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1、锅炉水质处理一、锅炉用水基本知识：（一）天然水的种类天然水主要有三种：雨水、地表水、地下水1、雨水：在降雨过程中吸收氧、氮、二氧化碳、尘埃等。雨水由于是水蒸汽凝结而成，故含盐量低，但雨水收集困难，不宜作锅炉用水。2、地表水：江、河、湖、海洋中的水。地表水的来源，主要是雨水、雪水、泉水、地表水含有大量泥沙、腐殖质、矿物盐等，地表水可做锅炉用水。3、地下水：地表水渗入地下的水。地下水含泥沙等杂质很少，水清澈，透明度高，但地下水穿过地下岩石时，溶解了大量的矿物盐，水的硬度高，锅炉用水主要是地下水。（二）天然水中的杂质及危害天然水中的杂质主要分三类：悬浮物、胶体物、溶解物。1、悬浮物（ 1）组成：极细
2、的泥沙、动植物尸体腐烂物等杂质，这些杂质悬浮在水中，使水变混浊，存放后大部分悬浮物可沉降在水底。（ 2）危害：易在水处理交换器内沉淀，污染离子交换树脂。在锅炉中易沉积在锅内底部形成沉积物，影响锅炉的传热、增加排污量，严重时可破坏水循环，造成锅炉烧坏事故。2、胶体物（ 1）组成：硅、铁、铝等矿物质，动植物的腐植物等。胶体物颗粒极小，在水中长期悬浮不沉淀。只有用化学方法处理才能出去。（ 2）危害：可结成坚硬的水垢，不易清除，使锅水品质变坏，易发生汽水共腾。3、溶解物：（ 1）组成：钙、镁、钾、钠等矿物盐类。从土壤和岩石中溶解而来。（ 2）危害：在锅炉中遇热后在金属表面结成水垢，影响传热、降低锅炉热
3、效率，严重时破坏水循环，造成锅炉鼓包变形裂纹等烧坏事故。（三）锅炉用水的分类1、原水：未经处理的地表水、地下水。2、给水：经过水处理后供锅炉使用的软水。3、回水：蒸汽做功后形成的凝结水和热水换热后的低温水回收利用的水。4、软化水：经水质处理，使水的硬度达到一定标准的水。5、锅水：锅炉内的水。二、锅炉用水水质指标（一）悬浮物（二）含盐量：水中阴粒子（-2-等）和阳粒子（如Ca、MgOH、CO 3等金属粒子）的总合。（三）溶解固形物：经过滤后仍留在水中的各种无机盐、有机物等。（四）电导率：水的导电能力，反映水的纯净度，水的纯净度越高，电导率越小，水的纯净度越低，电导率越高。（五）硬度1、碳酸盐硬度
4、（暂时硬度）：水中碳酸氢钙与碳酸氢镁的含量，碳酸盐类经过加热后可沉淀形成沉渣，又叫暂时硬度。2、非碳酸盐硬度（永久硬度）：水中硫酸钙、硫酸镁、氯化钙、氯化镁及硅酸盐等的含量。非碳酸盐硬度加热后不沉淀，必须通过化学水处理才能除去，是形成水垢的主要成份。（六）碱度：能接受氢离子的物质的含量，锅水中的碱度主要是-2-的形式存在。以 OH和 CO 3（七） PH值：反映水的酸、碱度的指标，PH=7为中性，P 7为酸性，数值越小酸度越高，PH 7 为碱性，数值越大碱度越大。（八）氯离子：水中氯离子越低越好，含量高时会腐蚀锅炉，易引起汽水共腾。（九）溶解氧：大气中的氧气溶解在水中，可引起金属的氧腐蚀。水中
