司爐培訓學習課件

司爐培訓

第六章鍋爐水質(zhì)處理福建省鍋檢中心漳州檢驗所江旭第一頁，共五十六頁。第六章鍋爐水質(zhì)處理

第一節(jié)

天然水中的雜質(zhì)及對鍋爐的危害前言水的來源：雨水—地表水—地下水按顆粒大小分：懸浮物膠體物分子和離子第二頁，共五十六頁。10-710-610-510-410-310-210-1110粒徑（mm）分類溶解物膠體懸浮物特征透明光照下渾濁渾濁肉眼可見常用處理法離子交換法

自然沉降、過濾混凝、澄清、過濾表6-1第三頁，共五十六頁。一、

懸浮物

1、成分：泥土、砂粒、油、尸體腐敗生成的有機物等不溶物根據(jù)密度可分為：漂浮、懸浮、沉淀2、懸浮物主要對鍋爐危害：（1）影響離子交換器的運行；（2）進入鍋爐后阻礙傳熱，受熱面過熱損壞；（3）沉積鍋內(nèi)，影響水循環(huán)，嚴重時堵塞管子，造成事故；（4）引起汽水共騰，降低蒸汽品質(zhì)。第四頁，共五十六頁。一、

膠體物

1、

性質(zhì)：是分子或離子的集合體，表面帶同性電荷，顆粒之間互排拆，不能彼此粘合自行下沉，不易除去。2、

成分：有兩類第一類是無機物膠體如鐵、鉛、硅的氧化物；第二類是動植物腐敗產(chǎn)生的有機膠體。3、

危害：a、使鍋爐產(chǎn)生堅硬水垢；b、使鍋水產(chǎn)生大量泡沫，引起汽水共騰，污染蒸汽品質(zhì)。第五頁，共五十六頁。一、

離子

1、是由無機鹽類溶解于水后電離形成。陽離子：Ca2+、Mg2+、Na+、K+等；陰離子：HCO3－、SO32－、CL－、SiO32－等。2、危害：（1）結垢，使熱效率下降；使金屬受熱面過熱，產(chǎn)生變形、鼓包和損壞；影響水循環(huán)，嚴重時會造成爆管；（2）腐蝕鍋爐；（3）引起汽水共騰第六頁，共五十六頁。一、

氣體

以分子狀態(tài)存在水中，主要有：氧氣、二氧化碳等。1、氧氣：來自大氣，溶解在水中也稱溶解氧，溶解氧與氣壓和溫度有關，溫度升高溶解氧量降低。對金屬有強腐蝕性。2、二氧化碳：來源有三，第一來源于生物氧化分解時的產(chǎn)物；第二來源于大氣；第三來源于地質(zhì)化學過程產(chǎn)生的。溶解在水中生成碳酸。3、危害：腐蝕鍋爐金屬，腐蝕蒸汽管道，腐蝕用汽設備。第七頁，共五十六頁。第一節(jié)

水質(zhì)標準及主要水質(zhì)指標

一、

標準GB1576-2001《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》1、

適用范圍P額≤2.5Mpa以水為介質(zhì)的固定式蒸汽鍋爐和汽水兩用鍋爐、熱水鍋爐和常壓熱水鍋爐。第八頁，共五十六頁。1、

二、

標準要求（1）額定蒸發(fā)量≤2T/h、P額≤1.0Mpa；可采用鍋內(nèi)加藥處理（2）鍋內(nèi)加藥，水質(zhì)應符合表6-5（3）采用鍋外水處理，水質(zhì)應符合表6-6（4）承壓熱水鍋爐給水應進行鍋外水處理，對于額定熱功率≤4.2MW非管架式承壓熱水鍋爐和常壓熱水鍋爐，水質(zhì)應符合表6-7；（5）直流（貫流）鍋爐給水應采用鍋外水處理，水質(zhì)按表6-6中壓力等級劃分執(zhí)行；（6）余熱鍋爐及電加熱鍋爐的水質(zhì)指標應符合同類型、同參數(shù)鍋爐的要求。第九頁，共五十六頁。一、

