第六章鍋爐水質(zhì)處理(司爐)

第六章鍋爐水質(zhì)處理

第一節(jié)鍋爐用水基本知識1、天然水的種類及特點：（1）雨水：特點：不含礦物質(zhì)，含溶解的氣體塵埃和細(xì)菌，不作為鍋爐供水水源。（2）地表水：包括江水、河水、湖水、水庫水等。特點：硬度低、含鹽量隨季節(jié)變化，懸浮物含量較高。（3）地下水：井水、泉水、自流水。特點：懸浮物含量低，含鹽量及硬度較高

2、天然水中雜質(zhì)及對鍋爐的危害

雜質(zhì)（1）懸浮物質(zhì)：顆粒φ>10-4mm，（如沙石、粘土和動植物尸體碎片和纖維等）（2）膠體物質(zhì)：顆粒φ=10-4-10-6mm，為SiO2、Fe3+、Al3+和有機膠體等帶電荷的微粒。（3）溶解物質(zhì)：顆粒φ<10-6mm，包括：溶解鹽類和氣體。陽離子：K+、Na+、Ca2+、Mg2+、H+等；陰離子：CO32-、SO42-、SiO32-、OH-、PO43-等；溶解氣體：O2、CO2、H2、N2、CO等。危害：

（1）水垢的形成：△

a、受熱分解Ca(HCO3)2-→CaCO3↓+H2O+CO2↑△Mg(HCO3)2-→

MgCO3+H2O+CO2↑

b、某些鹽類超過了其溶解度；

c、溶解度下降；

d、相互反應(yīng)Ca(HCO3)2+2NaOH=CaCO3↓+Na2CO3+H2OCaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCle、水渣轉(zhuǎn)化。Mg(OH)2↓+CO2↑(2)水垢的類型:

a、碳酸鹽垢CaCO3>50%；b、硫酸鹽垢CaSO4>50%；c、硅酸鹽垢SiO2>20%；d、混合水垢：鈣鎂垢與鐵垢相混合。(3)危害：

a、浪費燃料、降低鍋爐熱效率由于水垢的導(dǎo)熱性差：鋼板的熱導(dǎo)率：40-50Kcal/m﹒h﹒℃

水垢的熱導(dǎo)率：2.5-0.05Kcal/m﹒h﹒℃

熱導(dǎo)率越低，傳熱效果越差，燃料消耗越大。對一臺1.4MPa的4噸煤爐結(jié)1mm混合水垢年多耗煤進(jìn)行估算：設(shè)每噸鍋爐耗煤180公斤，3%-5%的浪費率，每年工作7000小時，煤單價600元/噸計：浪費金額=7000×180×3%×600×10-3×4=90720元/年據(jù)統(tǒng)計僅東北三省，每年因燒損報廢的鍋爐就達(dá)1000多臺（94年），煤炭浪費高達(dá)200多萬噸；長春一家鍋爐修造廠，每年大修鍋爐中有60%因水垢而燒壞。b、影響鍋爐安全運行（超溫造成金屬鼓包、穿孔和破裂）c、水垢能導(dǎo)致垢下金屬腐蝕（爆管事故）d、降低鍋爐出力e、降低鍋爐使用壽命（因清洗造成）水垢清洗的方法：人工除垢；機械除垢；化學(xué)除垢3、鍋爐用水分類

（1）原水（源水）（2）給水（3）補給水（無回水時，補給水=給水）（4）生產(chǎn)回水（5）軟化水（6）鍋水（7）排污水（8）冷卻水（冷卻鍋爐某附屬設(shè)備的水）第二節(jié)鍋爐用水評價指標(biāo)一、懸浮物表示水中顆粒較大的一類雜質(zhì)指標(biāo)（顆粒φ>10-4mm）單位：mg/l二、含鹽量表示水中溶解鹽類的總和。單位：mg/l三、溶解固形物指水經(jīng)過過濾后，仍溶于水中的各種無機鹽類、有機物等，含量的總和。單位：mg/l四、電導(dǎo)率表示水中導(dǎo)電能力的大小指標(biāo)（電導(dǎo)率與含鹽量成正比）。單位：S/mμs/cm五、硬度（YD）表示水中鈣、鎂離子的總含量。單位：mmol/l1、碳酸鹽硬度：指鈣、鎂的碳酸氫鹽含量-----暫時硬度