5、溶解氧含量与温度有关，温度越高溶解氧含量越小。（十）相对碱度：水中氢氧化钠和溶解固形物的比值，游离 NaOH相对碱度 =溶解固形物控制相对碱度指标主要是为防止锅炉的苛性脆化。三、工业锅炉水质标准国家标准工业锅炉水质 （ GB1576- ）适用于额定出口压力小于等于 2.5MPa 的以水为介质的工业锅炉。 锅炉水质应符合下表的规定：项目给水锅水额定蒸汽压力 MPa 1.0 1.0 1.6 1.0 1.0 1.6 1.6 2.5 1.6 2.5悬浮物5 5 5总硬度 mmol/L 0.03 0.03 0.03总碱度 mmol/L6-266-246-1614 12PH7 7 710-1210-121
6、0-12溶解氧（ mg/L） 0.1 0.1 0.05无过 4000 3500 3000溶解固形物热器（mg/L）有过 3000 2500热器SO32-(mg/L)10-30 10-30PO43-(mg/L)10-3010-30相对碱度 0.2 0.2含油量（ mg/L）2 2 2含铁量（ mg/L） 0.3 0.3 0.3工业蒸汽锅炉和汽水两用火应采用锅外化学水处理，承压热水锅炉应采用锅外化学水处理。热水锅炉水质指标锅内加药锅外化学处理项目给 水锅 水给 水锅 水悬浮物 / （ mg/L） 20_5_总硬度 / （ mmol/L）6_0.6_PH值（ 25）710 1271012溶解氧 /
7、（ mg/L）_0.1_含油量 / （ mg/L）2_2_四、离子交换水处理方法（一）钠离子交换法：1、钠离子交换法的原理：Ca2+2NaR2Na+CaR22+a+2Mg +2NaR 2N+MgR式中： Ca钙离子Mg镁离子NaR钠离子交换树脂，Na：树脂中含的Na 离子， R；树脂母体，不参加反应。Ca、Mg等阳离子大量存在于水中，使水呈现硬度，水被加热过程中， Ca、 Mg离子易吸附在金属表面形成水垢。Na 离子在水中不呈现硬度，但原水中 Na 离子很少。钠离子交换树脂中含有大量 Na 离子，用树脂中的 Na 离子与原水中的 Ca、 Mg离子一对一进行交换，树脂中含的 Na 离子释放到原水
8、中，原水中的 Ca、Mg离子被树脂吸收，这个过程就是钠离子交换水处理，经过处理的水由硬水变成了软水，供锅炉使用，便不再结水垢。2、钠离子交换树脂的还原（再生）钠离子交换是一种可逆的化学反应。在水处理过程中， 由于Na离子与 Ca、Mg离子不断进行交换，当钠离子交换树脂中含有的与原水中的Ca、Mg离子交换完后，树脂中便不再含有Na吸附满了 Ca、 Mg离子，便失去了继续进行水处理的能力。Na 离子离子，而是为了恢复钠离子交换树脂的水处理的能力， 采用一定浓度的 NaCl （食盐）水对钠离子交换树脂进行浸泡，食盐是由 Cl 和 Na 离子结合而成的，食盐水中含有大量Na 离子，当盐水与钠离子交换树
9、脂接触后，树脂中饱含的 Ca、Mg离子便会被释放到盐水中，而把盐水中的 Na 离子吸附到树脂中， 当树脂饱含了 Na 离子后， 便又恢复了进行水处理的能力。这个过程叫钠离子交换树脂的还原（再生）。Ca. MgR +NaNaR+Ca+ Mg（二）钠离子交换加酸处理法经过钠离子交换法处理后的软水，硬度大体上已被除去，而碱度基本不变，当软化水中的碱度大于 2mmol/L 时，由于锅水中的碱度就会超标，就要排污，但这时锅水中的溶解固形物并未超标，浪费了大量的热和水，在高碱软水中加入一定量的酸（常用硫酸），酸碱中和降低碱度，避免过多排污，节约了能源。（三）部分钠离子交换法：经钠离子交换法处理后的软水硬度
