省煤器）中完成 的，介質

9、的流動是單相一次性強制流動，即介質全部 是液態(tài)的水，介質流經省煤器僅一次而不回返重復。 流動的動力則是鍋爐給水泵的壓頭。 過熱階段是在過熱受熱面（過熱器）中完成的， 介質的流動也是單相一次性強制流動，即介質全部是 蒸汽，一次性地在受熱中流經過熱器，流動的動力則 是鍋筒蒸汽壓力。 一、水循環(huán)的概念 1、介質在蒸汽鍋爐中的流動特點 汽化階段是在蒸發(fā)受熱面（水冷壁、對流管束） 中完成的，介質的流動是雙相循環(huán)流動，所謂雙相指 介質是汽水混合物，水在循環(huán)流動中不斷汽化。 循環(huán)流動因動力不同分為自然循環(huán)和強制循環(huán)兩 種，大多數蒸汽鍋爐蒸發(fā)系統的水循環(huán)是自然循環(huán)。 一、水循環(huán)的概念 2、自然循環(huán)及其形成 鍋

10、爐水循環(huán)中，依靠水和汽水混 合物的密度差維持的循環(huán)叫自然循環(huán)； 依靠回路中循環(huán)水泵的壓頭維持的循 環(huán)叫強制循環(huán)。正常的水循環(huán)可保證 鍋爐蒸發(fā)受熱面的可靠冷卻，是鍋爐 安全運行的基本條件之一。 自然循環(huán)是最常見的鍋爐水循環(huán)方 式。水管鍋爐的水循環(huán)在循環(huán)回路中 進行；鍋殼鍋爐的水循環(huán)沒有確定的 循環(huán)回路，在鍋殼水空間內進行。 一、水循環(huán)的概念 2、自然循環(huán)及其形成 自然循環(huán)是這樣形 成的：在鍋筒和集箱之 間，連接有很多受熱的 管子和少數不受熱的管 子，組成封閉的循環(huán)回 路。受熱管通常是水冷 壁，在研究水循環(huán)時稱 為上升管；不受熱的管 子稱下降管。 一、水循環(huán)的概念 2、自然循環(huán)及其形成 上升管中一

11、部分水因受熱而汽化，管內汽水混合 物的密度要比下降管中水的密度小。由于上升管與 下降管在鍋筒與集箱間連通，上端有共同的自由水 面，從水面沿上升管及下降管至集箱有共同的高度， 這就在上升管和下降管中因密度差而產生一個壓力 差，推動上升管中的汽水混合物向上運動，下降管 中的水向下運動，開成了循環(huán)。上升管與下降管的 壓力差叫運動壓頭。 () xs pgh 一、水循環(huán)的概念 2、自然循環(huán)及其形成 自然循環(huán)中，下降管少，上升管（水冷壁管）多， 一臺鍋爐往往會有幾個甚至幾十個循環(huán)回路。 幾個概念： 自然循環(huán)是指工質在蒸發(fā)面內的循環(huán)流動， 不同于工質在省煤器等處得流動； 鍋爐工質壓力不是循環(huán)流動的直接動力。

12、 自然循環(huán)鍋爐的蒸發(fā)受熱面都存在自然循環(huán)， 但有的無明顯的循環(huán)回路，如：鍋殼鍋爐中的鍋殼 內的水沒有明顯的循環(huán)回路，水管鍋爐的對流管束 有循環(huán)回路，但上升管與下降管是不確定的，靠 近，遠離.。 一、水循環(huán)的概念 3、自然循環(huán)的影響因素 1)鍋爐工作壓力：壓力越低，飽和水和蒸汽的密 度差越大。在水的臨界壓力（22.05MPa），飽和水 和蒸汽的界限消失，無法自然循環(huán)。 低壓鍋爐易采用自然循環(huán)。 2)循環(huán)回路高度 回路越高運動壓頭越大，水平為0，但回路越 高阻力也越大。 3)上升管受熱強弱 受熱強的管子水循環(huán)也越強，同時管內含汽量也 越多，進入該管子的水也越多，稱“自補償能力” 一、水循環(huán)的概念