2、非碳酸鹽硬度：指鈣鎂的硫酸鹽、氯化物及硅酸鹽等含量-----永久硬度

3、負(fù)硬：指水中碳酸氫鈉和碳酸氫鉀的總含量。（堿度-硬度）六、堿度表示水中能接受氫離子的物質(zhì)的量。單位：mmol/l七、PH值表示水的酸堿性的指標(biāo)。1-14八、氯離子用以間接表示鍋水的含鹽量的變化，衡量鍋水的濃縮倍率和指導(dǎo)排污。單位：mg/l九、溶解氧溶解于水中的氧氣含量。單位：mg/l十、相對堿度表示鍋水中氫氧化鈉與溶解固形物的比值：游離NaOH

相對堿度=------------------

溶解固形物游離NaOH=（JD酚-JD甲）×40（mg/l）第三節(jié)工業(yè)鍋爐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)《GB1576-2001》

（表一）蒸汽鍋爐和汽水兩用鍋爐采用鍋外水處理項目給水鍋水額定蒸汽壓力（MPa）≤1.0≥1.0≤1.6≥1.6≤2.5≤1.0≥1.0≤1.6≥1.6≤2.5總硬度(mmol/l）≤0.03≤0.03≤0.03---總堿度(mmol/l)

無過熱器---6～266～246～16有過熱器----≤14≤12PH（25℃）≥7≥7≥710～1210～1210～12溶解氧（mg/l）≤0.1≤0.1≤0.05---溶解固形物(mg/l)

無過熱器---<4000<3500<3000有過熱器---<3000<2500（表二）額定蒸發(fā)量≤2t/h，額定蒸汽壓力≤1.0MPa蒸汽和汽水兩用爐鍋內(nèi)加藥項目給水鍋水總硬度(mmol/l）≤4-總堿度（mmol/l）-8～26ＰＨ值（25℃)≥710-12溶解固形物(mg/l)-<5000（表三）承壓熱水鍋爐鍋內(nèi)外處理（≤4.2MW鍋內(nèi)處理）項目鍋內(nèi)加藥鍋外化學(xué)處理給水鍋水給水鍋水總硬度(mmol/l)≤6

-≤0.6-PH值（25℃)≥710～12≥710～12溶解氧(mg/l)--≤0.1-注：1、直流（貫流）鍋爐應(yīng)采用鍋外化學(xué)水處理,水質(zhì)按≥1.6MPa≤2.5MPa標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

2、余熱鍋爐及電熱鍋爐的水質(zhì)指標(biāo)應(yīng)符合同類型、同參數(shù)的鍋爐的要求。

3、含鐵量標(biāo)準(zhǔn)僅限燃油、燃?xì)忮仩t。

4、氯化物與溶解固形物的關(guān)系：測定溶解固形物有困難時，可采用測定氯化物的方法間接控制，但溶解固形物與氯化物間的比值關(guān)系須根據(jù)試驗確定，并定期復(fù)試和修正。

RG(溶解固形物含量mg/l)K=-------Cl-

（氯離子含量mg/l）第四節(jié)鍋外水處理鍋外水處理一般采用離子交換法（鈉離子）。一、鈉離子交換原理交換 Ca2+(Mg2+)+2NaR==Ca(Mg)R2+2Na+

再生此交換過程為可逆反應(yīng)。二、鈉離子交換的特點1、生水硬度大大降低或基本消除；2、堿度保持不變；3、軟化水中含鹽量略有增加由于當(dāng)鈣、鎂離子被交換成鈉離子后，進(jìn)入水中的鈉離子為2個，其分子量為23×2=46，而鈣、鎂離子的分子量為40、24，所以含鹽量略有增加。三、離子交換器的運行固定床離子交換器一般分為二種：順流、逆流，1、順流床的優(yōu)缺點：操作順序簡單，制造成本較逆流床低，但鹽耗量比逆流床多。2、逆流床的優(yōu)缺點：操作步驟比順流床多，價格比順流床貴，但鹽耗比順流床省近一半。（一）順流床再生步驟：（1）交換運行

（2）反洗（下進(jìn)上出）

（3）再生（上進(jìn)下出）（4）正洗（上進(jìn)下出）

a、松動樹脂使失效樹脂恢清除交換器內(nèi)殘留

b、沖掉樹脂表層復(fù)交換能力NaCl和CaCl2\MgCl2

懸浮物、碎片和流速：3-5m/h流速：3-5m/h,

氣泡（流速：11～18m/h）時間：40-60min后流速：10-15m/h

時間：15-20min鹽液濃度：5-10%時間：30-40min

出水硬度合格（二）逆流床再一步驟：⑴交換運行⑵小反洗(中進(jìn)上出)⑶再生(下進(jìn)中出)⑷置換（下進(jìn)中出）⑸小正洗(上進(jìn)中出)⑹正洗

