鍋爐水質處理

1、鍋爐水質處理一、鍋爐用水基本知識：（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：在降雨過程中吸收氧、氮、二氧化碳、塵埃等。雨水由于是水蒸汽凝結而成，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。地表水的來源，主要是雨水、雪水、泉水、地表水含有大量泥沙、腐殖質、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很少，水清澈，透明度高，但地下水穿過地下巖石時，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）天然水中的雜質及危害天然水中的雜質主要分三類：懸浮物、膠體物、溶解物。1、懸浮物（1）組成：極細的

2、泥沙、動植物尸體腐爛物等雜質，這些雜質懸浮在水中，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沉淀，污染離子交換樹脂。在鍋爐中易沉積在鍋內底部形成沉積物，影響鍋爐的傳熱、增加排污量，嚴重時可破壞水循環(huán)，造成鍋爐燒壞事故。2、膠體物（1）組成：硅、鐵、鋁等礦物質，動植物的腐植物等。膠體物顆粒極小，在水中長期懸浮不沉淀。只有用化學方法處理才能出去。（2）危害：可結成堅硬的水垢，不易清除，使鍋水品質變壞，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。（2）危害：在鍋爐中遇熱后在金屬表面結成水垢，影響傳熱、降低鍋爐熱效率，嚴重時

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：未經處理的地表水、地下水。2、給水：經過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水和熱水換熱后的低溫水回收利用的水。4、軟化水：經水質處理，使水的硬度達到一定標準的水。5、鍋水：鍋爐內的水。二、鍋爐用水水質指標（一）懸浮物（二）含鹽量：水中陰粒子（OH-、CO2-3等）和陽粒子（如Ca、Mg等金屬粒子）的總合。（三）溶解固形物：經過濾后仍留在水中的各種無機鹽、有機物等。（四）電導率：水的導電能力，反映水的純凈度，水的純凈度越高，電導率越小，水的純凈度越低，電導率越高。（五）硬度1、碳酸鹽硬度（暫時硬度）：

4、水中碳酸氫鈣與碳酸氫鎂的含量，碳酸鹽類經過加熱后可沉淀形成沉渣，又叫暫時硬度。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，必須通過化學水處理才能除去，是形成水垢的主要成份。（六）堿度：能接受氫離子的物質的含量，鍋水中的堿度主要是以OH-和CO2-3的形式存在。（七）PH值：反映水的酸、堿度的指標，PH=7為中性， P7為酸性，數值越小酸度越高，PH7為堿性 ，數值越大堿度越大。（八）氯離子：水中氯離子越低越好，含量高時會腐蝕鍋爐，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，溫

5、度越高溶解氧含量越小。（十）相對堿度：水中氫氧化鈉和溶解固形物的比值， 游離NaOH 相對堿度= 溶解固形物控制相對堿度指標主要是為防止鍋爐的苛性脆化。三、工業(yè)鍋爐水質標準國家標準工業(yè)鍋爐水質（GB1576- ）適用于額定出口壓力小于等于2.5MPa的以水為介質的工業(yè)鍋爐。鍋爐水質應符合下表的規(guī)定：項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）無過熱

6、器400035003000有過熱器30002500SO32-(mg/L)10-3010-30PO43-(mg/L)10-3010-30相對堿度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采用鍋外化學水處理，承壓熱水鍋爐應采用鍋外化學水處理。熱水鍋爐水質指標項目鍋內加藥鍋外化學處理給 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鈉離子交換樹脂，Na：樹脂中含的Na離子，R；樹脂母體，不參加反應。Ca、Mg等陽離子大量存在于水中，使水呈現(xiàn)硬度，水被加熱過程中，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。鈉離子交換樹脂中含有大量Na 離子，用樹脂中的Na 離子與原水中的Ca、Mg離子一對一進行交換，樹脂中含的Na離子釋放到原水中，原水中的Ca、Mg離子被樹脂吸收，這個過程就是鈉離子交換水處理，經過處理的水由硬水變成了軟水，供鍋爐使用，便不再結水垢。2、鈉離子交換樹脂的還原（再生）鈉離子交

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

9、. MgR +Na NaR+Ca+ Mg（二）鈉離子交換加酸處理法經過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，當軟化水中的堿度大于2mmol/L時，由于鍋水中的堿度就會超標，就要排污，但這時鍋水中的溶解固形物并未超標，浪費了大量的熱和水，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，避免過多排污，節(jié)約了能源。（三）部分鈉離子交換法：經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，當堿度超過標準后，在溶解固形物不超標的情況下也要排污造成浪費，這時可將一部分未經處理的原水（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水和排污，操作簡單，值得推廣。（四）鈉離子交換水處理系統(tǒng)1、單級系統(tǒng) 用一只鈉離子交換器運行。2、二級系統(tǒng) 用二只鈉離子交換器串聯(lián)運行。3、三級系統(tǒng) 用三只鈉離子交換器串聯(lián)安裝時，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行（一）固定床順流再生離子交換器的運行再生（還原）時的水流方向與工作時的水流方向一致，稱為順流再生。運行共分為反洗、還原、正洗、交換四個階段。1、反洗階段工作時，原水從鈉離子交換器頂部進入，軟化水從底部流出。反洗時反洗水從交換器的底部進入，從交換器的頂部流出

