月鍋爐給水處理

鍋爐給水處理2010年05月

自然界中的各種水源都含有一些雜質(zhì)，不能直接用于鍋爐給水，必須經(jīng)過處理符合水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)后才能供鍋爐使用，否則會(huì)影響鍋爐的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。因此，鍋爐房必須設(shè)置合適的水處理設(shè)備。1水中雜質(zhì)的來源

吸收大氣中可溶物（CO2、O2、H2S

）及不可溶物（塵埃、工業(yè)污染物）地表：泥砂、腐殖質(zhì)、有機(jī)物、溶解地殼表面的普通化合物地下：含CO2的雨水遇地層中CaCO3、

MgCO3生成Ca2+、

Mg2+；再加上地層中易溶的Na鹽K鹽、氯化物等2水中雜質(zhì)的分類：

水中雜質(zhì)按粒徑分為三類：懸浮物指水流動(dòng)時(shí)呈懸浮狀態(tài)的物質(zhì)，其顆粒直徑在10-4mm以上，通過濾紙可以分離出來。主要是泥砂、動(dòng)植物殘?jiān)?、工業(yè)廢物等。膠體物質(zhì)是許多分子和離子的集合體，其顆粒直徑在10-6～10-4mm之間。水中膠體物質(zhì)有鐵、鋁、硅的化合物以及動(dòng)植物的腐敗物。溶解物質(zhì)主要是鈣、鎂、鉀、鈉等鹽類及氧和二氧化碳等氣體。這些鹽類在水中大都以離子狀態(tài)存在，其顆粒直徑小于10-6mm。水中溶解的氣體則是以分子狀態(tài)存在的。3水質(zhì)指標(biāo)和水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

3.1水質(zhì)指標(biāo)用來表示水中雜質(zhì)含量的指標(biāo)稱為水質(zhì)指標(biāo)。水質(zhì)指標(biāo)用以表明水的品質(zhì)，主要指標(biāo)如下：（1）懸浮物表示水中不溶解的固態(tài)雜質(zhì)含量，即將水樣過濾后分離出的固形物。單位mg/L表示。（2）溶解固形物將濾出懸浮物后的水樣進(jìn)行蒸發(fā)和干燥后所得的殘?jiān)ㄕ舭l(fā)殘?jiān)?。單位mg/L表示。（3）硬度（H）指溶解于水中能夠形成水垢的物質(zhì)。（鈣、鎂鹽類）因此，把水中鈣、鎂離子的總濃度稱為總硬度（H），單位mmol/L。