13、3、自然循環(huán)的影響因素 4)下降管是否含汽及含汽多少 一是鍋筒帶進的水，另是下降管受熱產生的汽。 5)循環(huán)回路的阻力特性 管徑過小、過長，阻力增大。一般下降管的數 量和流通面積均小于上升管，但應保持一定的比例， 不能太小。 一、水循環(huán)的概念 4、常見水循環(huán)故障：停滯、倒流、汽水分層、降管 帶汽 。 1）停滯 循環(huán)回路中個別上升管內水及汽水混合 物流速極低，入口只有少量水進入，管內只有汽泡 緩慢上升，進入上升管的水量等于上升管產生的蒸 汽量，這種現象叫停滯。 在同一回路并聯上升管受熱不均的情況下，停滯 通常發(fā)生在受熱弱的管子中。出現停止現象時，上 升管內進水量很少，水基本停滯不動，冷卻條件差，

14、往往導致管壁超溫破裂，特別是彎管段，因以積存 蒸汽，更易發(fā)生爆管事故。 一、水循環(huán)的概念 4、常見水循環(huán)故障 2）倒流 倒流也產生在并聯上升管系統內受熱弱 的上升管中，工質由上升流動變成了下降流動。 由于受熱，水在倒流中汽化，因而倒流管中也是 工質的以雙相流動。在倒流管中有可能形成“汽 塞”，即蒸汽滯留在管內某一位置，造成該部位沉 鹽結垢或過熱爆管。 一、水循環(huán)的概念 產生停滯和倒流的根本原因: 是同一循環(huán)回路 的各根上升管受熱不均勻。受熱強的管子抽力大， 受熱弱的管子抽力小，這樣可能使下降管供的水都 被受熱強的管子吸去，而受熱弱的上升管中流動壓 頭較小，甚至不能維持最低的循環(huán)流速而發(fā)生汽水

15、“停滯”，這種現象就叫循環(huán)停滯。循環(huán)倒流是由 于在受熱最強的上升管中，工質流速很大。往往產 生抽吸作用，使受熱最弱的上升管中的工質朝著與 正常循環(huán)回路相反的方向流動。一旦發(fā)生循環(huán)倒流， 就會在受熱最弱的上升管中形成“汽塞”。 一、水循環(huán)的概念 防止停滯和倒流的結構方面措施： 保持回路有一定高度。經驗得出：低壓小型鍋爐，水 循環(huán)高度應控制在：p0.8MPa時，其h2m；p=1.3 MPa時， 其h4m； p=1.6 MPa時，其h8m；中壓以上鍋爐，應通過 水循環(huán)計算決定水循環(huán)高度。 水循環(huán)系統需合理分組； 保證下降管和汽水引出管有適當的流通截面積。一般 要求下降管總流通截面不小于上升管總截面積

16、的25%，汽水引 出管總流通截面不小于上升管總截面積的35%。 下集箱上的下降管、上升管及排污管的管口應相互錯 開，較均勻地向各上升管供水。 一、水循環(huán)的概念 防止停滯和倒流的在運行管理方面措施 為防范水循環(huán)故障，除須在鍋爐設計中采用嚴格 的結構設計措施，比如回路分組，減小各上升管間 的受熱差異，減小流動阻力，保證一定的回路高度 等，在運行管理方面的主要措施是： 注意保持爐膛內的燃燒和火焰分布均勻，以減 小各上升管間的吸熱不均。 防止在水冷壁管上積灰或結渣。 防止爐墻開裂、保溫層脫落造成爐膛熱量的散 失及水冷壁管的吸熱不均。 一、水循環(huán)的概念 防止停滯和倒流的在運行管理方面措施 防止下降管的保

17、溫層或絕熱層脫落，避免下降 管受熱汽化或散熱降溫。 防止對流管束的擋火墻或隔煙墻損壞造成煙氣 短路，從而減少吸熱和影響水循環(huán)。 防止上升管及下降管結垢，造成流阻增大及上 升管吸熱減少。 防止鍋筒水位過低使筒內蒸汽進入下降管。 正確進行排污操作，盡量減少排污對水循環(huán)的 干擾。 一、水循環(huán)的概念 4、常見水循環(huán)故障 3）汽水分層 當上升管水平布置或與水平面夾角 過小時，如果管中工質流速過低，就會出現汽水分 層現象，即蒸汽在管子上部流動，水在管子下部流 動，汽水兩相間有時會出現明顯的分界面。 汽水分層流動時，管子上部沒有水膜冷卻，可能 導致爆管；在汽水兩相界面處，壁溫經常波動，會 導致金屬疲勞破壞。