10、已被大部分除掉，而碱度变化不大，软水呈碱性，当碱度超过标准后，在溶解固形物不超标的情况下也要排污造成浪费，这时可将一部分未经处理的原水（清澈的）直接加入到锅炉中，利用原水中的硬度中和掉过高的碱度，这样可减少排污量，提高锅炉热效率。 这种水处理减少了补水和排污， 操作简单，值得推广。（四）钠离子交换水处理系统1、单级系统用一只钠离子交换器运行。2、二级系统用二只钠离子交换器串联运行。3、三级系统用三只钠离子交换器串联安装时， 每种系统都必须加按一只备用交换器，串联连接。保证每种系统有一只交换器还原备用。并与其它交换器五、固定床离子交换器的运行（一）固定床顺流再生离子交换器的运行再生（还原）时的水
11、流方向与工作时的水流方向一致， 称为顺流再生。运行共分为反洗、还原、正洗、交换四个阶段。1、反洗阶段工作时，原水从钠离子交换器顶部进入， 软化水从底部流出。 反洗时反洗水从交换器的底部进入，从交换器的顶部流出，与工作时的水流方向相反，称“反洗”。反洗的作用：（ 1）松动树脂层， 工作时树脂层被水压的较密实， 不利于再生。（ 2）冲洗掉树脂层顶部的泥渣等悬浮物和破碎的树脂。2、再生（还原）阶段再生的目的：使失效的离子交换树脂回复交换能力。再生的方法有两种：（ 1）、静态法（浸泡法）（ 2）、动态法：再生液不断进入交换器，交换后废再生液不断排出。静态法（浸泡法） 效果不太好， 不提倡采用。 动态法
12、再生效果好，提倡采用。动态法再生时，应严格控制排水阀开度，再生液流速应控制在3-5 米/ 时。并确保树脂全部浸泡在再生液中。再生时间应不少于40分钟。再生液浓度一般控制在6%-10%。3、正洗阶段正洗的作用： 再生结束后应进行正洗， 清洗干净交换剂中残留的再生液和再生产物。正洗水的流向与再生液的流向一致。正洗时间 : 正洗初期实际仍在再生， 应控制流速在 3-5 米/ 时，清洗 15-20 分钟，然后控制流速在 10-20 米 / 时，清洗 30 分钟即可。正洗后期应不断检测出水硬度，当交换器出水硬度小于0.04mmol/L 时，即可投入交换运行。交换器正洗后不立即投入运行，可暂不正洗，待投运
13、前再正洗。4、交换阶段 ( 工作阶段 ) ：正洗后，交换剂已恢复了交换能力， 即可投入运行。 交换时进水的流速应控制在 20-30 米，交换过程应连续进行，最好不要间断。交换阶段应每小时化验一次， 后期每半小时化验一次， 最后每十几分钟化验一次，当出水硬度超过标准时即失效，立即停止运行。六、锅炉给水除氧GB1576工业锅炉水质规定，当蒸汽锅炉额定蒸发量大于等于6t/h时应除氧。热水锅炉额定功率大于等于4.2MW时，锅炉给水应除氧。给水中含有的溶解氧可以对锅炉造成氧腐蚀， 容易发生氧腐蚀的主要在省煤器，省煤器与锅炉之间的给水管道、锅炉进水口位置及锅炉水位线附近 位置，因这些部位水中的溶解氧含量是
