淺談水質(zhì)對工業(yè)鍋爐的影響和水處理

淺談水質(zhì)對工業(yè)鍋爐的影響和水處理

Summary：鍋爐水質(zhì)的好壞直接影響著鍋爐安全運行、鍋爐的熱效率、節(jié)能及鍋爐的壽命。了解鍋爐水中雜質(zhì)的成分和分析水垢的形成原因，從而有效的進行水處理，從根源防止鍋爐結(jié)垢。了解水垢的形成，以至于更好的管理和運行鍋爐。關(guān)鍵詞：水處理；雜質(zhì)；危害；水垢工業(yè)鍋爐是工業(yè)生產(chǎn)中的常用設(shè)備。實踐證明，它是一種事故率比較高、事故危害嚴重的特殊設(shè)備。它的特點主要表現(xiàn)在：事故易發(fā)，破壞力強，危險性大。而眾多鍋爐失效中，水質(zhì)的影響是非常大的。鍋爐的安全運行關(guān)乎著社會經(jīng)濟和人們的生產(chǎn)生活。1工業(yè)鍋爐用水1.1鍋爐用水的分類（1）原水：又稱生水，泛指未經(jīng)任何處理的天然水。主要來自江河湖泊、城市自來水、地下水等。（2）給水：直接進入鍋爐，被鍋爐蒸發(fā)或加熱使用的水。一般由鍋爐補水和生產(chǎn)回水組成。（3）補給水：鍋爐運行中取樣、排污、泄漏等要損失的一部分水和生產(chǎn)回水被污染或無蒸汽回水都必須補充符合水質(zhì)要求的這些水。（4）生產(chǎn)回水：當(dāng)蒸汽或熱水的熱能被利用之后，其凝結(jié)水或低溫水應(yīng)被回收，循環(huán)使用的這部分水（5）軟化水：原水經(jīng)過鈉離子交換處理，使硬度降低達標的水。（6）鍋水：正在運行的鍋爐本體系統(tǒng)內(nèi)留存或流動著的水。（7）排污水：為除去鍋水中的雜質(zhì)和懸浮性水渣，以保證鍋爐水符合《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》（GBT1576）標準的要求，必須從一定位置排放掉一部分鍋水的這部分水。（8）冷卻水：鍋爐運行中用于冷卻鍋爐某一附屬設(shè)備的水。（9）除鹽水：將水中陰陽離子部分或全部除去的水1.2水中的雜質(zhì)鍋爐用水一般含有懸浮物、膠體及分子和離子等。懸浮物是泥土、油、沙粒等一些不溶物雜質(zhì)。這些無機雜質(zhì)在水靜止，容易沉淀分層，較容易除去；膠體是分子或離子的集合體，由于表面帶有相同電荷，彼此排斥，不能自行吸附長大下沉，在水中均勻穩(wěn)定；分子狀態(tài)的有氧氣、二氧化碳、二氧化硫、硫化氫及無機鹽在水中電離形成的鈣、鎂、硅酸、硫酸、氫碳酸等離子。這些雜質(zhì)或多或少都影響了水質(zhì)，危害鍋爐。2鍋爐水中雜質(zhì)的危害2.1懸浮物的危害懸浮物會影響水處理設(shè)備的運行，進入水處理設(shè)備的懸浮物會附著在交換樹脂的表面，阻塞離子交換通道，大量的懸浮物存在，輕則降低制水能力，重則堵塞使水處理設(shè)備完全失去作用。懸浮物直接進入鍋爐，他會在進水管附近的鍋筒上、煙管附著，也會沉降到鍋筒、集箱底部堆積，使傳熱變壞，鍋爐水受堆積的垢渣影響不能及時給受熱面換熱，受熱面金屬會因過熱損壞而發(fā)生事故（如圖一所示）。圖一煙管鼓包變形懸浮物如果沉降在鍋內(nèi)，會影響水循環(huán)，嚴重堵塞爐管，導(dǎo)致事故。鍋內(nèi)懸浮物太高，堿度過高。由于汽水分離，鍋水表面層附近粘度較大，汽泡上升阻力增大。在鍋爐負荷增加、汽化加劇時，大量汽泡粘附在鍋水表面不能及時分開，形成大量泡沫，使鍋水表面上下翻滾，形成汽水共騰，輸送的蒸汽也帶著雜質(zhì)，影響蒸汽品質(zhì)。2.2膠體的危害水中的膠體，一類是硅、鐵、鋁等的水解產(chǎn)生的；另一類主要是動植物腐敗的腐殖質(zhì)形成的有機膠體，也是水有色、臭和味的主要原因之一。膠體將使鍋爐煙管、水冷壁管、鍋筒、爐膽等結(jié)成難以清除的堅硬水垢；使鍋爐水產(chǎn)生大量泡沫，引起汽水共騰，污染蒸汽品質(zhì)，影響鍋爐安全運行。