18、 防止汽水分層的措施：上升管或汽水引出管與水 平面夾角不得小于15。 。 一、水循環(huán)的概念 4、常見水循環(huán)故障 3）下降管帶汽 鍋爐在正常運行時，下降管中是不允許出現蒸汽 的，否則，水要向下流，汽要向上浮，兩者互相頂 撞，既增加了流動阻力，又減少了循環(huán)流量，嚴重 時會形成汽塞，使水循環(huán)停止，造成水冷壁管普遍 缺水而燒壞。 為此，下降管不宜受熱，應接在鍋筒的水空間， 盡量接在鍋筒的底部，并保證下降管入口與鍋筒最 低水位間的高度不小于下降管直徑的四倍，以免將 蒸汽帶入管內。 。 一、水循環(huán)的概念 一、水循環(huán)的概念 鍋爐水循環(huán)發(fā)生故障會危及鍋爐安全運行， 且常會重復發(fā)生同類故障。保證正常可靠的 水循

19、環(huán)是鍋爐安全的基本要求。 第第3 3節(jié)節(jié) 鍋爐水處理鍋爐水處理 一、水質監(jiān)控的必要性 鍋爐原水（水源）是天然水，包括地表水和地下 水。原水常含有懸浮物、膠體物質、固體溶解物、氣 體溶解物等雜質。城市自來水雖經過沉淀、混凝等處 理，但仍含有各種溶解性雜質。 含有各種雜質的水用做鍋爐工作介質，可能對鍋 爐造成以下危害： 1.結垢水中的鈣鎂等鹽類能在鍋爐受熱面上形成 水垢，水垢的導熱性能比鋼材差得多，結垢會嚴重阻 礙受熱面向工質傳熱，降低鍋爐的熱效率，而且使受 熱面的溫度大幅升高，嚴重時造成受熱面過熱爆管或 過熱鼓包。結垢對鍋爐自然循環(huán)也造成不利的影響。 一、水質監(jiān)控的必要性 據估算，受熱面結垢1毫

20、米會使鍋爐效率降低14， 管壁溫度升高近百度。 鈣鎂水垢分4種： 1）碳酸鹽水垢：常見，主要成分為CaCO3，也包括 Mg(OH)2，主要是Ca(HCO3)2，Mg(HCO3)2受熱析出，呈 白色，在鍋水堿性環(huán)境，常呈松軟的水渣，可溶解于5% 的HCl水溶液。 2）硫酸鹽水垢：成分為CaSO4，CaSO4.H2O等，堅 硬密實，主要產生在本體熱負荷較高的受熱面上，在5% 的HCl水溶液中溶解極慢，加入10%BaCl2溶解時會產生 大量白色沉淀。 一、水質監(jiān)控的必要性 鈣鎂水垢分4種： 3）硅酸鹽水垢：主要成分為CaO和SiO2(含量不少 于20%），非常堅硬，導熱性最差，常產生于受熱面最 強的

21、部位。 4）混合水垢。 一、水質監(jiān)控的必要性 2.腐蝕當水中含有O2、CO2等氣體雜質時，與水接 觸的金屬壁面極易產生電化學腐蝕，嚴重時形成潰瘍 或穿孔，使結構承載能力顯著降低，甚至可能導致鍋 爐爆炸。 吸氧腐蝕： 陽極(Fe)：2Fe-4e-2Fe2+； 陰極(雜質)：O2+2H2O+4e-4OH-； 氫離子濃度高時，易發(fā)生析氫腐蝕： CO2+H2O-H2CO3-H+HCO3-； 陽極(Fe)：Fe-2e-Fe2+； 陰極(雜質)：2H+2e-H2； 一、水質監(jiān)控的必要性 3.污染蒸汽，損壞過熱器及用汽設備水中雜質多 時，帶水的蒸汽進入過熱器后，水分很快蒸發(fā)，水中 雜質在過熱器上沉淀結垢。水