14、最高的。除氧的方法有两种： 热力除氧和化学除氧。 蒸汽锅炉多采用热力除氧。热水锅炉宜采用化学除氧，有蒸汽源的也可以采用热力除氧。（一）化学除氧。1、化学药剂除氧：常用化学药剂：亚硫酸钠、二甲基酮肟、二乙基羟胺、异抗坏血酸等。这些药剂加入给水中，和水中的溶解氧反应，生成不腐蚀的产物。2、钢屑除氧：在除氧器中加入一定数量的钢屑 （碳素钢屑， 不能用合金钢屑） ，形成钢屑层， 当水经过钢屑层时， 氧与钢屑氧化， 从而除去水中的氧。（二）热力除氧在热力除氧器中把给水加热到沸点以上，一般加热到105，水中的溶解氧便会被析出，使水中的氧溶解度为零。热力除氧的主要设置是热力除氧器，其结构和系统见教材 P36
15、2、 P365 页。1、热力除氧的优点：（ 1）除氧效果好，经热力除氧后，水中溶解含量基本为零。（ 2）不增加给水中的含盐量，水中杂质含量不变。（ 3）性能稳定，操作简单，运行成本相对较低。2、热力除氧的缺点：（ 1）消耗一定量的蒸汽。（ 2）省煤器给水温度高，排烟热损失增加。（ 3）投资相对较高。（ 4）只适用于蒸汽锅炉。七、水垢的危害及清除（一）水垢的形成水中的 Ca、Mg等盐类如 CaCO3、MgCO3等在水中不溶解，遇热易附着于金属表面形成水垢。当水中的沉渣过多， 又未及时排出锅外， 如 Mg(OH)2、Mg(PO4)2 等，很容易由沉渣转化学水垢。（二）水垢的分类1、碳酸盐水垢主要成
16、分为：CaCO3、 MgCO3 、 Mg(OH)22、硫酸盐水垢主要成分为：CaSO4、 MgSO4等3、硅酸盐水垢4、混合水垢( 三）水垢的危害水垢的导热性能非常差，即水垢导热系数很低，破坏了金属材料的正常传热，使金属材料过热而受到破坏，是其主要危害。钢材的导热系数是46.40 69.6 。碳酸钙水垢的导热系数是0.58 6.96 。硫酸钙水垢的导热系数是0.58 2.90 。1、浪费燃料， 降低锅炉热效率。 易发生因金属材料过热而发生鼓包、穿孔、破裂变形，发生锅炉安全事故。2、导致垢下金属腐蚀，影响锅炉寿命和安全。（四）水垢的清除：1、人工除垢：用锤子、刮子、铲子人工清除，劳动强度大，效率
17、低，除垢效果不好。2、机械除垢：用电动铣刀式钢丝刷除垢，除垢不彻底。3、化学除垢：除垢彻底，效果好，是常用的方法。化学除垢一般用酸洗法除垢：针对碳酸盐水垢，将盐酸配制成 3%-5%的酸液，用酸泵注入锅炉内炉水中，并使之循环流动，浸泡，一般经 2448 小时后，水垢就会清除干净。这种方法也叫酸洗除垢。注意事项：1、酸洗除垢一般掌握水垢厚度1mm时采用。2、除垢作业前应制定酸洗方案，配备齐全设备用具、防酸伤害的劳保用品，如橡胶手套、口罩、防护眼镜、工作服、鞋等。3、根据锅炉最大容水量计算出盐酸用量。一般按锅炉最大容水量的1.2-1.5倍的量配制。4、在酸液罐内加入清水，再按计算好的盐酸用量把盐酸缓慢加入水中。切记不能先加酸后加水，以防剧烈反应飞溅伤人。5、将配制好的酸液由上人孔用酸泵注入炉内，待锅炉满后打开锅炉底部排水阀，排水阀与酸罐连接，将酸液排回酸罐，上进下出，不断循环。6、不断检测酸液浓度，至酸液浓度不再下降时，则酸洗结束。7、为防止酸液对锅炉的腐蚀，一定在配制酸液时加入“缓蚀剂”。8 、酸洗结束，排干净废液，用碱液中和纯化。纯化结束，放干净碱液，用清水将锅炉冲洗干净后，注水投入运行。9、锅炉的酸洗除垢应由有锅炉清洗除垢资质的专业单位施工。锅炉使用单位对酸洗工艺、酸洗过程、酸洗质量进行监督。