(上進(jìn)下出)a、松動樹脂使失效樹脂恢清除交換器內(nèi)殘留洗滌壓實層殘留物(上進(jìn)下出)b、沖掉樹脂表層復(fù)交換能力NaCl和CaCl2\MgCl2

流速：15-20m/h出水硬度合格懸浮物、碎片和氣泡流速：3-5m/h流速：3-5m/h,時間：5-10min

流速：11～18m/h時間：40-60min后流速：10-15m/h

時間：15-20min鹽液濃度：4-10%（三）固定床交換器再生用鹽量參考值：項目名稱鈉離子交換器規(guī)格（mm）φ300φ350φ500φ750φ1000φ1500每小時出水量（噸）0.51.02.04.58.017過濾面積(m2)0.070.0960.1960.440.7851.77交換劑高度(m)1.31.31.51.52.02.2交換劑體積(m3)0.0910.1250.2950.661.573.9交換劑重量(Kg)7510024053012503120交換器工作交換容量(mol)10013732472617274290再生一次用鹽量(kg)順流再生152048108269643逆流再生9.023.329.1265.54155.43386.1鹽液濃度%順流再生5-10逆流再生4-10(四)鈉離子交換器的有關(guān)計算:1、交換劑的工作交換容量計算：

Q（YD-YDc）

E=---------------------V

式中：E------交換劑工作交換容量，mol/m3;Q------交換器周期出水量，m3;YD-----原水硬度，mmol/l;YDc-----軟化水平均留硬度，mmol/l;V------交換劑體積，m3。

V的計算：

V=π/4×D2×h

式中：D------交換器直徑，m;h------交換器裝載樹脂高度，m。2、再生一次用鹽量的計算：

EVbm=-----------（Kg）

1000α

式中：m------再生一次的用鹽量，Kg;b------交換劑的鹽耗，g/mol;（一般為100-150，通常選120）

α------食鹽純度，%。

3、鹽耗的計算：

mαb=------------------×103(g/mol)Q(YD-YDc)（五）全自動鍋外水處理設(shè)備

1、類型：時間、流量。

2、品牌：Autotrol(阿圖組);Bruner（勃盧納）;Fleck（弗萊克）;Ecowater;Culligan;MSSeries（三浦）；

Miura(三浦)；

Kinetico（康科）；

LDZN（D）系列。

3、結(jié)構(gòu)：控制器、交換柱、鹽水罐。

4、時間型交換器控制器的操作方法：（見示意照片）Fleck見書上P338上示圖（b）。

5、時間型交換器操作應(yīng)注意的問題：（1）、再生時間設(shè)定：一般設(shè)置在凌晨2:30分,以避免高峰用水階段；（2）、工作壓力：水壓應(yīng)保持在1.5-3.0Kg/cm2;

（3）、保持通電狀態(tài)，不無故切斷電源；（4）、鹽液濃度達(dá)到飽和狀態(tài)（即固液共存）；（5）、再生周期應(yīng)根據(jù)原水硬度變化情況及時調(diào)整；（6）、間歇使用交換器應(yīng)避免因樹脂逆反應(yīng)而出的硬度偏高的水，可加裝電磁閥或注意操作；（7）、出現(xiàn)鹽水罐鹽液外溢，是因為交換器未吸鹽所造成，應(yīng)清洗鹽水閥和連接部位；（8）、根據(jù)樹脂工作容量的變化，可增大加鹽量；（9）、鹽水罐內(nèi)布水不應(yīng)人工布入，由交換器自行布入，若發(fā)現(xiàn)無水布入，應(yīng)清洗射流器；（10）、鹽水罐應(yīng)定期清洗； （11）、出水硬度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，或出水鹽未洗凈，說明正洗時間不夠，或吸鹽過多，或樹脂交換容量過低。

6、流量型交換器控制器的操作方法：交換器內(nèi)設(shè)有渦輪流量計，可連續(xù)記載軟水累積產(chǎn)量，達(dá)到設(shè)定值時，自行啟動再生裝置轉(zhuǎn)入再生狀態(tài)，一般采用單閥雙路、雙閥雙路及多閥多路。示圖見書上P341。

7、流量型交換器操作應(yīng)注意的問題：（1）、交換器出口驗水閥應(yīng)設(shè)在出水控制閥之前；（2）、鹽液濃度應(yīng)保持飽和狀態(tài)，但不加鹽也不可太多，以免結(jié)塊形成鹽橋而無法吸入；（3）、應(yīng)根據(jù)進(jìn)水硬度變化，及時調(diào)整再生周期；（4）、有些進(jìn)口交換器所用單位是非國際單位，應(yīng)注意單位的換算，