鍋爐用水主要評價指標

1、

懸浮物表示不溶于水、顆粒較大的一些物質(zhì)含量，單位：mg/l（毫克/升）2、

含鹽量和溶解固形物（1）含鹽量：表示水中溶解各種鹽類物質(zhì)的總和，單位：（毫克/升）（2）溶解固形物：是指溶解在水中，且在105-110℃下烘干至衡重不揮發(fā)物質(zhì)的總含量，單位：mg/l（毫克/升）一般含鹽量大于溶解固形物第十頁，共五十六頁。

3、

硬度（YD） 水中鈣、鎂離子的總濃度，單位：mmol/l（毫摩爾/升）（1）碳酸鹽硬度（暫時硬度）（2）非碳酸鹽硬度（永久硬度）（3）負硬度

硬度與堿度的關系見表6-9第十一頁，共五十六頁。表6-8堿度與堿性離子存在的情況

堿度離子含量JD酚=0JD酚＜JD甲JD酚=JD甲JD酚＞JD甲JD甲=0OH－000(JD酚-JD甲)1717JD酚CO32－02JD酚×302JD酚×302JD甲0HCO3－61JD甲(JD甲-JD酚)61000第十二頁，共五十六頁。表6-9天然水中硬度和堿度的關系關系YD(1/2Ca2+、1/2Mg2+），mmol/LYD非YD碳YD負YD總＞JD總YD總-JD總JD總0YD總＞JD總0YD總=JD總0YD總＞JD總0YD總JD總-YD總第十三頁，共五十六頁。

4、堿度（JD）

是指水中含有能接受氫離子的物質(zhì)的量。單位：mmol/l（毫摩爾/升）OH－、CO32－、HCO3－、SO32－、CL－、SiO32－、PO42－等；控制堿度有三項：OH－、CO32－、HCO3－

但是，水中不能同時存在三種堿度天然水中只含有：CO32－、HCO3－鍋水中只含有：OH－、CO32－第十四頁，共五十六頁。6、

氯化物（CL－）7、

二氧化硅（SiO32－）第十五頁，共五十六頁。第一節(jié)

離子交換水處理方法及特點

一、

鈉離子交換法1、

鈉離子交換的原理Ca2++2NaR2Na++CaR2

Mg2++2NaR2Na++MgR2第十六頁，共五十六頁。1、

鈉離子交換的特點

（1）硬度可以降低或消除（2）堿度不變（3）含鹽量增加（4）鈉離子交換是一種可逆化學反應（5）鈉型離子交換過程是分層進行的第十七頁，共五十六頁。二、

鈉離子交換軟化加酸法

1、

加酸處理的目的及原理目的：除去軟化水中過剩的堿度原理：通過酸堿中和反應降低軟化水中堿度；2NaHCO3+H2SO4==Na2SO4+2CO2+2H2O同時應去除二氧化碳2、加酸量的計算

單位：克/米3第十八頁，共五十六頁。三、

部分鈉離子交換法

1、部分鈉離子交換水處理的原理原理：用鈉離子交換器除去部分給水硬度，再通過給水帶入鍋爐的堿度除去剩余的硬度。2、軟化水及原水量的控制應保證混合水的堿度略大于硬度，兩者之比應使進入鍋爐的堿度減去排污掉的堿度等于進入鍋爐的硬度。計算公式見P232第5行3、給水硬度的控制要求給水（混合水）的硬度YD給≤4（mmol/L)第十九頁，共五十六頁。四、氫離子交換法

1、

氫離子交換原理（1）

交換過程：用交換劑上的H+原水中的鈣、鎂離子進行交換。（2）

再生過程：失效后的樹脂（交換劑）用酸溶液進行再生。2、

氫離子交換特點（1）交換后無碳酸鹽和氫氧化物，除硬度同時也降低堿度；（2）交換后水呈酸性；（3）可起到部分除鹽的作用；（4）

由于呈酸性，所以不能直接做為給水。第二十頁，共五十六頁。五、H—Na離子交換法

交換原理：就是將氫離子交換處理后水中的酸度和經(jīng)鈉離子交換軟化后水中的堿度發(fā)生中和，消除酸性并剩有一定堿度。適用于處理碳酸鹽硬度較高的原水第二十一頁，共五十六頁。第四節(jié)