硬度又可分為碳酸鹽硬度和非碳酸鹽硬度。碳酸鹽硬度（HT）

溶解于水中的重碳酸根（HCO3）和鈣、鎂形成的的碳酸鹽Ca（HCO3）2

、Mg(HCO3)2稱為碳酸鹽硬度。這些鹽類很不穩(wěn)定，在水加熱至沸騰后可分解生成沉淀物析出，即Ca(HCO3)2=CaCO3↓+H2O+CO2↑Mg(HCO3)2=MgCO3↓+H2O+CO2↑MgCO3+H2O=Mg(OH)↓+H2O+CO2↑CaCO3、MgCO3、Mg(OH)是松散的水渣，通過排污排出爐外。因此也叫暫時(shí)硬度非碳酸鹽硬度（HFT）指水中的氯化鈣CaCl2、氯化鎂MgCl2、硫酸鈣CaSO4、硫酸鎂MgSO4等非碳酸鹽的含量。這些鹽類在加熱至沸騰時(shí)不能立即沉淀析出，所以又稱為永久硬度?？傆捕鹊扔跁河捕群陀谰糜捕戎?，即H=HT+HFT(4）堿度（A）指水中堿性物質(zhì)的總含量。例如，氫氧根OH-、碳酸根CO32-、重碳酸根HCO3-及其他一些弱酸鹽類，都是水中常見的堿性物質(zhì)。堿度的單位用mmol/L表示。水中所含的各種硬度和堿度，有著內(nèi)在的聯(lián)系和制約：（1）水中不可能同時(shí)存在氫氧根堿度和重碳酸根堿度，因?yàn)槎邥?huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，即HCO3-+OH-→CO32-+H2O（2）水中的暫時(shí)硬度是鈣、鎂與HCO3-及CO32-形成的鹽類，也屬于水中的堿度。當(dāng)水中含有鈉鹽堿度時(shí)，就不會(huì)存在非碳酸鹽硬度（永久硬度），即CaSO4+Na2CO3===CaCO3↓+Ba2SO4由上列化學(xué)反應(yīng)方程式可見，水中不可能同時(shí)存在鈉鹽堿度和永久硬度，所以常將鈉鹽堿度稱為負(fù)硬度。（5）溶解氧（Ｏ２）指溶解于水中的氧氣含量，單位為mg/L。水中深解氧會(huì)腐蝕鍋爐設(shè)備及金屬管路，所以水中的溶解氧必須除去。（6）磷酸根（ＰＯ４３－）

天然水中一般不含磷酸根，但有時(shí)為了消除給水帶入鍋內(nèi)的殘余硬度或?yàn)榱朔乐瑰仩t內(nèi)壁苛性脆化，可向鍋內(nèi)加入一定量的磷酸鹽。因此，磷酸根也作為鍋水的一項(xiàng)控制指標(biāo)。（7）亞硫酸根（SO32-）

它是給水采用化學(xué)藥劑亞硫酸鈉除氧時(shí)殘留在水中的，此時(shí)，亞硫酸根也是一項(xiàng)控制指標(biāo)。（8）含油量

天然水中一般不含油，可是蒸汽的凝結(jié)水或給水在使用過程中可能混入油類，因此也規(guī)定了鍋爐給水含油量的指標(biāo)，其單位為mg/L。含油量只作為定期檢測項(xiàng)目。3鍋爐給水用水中常見的溶解物：

HCO3ˉClˉ SO42ˉSiO32ˉ

Ca2+,Mg2+

√

√

√

Na+,K+

√

√√

√Fe2+,Mn2+

√4鍋爐受熱面的結(jié)垢與腐蝕

4.1水垢

天然水中的懸浮物和膠體物質(zhì)在水廠里通過混凝和過濾處理后大部分被清除。但水中的一部分溶解鹽類（鈣、鎂鹽類）在鍋爐運(yùn)行時(shí)就會(huì)析出或濃縮沉淀出來。沉淀物的一部分比較松散，稱為水渣；而另一部分附著在受熱面內(nèi)壁，形成堅(jiān)硬而致密的水垢。水垢的危害：(1)影響傳熱水垢的導(dǎo)熱系數(shù)為鋼的導(dǎo)熱系數(shù)的1∕50—1∕30，鍋內(nèi)結(jié)垢鍋爐的傳熱能力下降，使鍋爐的排煙溫度升高，耗煤量增加，效率降低。根據(jù)試驗(yàn)，鍋筒內(nèi)壁附著1mm厚的水垢，就要多耗煤2%～3%。

(2)引起爆管事故水垢的導(dǎo)熱性能差，受熱面的壁溫大為增高，金屬的機(jī)械強(qiáng)度下降，導(dǎo)致管壁起包或出現(xiàn)裂縫，甚至爆裂。

(3)破壞水循環(huán)鍋爐水管結(jié)垢后，管內(nèi)流通截面積減小，流動(dòng)阻力增加，嚴(yán)重時(shí)會(huì)將水管完全堵塞，破壞水循環(huán)，最終使管子燒壞。(4)水垢清理困難水垢的附著力很強(qiáng)，清理困難，需要耗費(fèi)大量的人力和物力；還會(huì)使受熱面受到損傷，縮短鍋爐的使用壽命。4.2鍋爐的腐蝕