22、中某些雜質能溶解于蒸 汽，使蒸汽品質下降，造成過熱器沉鹽或用汽設備沉 鹽，影響其運行安全。 一、水質監(jiān)控的必要性 由于原水中雜質對鍋爐的上述危害，原水需經適 當處理才能用做鍋爐給水，即送入鍋爐用作載熱介質 的水。鍋爐運行中鍋筒內容納的水叫鍋水，也叫爐水。 由于水在鍋爐中不斷蒸發(fā)濃縮，鍋水所含雜質多于給 水。另外，為防止結垢和腐蝕，運行時要往鍋爐中加 堿性藥物，使鍋水呈堿性。 因此，鍋水與給水有顯著區(qū)別，二者有不同的水 質控制要求。 二、鍋爐水質監(jiān)控的主要環(huán)節(jié) 1、水質化驗 定期化驗分析鍋爐原水、給水、鍋水水質，了解 其雜質含量多少及是否符合水質標準要求，以指導、 調整對水質的控制手段和處理措施

23、。 鍋爐使用單位應設專職或兼職的鍋爐水質化驗人 員，水質化驗人員應經過培訓，考試合格，取得操作 證，持證上崗。 2、水質處理 用物理的、化學的或生物的手段除去水中雜質， 使給水、鍋水分別達到規(guī)定標準，滿足鍋爐運行要求。 分鍋外水處理及鍋內水處理兩大類。 二、鍋爐水質監(jiān)控的主要環(huán)節(jié) 3、鍋爐排污 由于鍋水是給水在鍋爐內蒸發(fā)濃縮及添加藥劑形 成的，雜質含量遠高于給水，所以，必須定期或連續(xù) 排放一部分高濃度鍋水，使鍋水水質滿足運行要 求。 上述三個環(huán)節(jié)中，水質處理是最重要的環(huán)節(jié)，其 余兩個也是必不可少的環(huán)節(jié)，三者緊密配合與銜接， 才能使鍋爐水質達到滿意的效果。 三、鍋爐水質指標三、鍋爐水質指標 及水

24、處理要求及水處理要求 鍋爐水質指標 1）懸浮物：懸浮物指經過濾后分離出來的不溶于 水的固體混合物的含量，單位：mg/L。懸浮物含量越 高，水就越混濁。對于小型工業(yè)鍋爐，如采用澄清的 自來水作水源，運行中可不監(jiān)測懸浮物含量。 2）硬度（YD）：水中溶解的鈣鎂鹽的總含量，硬 度又有暫時硬度和永久硬度之分。暫時硬度是水中鈣 鎂的重碳酸鹽含量,即Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2硬度， 加熱煮沸后，生成CaCO3、MgCO3沉淀。永久硬度是水 中非碳酸鹽引硬度，包括鈣、鎂的碳酸鹽和氯化物等。 水中各種鈣、鎂鹽類的總量稱為水的硬度。單位： mmol/L 。 鍋爐水質指標 3）堿度（JD）：水中由于離

25、解或水解而使氫氧根 濃度增加的物質總含量，稱總堿度，單位：mmol/L。 也指水中氫氧根離子（OH-）、碳酸根離子（CO32- ）、重碳酸根離子（HCO3-）的總含量。 由堿直接水解出OH-的叫氫氧根堿度；（CO32-）、 （HCO3-）水解出OH-的叫碳酸根堿度及重碳酸根堿度 因此：暫硬（鈣、鎂重碳酸鹽）也構成堿度，稱 為暫堿，是碳酸根堿度及重碳酸根堿度的一部分。 鈉與負離子構成的堿度，如NaOH、NaHCO3、 Na2CO3等，稱為鈉鹽堿度，其有消除永硬的能力，也 稱負硬。 鍋爐水質指標 當鈉鹽堿度和永硬相遇時： CaSO4+Na2CO3-Ca2CO3+Na2SO4； 水中硬度和堿度的幾種