固定床離子交換器的運行及有關計算

一、

固定床順流再生離子交換器的工藝流程順流再生：交換時的水流方向和再生時的再生液流動方向是一致。

1

、

反洗的作用：（1）

松動交換劑層；（2）

清除懸浮物、交換劑碎粒、氣泡。

在原水水質(zhì)很清的情況下每次再生不必都進行反洗，可運行幾周后定期反洗。

第二十二頁，共五十六頁。2、

再生（還原）的目的：是使失效的離子交換劑恢復交換能力。再生方法：一般采用動力態(tài)法，即再生液不斷流入交換器，廢液不斷排出。操作要領：應控制好合適的再生液流速3、

正洗的目的：清除交換劑中殘余的再生劑和再生生物。操作要求：a、再生后必須立即進行正洗；b、清洗水按再生液的流向進行清洗；c、清洗分兩段進行，先慢后快；清洗時間一般為30分鐘。

第二十三頁，共五十六頁。4、

交換（工作）操作要領：應控制好流速交換過程應連續(xù)進行一般每小時化驗一次出水殘留硬度，接近失效時應每半小時化驗一次第二十四頁，共五十六頁。二、

經(jīng)濟核算

1、交換劑的工作交換容量交換速度是指交換器在空罐狀態(tài)下，單位時間、單位面積上通過的水流量，單位：米/時。C=Q/F；其中Q—單位時間水流量，米3/時；F—交換器截面積，米2；例6-2：第二十五頁，共五十六頁。2、

交換劑的工作交換容量定義：是指單位體積的交換劑在工作狀態(tài)下交換劑所能交換的部分單位的電荷的基本單元的物質(zhì)的量除以交換劑的體積，單位：摩/米。公式：例題6-3：第二十六頁，共五十六頁。3、

再生一次用鹽量定義：使已失效的一定體積的交換劑重新獲得軟化水能力一次所需用的食鹽量，單位：千克。公式：例題6-4：第二十七頁，共五十六頁。4、鹽耗的計算定義：鈉型陽離子交換器再生時消耗食鹽的質(zhì)量除以交換器所除去的物質(zhì)（1/2Ca2+、1/2Mg2+）的量。公式：例題6-5：第二十八頁，共五十六頁。第五節(jié)固定床逆流再生工藝

逆流再生：即再生時再生液的流向與運行時的原水流向相反。逆流再生按再生方式可分為：單層床、雙層床、浮動床、混合床。一、

逆流再生工藝的原理及特點1、

逆流再生工藝的原理可以提高交換劑的再生程度，保證了出水質(zhì)量。

第二十九頁，共五十六頁。22、

逆流再生工藝特點（1）

完全失效的的交換劑，底部是部分失效的減緩劑。（2）

再生液由下而上通過交換劑（3）

出水水質(zhì)（4）

充分利用交換劑的交換容量，提高其經(jīng)濟性。（5）

交換時水的流向和再生時再生液流向箱反。（6）

運行關鍵在于不能使交換劑亂層。第三十頁，共五十六頁。31、

工藝優(yōu)點（1）提高了再生劑的利用率，減低了單耗，比順流再生工藝省鹽30%左右。（2）提高了出水質(zhì)量。（3）制水量大，每周期比順流再生多10%～20%左右。（4）節(jié)約工業(yè)用水。（5）排出的廢再生液濃度減低，減少并減少對天然水的污染。第三十一頁，共五十六頁。二、

逆流再生交換器的運行

1、

小反洗2、放水3、

頂壓4、

進再生液5、逆流沖洗6、小反洗7、正洗第三十二頁，共五十六頁。三、低流度再生法的操作

1、

小反洗2、進在生液3、

逆向沖洗4、小正洗5、正洗6、

大反洗第三十三頁，共五十六頁。第六節(jié)