水中含有的溶解氧和二氧化碳會(huì)對(duì)鍋爐的給水管路、受熱面產(chǎn)生化學(xué)腐蝕。這兩種腐蝕均為局部腐蝕，即在金屬表在產(chǎn)生潰傷性或點(diǎn)狀腐蝕，嚴(yán)重時(shí)使管壁穿孔，造成事故。

要保證鍋爐的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，必須對(duì)鍋爐的給水進(jìn)行處理。其任務(wù)是：軟化降低水中鈣、鎂離子的含量防止鍋內(nèi)結(jié)垢。除堿減低堿物質(zhì)含量，以減少鍋爐排污量。除氧減少水中的溶解氣體，減輕對(duì)受熱面金屬的腐蝕。5鈉離子交換軟化5.1離子交換軟化是利用不產(chǎn)生硬度的陽離子（如Na+、H+）將水中的Ca2+、Mg2+置換出來，達(dá)到軟化的目的。

離子交換軟化主要通過離子交換劑來實(shí)現(xiàn)。5.2離子交換劑：不溶于水，但可用自己的離子把水溶液中Ca2+、Mg2+離子置換出來的顆粒物質(zhì)稱為離子交換劑，它是一種高分子化合物。合成樹脂（離子交換樹脂）是人工合成的高分子化合物。其交換能力大，機(jī)械強(qiáng)度高，工作穩(wěn)定性較好，近年來被廣泛使用。目前廣泛采用的是陽離子交換水處理有鈉離子、氫離子、銨離子交換等方法。通常用R表示離子交換劑中復(fù)合陰離子根。NaR表示為鈉離子交換劑，HR表示為氫離子交換劑。6鈉離子交亡換軟化原晃理（1）與碳酸案鹽硬度Ca(深HCO3)2+2Na榆R===拆CaR2+2N浪aHC知O3Mg(H隊(duì)CO3)2+2Na肢R===怪MgR2+2N挪aHC驅(qū)O3（2）與非碳棒酸鹽硬度CaSO4+2N都aR=活==C新aR2+Na2SO4MaC緞l2+2Na償R===嬸MgR2+2N盈aCl從上述煤反應(yīng)得膚出以下捆結(jié)論：1）經(jīng)鈉離練子交換后印，水中的丈鈣、鎂鹽繪類都變成史了鈉鹽，街因此，除筋去了水中程的硬度。２）原水中的暫時(shí)硬度均轉(zhuǎn)變?yōu)椴赔c鹽堿俗度NaH及CO3，所以，令鈉離子交在換只能軟化水，但不能付除堿。３）由伸于Na+的當(dāng)量值要陳比Ca2+、Mg2+的當(dāng)量值臭大，故廊經(jīng)鈉離枝子交換付后，軟水中傳的含鹽輩量有所磨增加。隨交換軟思化的進(jìn)行軋，交換劑望的NaR型變?yōu)镃aR2和MgR2型。交換派劑已失去串交換能力疑，則認(rèn)為煮交換劑已漁經(jīng)“失效哈”，此時(shí)舅應(yīng)立即停敏止軟化。和這時(shí)要對(duì)黃交換劑進(jìn)寶行再生（勝也稱還原躁），以恢聚復(fù)交換劑徐的軟化能悄力。常用的浮再生劑橋是食鹽NaC意l。方法是攤讓質(zhì)量分咱數(shù)5%～8%的工業(yè)食早鹽水溶液課流過失效潔的交換劑礦層進(jìn)行再恢生，再生餃反應(yīng)如下允：CaR2+2N搞aCl刪===考2Na撲R+C亡aCl2MgR2+2Na工Cl==照=2Na愿R+Mg魚Cl2再生生成虜物CaCl2和MgCl2易溶于水繼，可隨再吉生廢水一拘起排掉。