1mmol/l=50ppm(以CaCO3計)1mmol/l=2.92grain/gallon(格令/加侖)1grain/gallon=17.1ppm(以CaCO3計)1Kg=2.2pounds(英鎊)1m3=264US(美加侖)=220gallon(UK)(英加倫)1ppm=1mg/l。第五節(jié)鍋內(nèi)水處理

鍋內(nèi)水處理------通過向鍋爐內(nèi)投入一定數(shù)量的軟水劑，使鍋爐給水中的結(jié)垢物質(zhì)變成泥垢，通過排污將其排出，達(dá)到減緩或防止水垢結(jié)生的目的。一、鍋內(nèi)水處理特點：

1、投資小、成本低、操作方便；

2、鍋內(nèi)加藥為最基本水處理方法，又可作為鍋外化學(xué)處理的繼續(xù)和補充；

3、不能完全防止水垢結(jié)生，不及時排污會結(jié)生二次水垢；

4、對自然不會造成污染；

5、不適用于高硬度水質(zhì)。二、鍋內(nèi)加藥適用范圍：

1、無水冷壁管；

2、運行中能保證可靠排除鍋爐內(nèi)所形成的水渣；

3、通過加藥而形成的泥垢，不影響鍋爐安全運行；

4、使用單位對蒸汽品質(zhì)要求不高。三、鍋內(nèi)水處理常用藥劑配方：

1、純堿法；Na2CO32、純堿-栲膠法；Na2CO3+栲膠

3、純堿-腐植酸鈉法；Na2CO3+腐植酸鈉

4、“三鈉一膠”法；NaOH+Na2CO3+Na3PO4+栲膠

5、“四鈉”法;NaOH+Na2CO3+Na3PO4+腐植酸鈉

6、有機聚磷酸鹽、有機聚羧酸鹽和純堿法；

7、有機聚磷酸鹽、有機聚羧酸鹽、腐植酸鈉和純堿法。

四、鍋內(nèi)水處理常用藥劑用量的計算：水處理藥劑的用量一般需要根據(jù)原水的硬度、堿度和鍋水維持的堿度或藥劑濃度及鍋爐排污率大小等確定。

1、氫氧化鈉和碳酸鈉加藥量的計算：（1）空鍋上水時給水所需加堿量：

X1=(YD-JD+JDG)MV

(2)鍋爐運行時給水所需加堿量：X2=(YD-JD+JDGP)MM------堿性藥劑摩爾質(zhì)量，NaOH=40,Na2CO3=53式中：X1-----空鍋上水時，需加堿量，g;

YD-----給水總硬度，mmol/l;

JD-----給水總堿度，mmol/l;

JDG----鍋水需維持的堿度，mmol/l;

V------鍋爐水容量，m3;

X2-----運行時每噸給水中需加堿量，g/t;

P------鍋爐排污率，%。

2、磷酸三鈉用量計算：（1）空鍋上水時磷酸三鈉用量Y1的經(jīng)驗計算式：

Y1=（65+5YD）V

（g）（2）鍋爐運行時磷酸三鈉Y2的經(jīng)驗計算式：

Y2=5YD

（g/m3）

3、常用有機藥類的用量：（1）栲膠：5～10g/t;

（2）腐植酸鈉：3～5g/mmolYD

（3）有機聚磷酸鹽或有機聚羥酸鹽：1～10g/t?？傊铀幍睦碚摽刂屏繎?yīng)根據(jù)實際情況加以調(diào)整，使鍋水指標(biāo)達(dá)國標(biāo)。

五、加藥方式與操作：

1、利用加藥泵加藥；

2、水箱內(nèi)手動加藥；

3、壓力式加藥。六、加藥的注意事項：

1、加藥就均勻，一班分為二至三次進(jìn)行，加藥裝置設(shè)在給水設(shè)備前為宜。

2、測定鍋水水質(zhì)，及時調(diào)整，使水質(zhì)達(dá)標(biāo)。

3、有省煤器的鍋爐，且出口溫度>70～80℃，藥劑應(yīng)添加在鍋筒內(nèi)或省煤器出口的給水管道中，以免省煤器結(jié)垢。

4、空鍋上水加藥若泡沫較多，可少量排污去除。

5、鍋爐不常處高水位運行，以免蒸汽帶藥。

6、嚴(yán)格排污制度，每班必須排污，以免二次水垢生成。

7、鍋爐原先有水垢，最好加藥前將舊水垢徹底清除，以免因舊垢脫落堵塞管道。第六節(jié)鍋爐給水除氧

根據(jù)