11、，與工作時的水流方向相反，稱“反洗”。反洗的作用：（1）松動樹脂層，工作時樹脂層被水壓的較密實，不利于再生。（2）沖洗掉樹脂層頂部的泥渣等懸浮物和破碎的樹脂。2、再生（還原）階段再生的目的：使失效的離子交換樹脂回復交換能力。再生的方法有兩種：（1）、靜態(tài)法（浸泡法）（2）、動態(tài)法：再生液不斷進入交換器，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。動態(tài)法再生效果好，提倡采用。動態(tài)法再生時，應嚴格控制排水閥開度，再生液流速應控制在3-5米/時。并確保樹脂全部浸泡在再生液中。再生時間應不少于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：再生結束后應進行正洗，

12、清洗干凈交換劑中殘留的再生液和再生產物。正洗水的流向與再生液的流向一致。正洗時間:正洗初期實際仍在再生，應控制流速在3-5米/時，清洗15-20分鐘，然后控制流速在10-20米/時，清洗30分鐘即可。 正洗后期應不斷檢測出水硬度，當交換器出水硬度小于0.04mmol/L時，即可投入交換運行。交換器正洗后不立即投入運行，可暫不正洗，待投運前再正洗。4、交換階段(工作階段)：正洗后，交換劑已恢復了交換能力，即可投入運行。交換時進水的流速應控制在20-30米，交換過程應連續(xù)進行，最好不要間斷。交換階段應每小時化驗一次，后期每半小時化驗一次，最后每十幾分鐘化驗一次，當出水硬度超過標準時即失效，立即停止

13、運行。六、鍋爐給水除氧GB1576工業(yè)鍋爐水質規(guī)定，當蒸汽鍋爐額定蒸發(fā)量大于等于6t/h時應除氧。熱水鍋爐額定功率大于等于4.2MW時，鍋爐給水應除氧。給水中含有的溶解氧可以對鍋爐造成氧腐蝕，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：熱力除氧和化學除氧。蒸汽鍋爐多采用熱力除氧。熱水鍋爐宜采用化學除氧，有蒸汽源的也可以采用熱力除氧。（一）化學除氧。1、化學藥劑除氧：常用化學藥劑：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，生成不腐蝕的產物。2

14、、鋼屑除氧：在除氧器中加入一定數量的鋼屑（碳素鋼屑，不能用合金鋼屑），形成鋼屑層，當水經過鋼屑層時，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以上，一般加熱到105，水中的溶解氧便會被析出，使水中的氧溶解度為零。熱力除氧的主要設置是熱力除氧器，其結構和系統(tǒng)見教材P362、P365頁。1、熱力除氧的優(yōu)點：（1）除氧效果好，經熱力除氧后，水中溶解含量基本為零。（2）不增加給水中的含鹽量，水中雜質含量不變。（3）性能穩(wěn)定，操作簡單，運行成本相對較低。2、熱力除氧的缺點：（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。當水中的沉渣過多，又未及時排出鍋外，如Mg(OH)2、Mg(PO4)2等，很容易由沉渣轉化學水垢。（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熱性能非常差，即水垢導熱系數很低，破壞了金屬材料的正常傳熱，使金屬材料過熱而受到破壞，是其主要危害。鋼材的導熱系數是46.4069.6。碳酸鈣水垢的導熱系數是0.586.96。硫酸鈣

16、水垢的導熱系數是0.582.90。1、浪費燃料，降低鍋爐熱效率。易發(fā)生因金屬材料過熱而發(fā)生鼓包、穿孔、破裂變形，發(fā)生鍋爐安全事故。2、導致垢下金屬腐蝕，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，勞動強度大，效率低，除垢效果不好。2、機械除垢：用電動銑刀式鋼絲刷除垢，除垢不徹底。3、化學除垢：除垢徹底，效果好，是常用的方法?；瘜W除垢一般用酸洗法除垢：針對碳酸鹽水垢，將鹽酸配制成3%-5%的酸液，用酸泵注入鍋爐內爐水中，并使之循環(huán)流動，浸泡，一般經2448小時后，水垢就會清除干凈。這種方法也叫酸洗除垢。注意事項：1、酸洗除垢一般掌握水垢厚度1mm時采用。2、除垢作業(yè)前應制定酸洗方案，配備齊全設備用具、防酸傷害的勞保用品，如橡膠手套、口罩、防護眼鏡、工作服、鞋等。3、根據鍋爐最大容水量計算出鹽酸用量。一般按鍋爐最大容水量的1.2-1.5倍的量配制。4、在酸液罐內加入清水，再按計算好的鹽酸用量把