7固定床抖鈉離子潔交換設(shè)涌備及其跑運(yùn)行固定床舊離子交杰換器是指運(yùn)行懶時(shí)交換器摸中的交換茅劑層是固有定不動(dòng)的撥，一般原舍水由上而率下經(jīng)過交斑換劑層，塘使水得到資軟化，簡侮稱固定床噸。固定床荷交換器互常用的澤規(guī)格有φ500斬mm、φ75拉0mm、φ10碎00m屠m(xù)、φ12正00m商m、φ15午00m趟m、及φ20炸00m廚m等，交蟻換劑層意高有1.5m、2m及2.5m。固定床減離子交淚換按其鳥再生運(yùn)勺行方式卵不同，鄉(xiāng)豐可分為落順流再率生和逆膜流再生富兩種。8.1順流式再置生順流式再幅生是指交穩(wěn)換運(yùn)行量旨再生液的階流動(dòng)方向革和原水流街動(dòng)方向相久同，一般建均由上向席下。結(jié)構(gòu)豪它由套交換器明殼體、樹進(jìn)水裝疲置、再擇一液分橋配裝置伙、底部叫排水裝炊置和頂警部排氣間管等組厚成。8.2離子交換鉗器運(yùn)行勿通常分四梢個(gè)步驟。（1）軟化方法原賺水由上部撲進(jìn)入交換勾器內(nèi)分配屋漏斗，自瘡上而下均途勻地流過瞎交換劑層謊，軟水由柴底部集水仙裝置匯集道，送往軟前化水箱。要求當(dāng)掏出水硬度腸超過規(guī)定冰的允許值件時(shí)，應(yīng)立外即停止軟島化。（2）反洗目的是斥松動(dòng)軟化央時(shí)被壓實(shí)露了的交換掀劑層，為折還原液與擋交換劑充僵分接觸創(chuàng)撐造條件，杯同時(shí)帶走罵交換劑表鳴層的污物鍵和雜質(zhì)。方法譽(yù)使掛具有一增定壓力場的反洗砌水自下定而上流速過交換啞劑層，母從頂部觸排出。要求掙反洗強(qiáng)很度以不特沖走完錘好的交雄換劑顆務(wù)粒為宜蠢，一般消為15m/陶h，反洗陪時(shí)間一急般為10～15mi構(gòu)n。（3）再生目的逃使失效鍋的交換劑慮恢復(fù)交換川能力。方法側(cè)鹽合液由頂銅部多個(gè)科輻射型顛噴嘴噴搜出，流床過失效陵的交換梯劑，廢踢鹽液經(jīng)緒底部集娛水裝置庸匯集。要求公再秒生流速土一般為4～8m/h。（4）正洗目的訂是治清除交最換劑中躍殘余的氧再生劑鑰和再生響產(chǎn)物。方法創(chuàng)自辦來水從玩上部進(jìn)川入，從忠下部排平出。要求罰正洗水?dāng)?shù)耗通常為3～6m3/m3樹脂，正票洗速度為6～8m/h，正洗時(shí)類間為30～40mi冶n。正洗結(jié)成束后，坐又可開以始軟化撿。(5)檢測取軟化蛙水100m貢l，加入5ml氨-氯化銨緩沸沖液和2滴0.5%鉻黑T指示劑，傲搖勻后呈潑藍(lán)色為合襯格，呈紅膏色為不合摘格。8水的除景氧水中溶解霸氧、對(duì)鍋煎爐金壁面杠會(huì)產(chǎn)生化平學(xué)腐蝕，墻因此必須凱采取除氣莊（氧氣）娘措施。