26、組合： 1）總硬度總堿度。水中有永硬及暫硬，無鈉鹽 堿度，總堿度=暫硬，這樣的水稱為永硬水。 2）總硬度=總堿度。水中即無永硬也無鈉鹽堿度， 只有暫硬及暫硬構成的堿度，暫硬=總堿度，這樣的 水稱為暫硬水。 3）總硬度總堿度。水中無永硬，有鈉鹽堿度， 總硬度=暫硬，總堿度=暫硬+鈉鹽堿度，這樣的水稱為 負硬水或堿水。 永硬、暫硬、負硬水的性質及處理方法不同。 鍋爐水質指標 因此：由于堿度物質能與硬度物質反應，生成疏 松的水渣，可隨排污除去，從而防止鍋爐結垢，所以 工業(yè)鍋爐的鍋水必須保持一定的堿度。但鍋水堿度太 高，易影響蒸汽品質，有時還會引起堿性腐蝕，因此 鍋水堿度應維持在一定的范圍內。 鍋爐水

27、質指標 4）溶解固形物、電導率和氯離子溶解固形物也稱 為蒸發(fā)殘渣（過濾掉懸浮物后，蒸發(fā)干燥所剩殘渣）， 可近似地表示水中的總含鹽量。 鍋水溶解固形物含量的變化可直接反映出鍋水的 濃縮程度，當其含量過高時，易造成蒸汽大量帶水， 惡化蒸汽品質，嚴重時還會發(fā)生汽水共騰，因此需通 過合理的排污來控制其含量。由于溶解固形物的測定 較為繁雜且費時，一般鍋爐運行中常用測定方法簡便 的電導率或氯離子來代替，但它們之間的比值關系需 經測試確定，并定期校正。 鍋爐水質指標 5）PH值：即氫離子濃度的負對數，是表示溶液酸 堿性的一項指標。pH值的范圍為014，pH7時為中 性，pH7時為堿性。通常要求鍋爐水 質達到

28、一定的堿性，有利于防止腐蝕和防垢。 6）溶解氧含量：指溶解在水中的氧氣含量。水中 的溶解氧易造成鍋爐設備和給水管道的腐蝕，所以應 盡量除去。 7）含油量：單位容積水中溶解油含量，mg/L。天 然水一般不含油，所以平時可不作監(jiān)測，但當水源水 受油污染時，應監(jiān)測含油量。 鍋爐水質指標 8）相對堿度：指鍋水中游離氫氧化鈉的量與溶 解固形物的量之比值。是為防止鍋爐脹接或鉚接部位 產生苛性脆化而定的一項指標。 對于全焊接鍋爐，一般不會發(fā)生苛性脆化，所以 可不控制該項指標。 水處理要求 鍋爐水質標準 為了保證鍋爐的安全、經濟運行，鍋爐給水及鍋 水必須符合相應的標準。 我國現行低壓鍋爐水質標準為：GB157

29、6-2008 工業(yè)鍋爐水質，額定工作壓力不超過2.5MPa的蒸 汽鍋爐及熱水鍋爐，都應按此標準監(jiān)控水質。 其余見書P46。 四、常用水處理方法 鍋爐水處理包括：鍋外水處理和鍋內加藥水處理。 （一） 鍋外水處理 指對進入鍋爐之前的給水預先進行的各種處理，是 鍋爐水質處理的主要方式。 低壓鍋爐鍋外水處理包括： 除去水中懸浮物及膠體狀雜質的過濾和沉淀； 除去水中可結垢的鈣、鎂離子-使水軟化；對堿度 高的水進行降堿處理； 當鍋爐額定蒸發(fā)量6th（或額定熱功率4.2MW） 時，還必須除氧。 軟化處理是低壓鍋爐最主要的鍋外水處理手段。 四、常用水處理方法 （一） 鍋外水處理 鍋外水軟化方法包括：沉淀軟化和

30、離子交換軟化 兩種。 目前最常用的方法是鈉離子交換軟化法，即使水 與交換劑接觸，以交換劑中的鈉離子置換水中的鈣鎂 離子，降低水的硬度-鈣鎂離子含量，使水軟化。 四、常用水處理方法-鍋外水處 理 （1）沉淀軟化。沉淀軟化是把天然水中的Ca2+、 Mg2+轉化為難溶于水的化合物，沉淀析出。 熱力軟化法：加熱使Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2分解 生成CaCO3和Mg(OH)2，可消除大部分暫硬，無法消除 永硬，需加熱溫度很高，使得進一步離子交換方法難 以進行，很少采用。 化學軟化法： 1）石灰沉淀軟化。 2）石灰-純堿軟化。 四、常用水處理方法-鍋外水處 理 1）石灰沉淀軟化。 將石灰漿加大