鍋內(nèi)水處理

一、

鍋內(nèi)水處理特點鍋內(nèi)水處理：是通過向鍋內(nèi)投藥的方法，使給水中的結垢物質(zhì)在鍋內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)槟喙福缓笸ㄟ^排污將泥垢從鍋內(nèi)排出，從而達到減緩或防止結垢。鍋內(nèi)水處理的特點：1、投資小、成本低、操作方便；2、對水質(zhì)適用范圍較大，處理得當，防垢率可達80%；3、不能完全防止鍋爐生結水垢，特別是生成的泥垢在排污不及時時很容易結生二次垢；4、排污率增加，熱損失增加。

第三十四頁，共五十六頁。二、搞好鍋內(nèi)水的處理的關鍵

1、

對癥下藥——根據(jù)水質(zhì)選擇藥劑2、

量水投藥——上多少水投多少藥3、科學排污-——根據(jù)化驗結果，科學排污4、

嚴格監(jiān)督——即通過監(jiān)督鍋水品質(zhì)，指導加藥和排污第三十五頁，共五十六頁。三、

鍋內(nèi)水處理適應范圍

1、

無過熱器的鍋爐；2、

能保證在運行中可靠除地排除鍋內(nèi)所形成的泥垢；3、

通過加藥而形成的水渣，不會影響鍋爐安全運行；4、

對蒸汽品質(zhì)要求不高。第三十六頁，共五十六頁。四、常用水處理藥劑的種類

根據(jù)處理的目的不同，可以分為：1、

軟水劑（防垢劑）：作用：主要是用來消除給水帶入的硬度，使硬度轉(zhuǎn)變?yōu)樗喙福┗蚋淖兯喙福┬再|(zhì)使其不易在受熱面粘附成為水垢（1）堿性藥劑：a、作用：使給水帶入的硬度轉(zhuǎn)變?yōu)槟喙?；有燒堿（NaOH）、純堿（Na2CO3）、和磷酸鹽（磷酸三鈉、六偏磷酸鈉等）。（2）

有機膠體：栲膠、腐植酸鈉等（3）水質(zhì)穩(wěn)定劑：有機磷酸鹽、有機羥酸鹽第三十七頁，共五十六頁。2、降堿劑：降低水中堿度磷酸、磷酸二氫鈉、草酸、硫酸銨等3、緩蝕劑：防止水側金屬腐蝕有亞硫酸鈉、亞硝酸鈉、重鉻酸鉀等4、消沫劑：防止鍋水起沫或汽水共騰，提高蒸汽質(zhì)量酰胺類、聚醚脂型5、防油垢劑：吸附油脂，防止受熱面結生油垢活性炭、膠體石墨、木炭粉等第三十八頁，共五十六頁。第七節(jié)

鍋內(nèi)水處理藥劑配方和用量的計算

一、

水處理常用藥劑配方1、

純堿法2、

純堿——栲膠法3、

純堿——腐植酸鈉法4、

三鈉一膠法5、

四鈉法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、腐植酸鈉和純堿法第三十九頁，共五十六頁。二、水處理藥劑用量的計算

1、

運行中水處理藥劑用量計算（1）對非碳酸鹽硬度的給水①

氫氧化鈉和碳酸鈉的用量X=E[YD非（1/2Ca2+、1/2Mg2+）+JD鍋·P]X=E[YD總－JD總+JD鍋·P]單位：g/T（克/噸水）其中E是基本單元分子量，對氫氧化鈉為40，對碳酸鈉為53如果燒堿和純堿同時使用，則上述公式應分乘以其各自所占的比例第四十頁，共五十六頁。

②

磷酸三鈉：作為泥垢調(diào)節(jié)劑和處理水中殘余硬度用量：X=5YD總（克/噸水）

③栲膠用量：YD≤4.0毫摩/升的，為5g/T（克/噸水）YD＞4.0毫摩/升的，g/T（克/噸水）作用：主要起泥垢調(diào)節(jié)劑和防止氧腐蝕④腐植酸鈉用量：作用同栲膠3-5g/T（克/噸水）