2.3水中離子的危害水中溶解的鹽類都是以離子狀態(tài)存在，他們是由于地層中礦物質(zhì)溶解出來的。主要是鈣、鎂、鈉鉀的碳酸氫鹽、氯化鹽和硫酸鹽等。這些雜質(zhì)若不除去，不然會造成以下危害：（1）會造成鍋爐結(jié)垢、腐蝕和污染蒸汽品質(zhì)或者產(chǎn)生汽水共騰、破壞水循環(huán)，（2）使鍋爐金屬過熱變形、腐蝕穿孔，縮短鍋爐使用壽命，浪費燃料，降低鍋爐熱效率，（3）發(fā)生堵管、爆管等重大安全隱患，危機生命財產(chǎn)安全。3水垢3.1水垢的形成給水中的懸浮物、膠體、溶解物質(zhì)，隨鍋爐的運行運行都會轉(zhuǎn)化成為水垢。水受熱蒸發(fā)，隨著蒸發(fā)、補水的往復(fù)運行，雜質(zhì)越來越多的保留在鍋中，當(dāng)爐水濃度達到一定程度時，就會在鍋爐受熱面上形成以層沉淀或從水中析出沉淀（如圖二圖三所示）。其主要原因有：受熱分解一些鈣、鎂鹽類，在鍋爐加熱過程中從溶于水中分解生成難溶于水中的物質(zhì)。如碳酸氫鈣、碳酸氫鎂等。超出鹽的溶解度鍋水不斷蒸發(fā)，鹽的濃度不斷增大，超過鹽的飽和度就會析出固相溶解度變化某些鹽的溶解度隨著溫度的升高，溶解度反而降低，從而從鍋水中析出。如硫酸鈣。相互反應(yīng)鍋水中溶解度大的鹽類和其他鹽類、堿反應(yīng)，生成難溶于水的物質(zhì)，析出沉淀。水渣轉(zhuǎn)化當(dāng)鍋爐中水渣過多，粘度大就很容易從泥垢轉(zhuǎn)化為水垢。圖三鍋爐水垢圖二鍋爐水垢4水處理4.1水的預(yù)處理一般的天然水含有較多的懸浮物和膠體，首先應(yīng)進行水的預(yù)處理：混凝、沉淀澄清和過濾。當(dāng)水渾濁，應(yīng)加入混凝劑（如明礬），使細小的懸浮物、膠體凝集成大顆粒沉淀下來，適當(dāng)?shù)某恋韯┮材苁光}鎂離子生成難溶物析出，降低水硬度。澄清后，細小的顆粒需進一步過濾除去。4.2水處理分類水處理分為鍋外水處理和鍋內(nèi)水處理。（1）鍋外水處理一般降低或消除水中的硬度，鍋爐給水的軟化常用鈉離子交換法，樹脂上鈉離子進入水中取代鈣、鎂離子。從而將鍋爐中可能形成鈣、鎂鹽類轉(zhuǎn)變?yōu)橐兹艿拟c鹽，使水得以軟化，水質(zhì)達國家水質(zhì)標準。在交換過程中，如果水質(zhì)不達標，則說明樹脂失效，應(yīng)使用氯化鈉溶液通過失效樹脂，使樹脂恢復(fù)交換能力。（2）鍋內(nèi)水處理鍋內(nèi)水處理包括鍋內(nèi)加藥和鍋外水處理，適用蒸發(fā)量小于4t/h，熱功率小于等于4.2MW的鍋爐。主要原理是根據(jù)溶度積原理在鍋水中增加某種物質(zhì)的含量，使鈣、鎂離子的溶度積超過其溶度積常數(shù)而生成流動性較好的水渣，并借助鍋爐排污除去；另一面，通過加藥改變沉淀物質(zhì)的性質(zhì)，使晶粒帶上和金屬相同的電荷而相斥，不附著在受熱面上，易于排除。4.3給水除氧除氧是防止鍋爐金屬腐蝕，最常用的是熱力除氧，由亨利定理可知，當(dāng)水溫升高；水蒸氣在水面的分壓增加，其他氣體的分壓則下降，沸點時這些氣體從水中逸出，從而達到除氧的目的。5清除水垢受熱面結(jié)垢是主要是水處理工作不足導(dǎo)致。清除水垢分人工除垢、機械除垢、化學(xué)除垢。通常采用效率高的化學(xué)除垢，堿洗法和酸洗法。6結(jié)束語水處理工作對鍋爐的影響是不可小視的，直接關(guān)系到鍋爐的安全經(jīng)濟運行和使用壽命，通過本文的簡要介紹，了解鍋爐用基本都是需用水處理，了解水中的雜質(zhì)，掌握水處理的基礎(chǔ)知識，更好的開展水處理工作。另外，以提醒檢驗人員在鍋爐檢驗時要重視水處理的檢驗和宣傳，從而讓鍋爐使用單位重視鍋爐水處理，保障鍋爐安全節(jié)能運行。Refe