31、待處理水中，消除水中暫硬及水中 CO2，把鎂鹽永硬轉化為鈣鹽永硬，但不消除永硬。 四、常用水處理方法-鍋外水處 理 2）石灰-純堿軟化。 是在水中加入石灰漿的同時加入的純堿 （Na2CO3），以消除鈣鹽永硬。效果與水溫有關，水 溫越高，效果越好。若將水加熱至70-80，可把水 中殘留硬度降至0.3-0.4mmol/L。 四、常用水處理方法 （2）離子交換軟化 利用不溶于水的離子交換劑將水中Ca2+、Mg2+置 換出的方法。 1）鈉離子交換軟化法 以交換劑中的鈉離子置換 水中的鈣鎂離子，降低水的硬度-鈣鎂離子含量， 使水軟化。 四、常用水處理方法 能較徹底將水軟化，但軟化后的水含鹽量增加， 水中

32、堿度保持不變，這樣，對于高含鹽和高堿度的水 質，不宜單獨采用，需采用氫-鈉離子交換方法，以 除鹽。 交換劑量使用一段時間，需使用食鹽水進行再生。 四、常用水處理方法 （2）氫離子交換軟化 這種方法可以降低水的硬度、堿度和含鹽量，但 交換后水呈酸性，不能單獨使用。 使用稀硫酸使之再生。 四、常用水處理方法 （二） 鍋內水處理 1.單獨的鍋內水處理：即不需要在鍋爐外對鍋爐 用水進行處理，僅向鍋爐鍋筒（鍋殼）的儲水投加適 當及適量藥劑（主要為鈉堿），使其與鍋水中的結垢 物質發(fā)生反應，生成細小松散的泥渣，然后通過排污 將泥渣排出鍋爐。藥劑使鍋水維持一定的堿性和堿度， 可有效抑制鋼材腐蝕。因而單獨的鍋內

33、水處理可以防 止結垢和腐蝕。 單獨的鍋內水處理僅適用于原水水質較好的部分 小型鍋爐，且須對鍋爐結垢，腐蝕和水質情況加強監(jiān) 督。 四、常用水處理方法 （二） 鍋內水處理 2.補充性鍋內水處理：對已經進行了鍋外水處理、 給水水質符合標準要求的鍋爐進行鍋內加藥處理，用 以防止腐蝕，防止殘留硬度結垢。是鍋外水處理的補 充處理。 適用于各種進行了鍋外水處理的鍋爐。 四、常用水處理方法 鍋內加藥種類 （1）碳酸鈉校正劑 維持鍋水一定的堿度，防止金屬腐蝕，生成渣泥 CaCO3,避免形成堅硬的CaSO4水垢。 Na2CO3在鍋水中水解的程度隨壓力升高而增大，在 壓力為1.5MPa， Na2CO3水解達60%，

34、增大了鍋水的堿 性，降低了防垢效果，且增大了堿性腐蝕危險，因而 只適用于工作壓力低于1.5MPa。 四、常用水處理方法 鍋內加藥種類 （2）氫氧化鈉校正劑 為強堿，能消除鍋水中的鎂鹽堿度和鈣鹽暫硬， 也有防止腐蝕的作用，只適用于鎂鹽硬度較高而堿度 較低的水。 四、常用水處理方法 鍋內加藥種類 （3）磷酸三鈉（Na3PO4.12H2O）校正劑 能去除水中Ca2+、Mg2+，形成膠狀沉淀，還能與金 屬表面作用，生成磷酸鹽保護膜，防止金屬腐蝕。 在堿性沸水中，Ca2+會形成堿性碳酸鈣，呈松軟的水 渣狀。 四、常用水處理方法 鍋內加藥種類 （4）栲膠防垢藥劑 是一種有機膠體物質，在水中呈膠體狀態(tài)，主要 成分是單寧。其作用是： 在金屬表面形成隔絕層，減弱金屬表面與形成水 垢的鹽之間的靜電