⑤有機聚磷酸鹽用量：阻垢作用1-2g/T（克/噸水）⑥有機聚羧酸鹽用量：阻垢作用3-5g/T（克/噸水）

⑤⑥共同使用效果最佳第四十一頁，共五十六頁。（2）對于含有低鈉鉀堿度（JDNa）給水

對于給水中鈉鉀堿度大于排污損失的堿度，則不用加藥；對于給水中鈉鉀堿度小于排污損失的堿度，則按下式加藥：只加Na2CO3：X=53（JD爐·P－JDNa）單位：g/T（克/噸）式中：JDNa=JD總－YD總第四十二頁，共五十六頁。（3）對使用軟化后的水質(zhì)

因為YD殘≤0.03mmol/l，多數(shù)情況下給水都保持了一定量的鈉鉀堿度，所以不用加藥，但為了防止生結二次垢和腐蝕，一般應加投磷酸三鈉和腐植酸鈉；磷酸三鈉投藥量：X=127[YD軟+eP]單位：g/T（克/噸）腐植酸鈉投藥量：10-20g/T（克/噸）第四十三頁，共五十六頁。2、點火前各種水處理藥用量計算（空鍋上水加藥）

對于新投入運行或停爐沖洗后，重新上水點火運行的鍋爐進行一次性投藥量計算對于含有非碳酸鹽硬度的給水加藥量：①

磷酸三鈉用量X=65+5YD總（克/噸水）*應乘以鍋爐的水容量②

碳酸鈉用量X=53（YD非+JD鍋－E′）=53（YD總-JD總+JD鍋－E′）（克/噸水）*應乘以鍋爐的水容量③

腐植酸鈉用量同運行加藥量第四十四頁，共五十六頁。第八節(jié)鍋爐水垢的形成、危害及清除

一、水垢的定義：鍋水中雜質(zhì)經(jīng)不斷蒸發(fā)和濃縮，在鍋爐受熱面上生成的固體附著物；二、

水垢的形成：1、

受熱分解2、

溶解度下降3、

相互反應4、

鹽類超過其溶解度5、

水渣轉(zhuǎn)化第四十五頁，共五十六頁。三、水垢的分類1、按陽離子分類（1）

鈣鎂垢（2）

氧化鐵垢2、

按陰離子分類（1）

碳酸鹽水垢（2）

硫酸鹽水垢（3）

硅酸鹽水垢（4）

混合水垢對于化學清洗有實際意義第四十六頁，共五十六頁。四、

水垢的組成及性質(zhì)，見表6－10五、

水垢在鍋內(nèi)分布狀況1、

熱負荷低、蒸發(fā)強度小的部位2、熱負荷高、鍋水蒸發(fā)強度大的部位3、

熱負荷較低，鍋水循環(huán)緩慢的部位六、

水垢的危害1、

浪費燃料：水垢導系數(shù)低，表6-112、損壞受熱面：使受熱面金屬壁溫升高，圖6-53、

降低鍋爐出力：傳熱差，熱效率低4、

結垢會降低鍋爐使用壽命第四十七頁，共五十六頁。一、

鍋爐水垢的清除1、

人工清除2、

機械清除3、

化學清除：堿煮法、酸洗法第四十八頁，共五十六頁。第一節(jié)

鍋爐排污一、

排污的目的和意義1、

排污的目的：P2612、

排污的意義第四十九頁，共五十六頁。二、排污的方式和要求

1、

排污的方式（1）

連續(xù)排污：是連續(xù)不斷地從鍋爐水表面，將濃度較高的鍋水排出。（2）

定期排污：主要是排除鍋爐內(nèi)形成的泥垢及其他沉淀物，其次全還能迅速地調(diào)節(jié)鍋爐水濃度，以補連續(xù)排污的不足。2、

排污的要求排污的質(zhì)量取決于排污量和排污方式（