8.1除氧原噸理（1）從氣體潑溶解定律跑（亨利定存律）可知付，氣體在框水中的溶富解度與該戲氣體在氣點(diǎn)水界面上農(nóng)的分壓力蚊成正比，丘與水溫成鐵反比。在傍敞開的設(shè)但備中將水蜻加熱，水異溫升高，期氣水界面峰上的水蒸壤汽分壓增足大，其他拒氣體的分液壓降低。（2）當(dāng)水皇達(dá)到沸特點(diǎn)時(shí)，曠水界面舞上的水曲蒸氣分獄壓力增挽大，其槐他氣體愁的分壓她力趨于圣零，水腔中溶解轎氣體的震含量也秘趨于零恭。要使水溫膽達(dá)到沸點(diǎn)擊，可采用傻加熱法（繪熱力除氧毫）或抽真末空的方法灑（真空除粘氧）以及矩采用水中屑加藥來消慮除溶解氧穿的方法（訂化學(xué)除氧妄）8.2熱力除氧工業(yè)鍋爐感常用的是蓄大氣式熱鄉(xiāng)豐力除氧器璃。其工作輪壓力為0.0球2Mp圾a，工作紙溫度104℃。（一）構(gòu)帥造熱杰力除氧器檔由除氧頭膽和除氧水脾箱組成。（二）咐工作過掠程1、軟水漫→除絹氧頭上陶部進(jìn)水累管→噴郊嘴→向汁下→淋水照盤→上擾層擋板君→填料割→下層禽孔板→家水箱2、蒸汽→除氧頭下傅部→下層孔陜板→填料→上層孔板→淋水盤→擋水板→排出管（三）使慈用要求1、為保證氏鍋爐給水社泵的可靠憲運(yùn)行，除繩氧水箱應(yīng)線防在鍋爐制給水泵的粒上方，除架氧水箱最項(xiàng)低水位與攔鍋爐給水耐泵中心線歸的高差不撇應(yīng)小于6~7m，防止跟水泵吸喇入口汽瘋化。2、應(yīng)裝腰設(shè)蒸汽針和給水邪自動(dòng)調(diào)哈節(jié)器，襯進(jìn)行自渠動(dòng)調(diào)節(jié)。8.3真空除聾氧（一）乳方法利用抽真空的扎方法，艦使水面艱上的壓何力低于竭大氣壓特力，降詳?shù)土怂姆悬c(diǎn)筋，使水者在60C下沸騰慚，水中時(shí)的溶解脊氧析出躍。（二）仆構(gòu)造常用的是骨整體式低趕位水噴射艦真空除氧獵器，如圖7-1握5。它將除毛氧器及進(jìn)章水加熱器起、水噴射聯(lián)器、循環(huán)灑水箱等組逆成一個(gè)整緊體。除氧器內(nèi)抬的真空度償可借蒸汽潤噴射器或個(gè)水噴射噴需射器來實(shí)術(shù)現(xiàn)。（三）特夜點(diǎn)不用蒸夫汽，鍋見爐給水早溫度低9.4化學(xué)除拴氧向水中罩加入化咐學(xué)藥劑炕，或令逼水流經(jīng)兆裝有吸理氧物質(zhì)掠的過濾擁9鍋爐排污為了控制科鍋爐鍋水變的水質(zhì)符肺合規(guī)定標(biāo)繩準(zhǔn)，常采朱用鍋爐排舉污的方法對(duì)，即經(jīng)常藥放掉一部奴分鍋水，始同時(shí)補(bǔ)入輝等量的給脹水，來降愛低鍋水的諷含鹽量。保鍋爐的排乘污有定期佩排污和連恐續(xù)排污。9.1定期排荒污定期排訊污主要蠶是排除釀沉積在緒底部的傾水渣和抖沉淀物亮，同時(shí)帖也排除錦鹽分，瘦所以定哲期排污藍(lán)管開設(shè)劇在鍋筒梨、水冷刷壁各下礙集箱的輸最低處白，也稱拴底部排將污。9.2連續(xù)排污連續(xù)排污諷是排除鍋種水中的鹽胃分雜質(zhì)，需由于上鍋驗(yàn)筒蒸發(fā)面