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：

2、極細的泥沙、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

3、熱效率，嚴 重時破壞水循環(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、CO）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

4、度（暫時硬度）：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OHff口 CO）的形式存在。（七）PH值：反映水的酸、堿度的指標，PH=7為中性，P < 7為酸性，數(shù)值越小酸 度越高，PH> 7為堿性，數(shù)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

5、金屬的氧腐蝕。水中溶解氧含量與 溫度有關，溫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MPa< 1.0> 1.0< 1.6> 1.6< 2.5< 1.0> 1.0< 1.6> 1.6< 2.5懸浮物< 5< 5< 5總硬度mmol/L<

6、0.03< 0.03< 0.03總堿度mmol/L6-266-246-16< 14< 12PH> 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V 4000V 3500V 3000有過熱器V 3000V 2500SO32-(mg/L)10-3010-30PO43-(mg/L)10-3010-30相對堿度V 0.2V 0.2含油量（mg/L）< 2< 2< 2含鐵量（mg/L）< 0.3< 0.3< 0.3工業(yè)蒸汽鍋爐和汽水

7、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卩日值（25C）> 710 12> 710 12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：CaT+2NaR ZN+CaRMg+2NaR 2N+MgR*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 M

8、g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

9、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NaCI （食鹽）水對鈉離子交換樹脂進行浸泡，食鹽是由CI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. 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

10、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

11、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，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

12、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，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

13、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

14、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、鋼屑除氧： 在除氧器中加入一定數(shù)量的鋼屑（碳素鋼屑，不能用合金鋼屑），

15、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105C,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）只適用于蒸汽鍋爐。七、水垢的危害及清除一）水垢的形成水中的Ca

16、Mg等鹽類如CaCO MgCO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，女口Mg（OH） Mg（PO2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：CaCO MgCO、Mg（OH）2、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(shù)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(shù)是 46.40 69.6 。碳酸鈣水垢的導熱系數(shù)是 0.58 6.96 。硫酸鈣水垢的導熱系數(shù)是 0.58 2.90 。1 、浪費

17、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。化學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、酸洗除垢般掌握水垢厚度1m時米用。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(jù)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