工業(yè)鍋爐給水處理技術(shù)的探討

工業(yè)鍋爐給水處理技術(shù)的探討

用鍋的大部分水都是從天然水源收集的。自然水源可分為地面水源和地下水源。由于自然原因和人為污染,水中總含有各種各樣的雜質(zhì),這些雜質(zhì)如進(jìn)入鍋爐就會(huì)對(duì)鍋爐的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行產(chǎn)生重要的影響,為了確保鍋爐的用水質(zhì)量,防止因鍋爐用水的不合格而危及鍋爐的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,必須對(duì)其進(jìn)行處理,使水中雜質(zhì)含量減少到能滿足鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求,即符合鍋爐給水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。一般工業(yè)鍋爐的水處理可以劃分為爐外處理和爐內(nèi)處理兩大類。爐外水處理分為以下幾個(gè)步驟:12水處理水的凈化包括凝聚、沉淀與過(guò)濾,目的是除去水中所含的懸浮物膠體,并且為進(jìn)一步軟化或除鹽處理創(chuàng)造條件。2陽(yáng)離子交換劑層過(guò)濾一般采用離子交換法。陽(yáng)離子交換軟化水系統(tǒng),即陽(yáng)離子交換法,它依據(jù)陽(yáng)離子交換劑在水中解離出陽(yáng)離子,去代換水中的陽(yáng)離子,從而改變水質(zhì)。當(dāng)硬水通過(guò)陽(yáng)離子交換劑層過(guò)濾時(shí),水中的Ca2+、Mg2+被陽(yáng)離子交換劑吸收,而含在陽(yáng)離子交換劑內(nèi)的陽(yáng)離子(通常多為Na+,H+,NH+4)則代替他們轉(zhuǎn)入溶液中,從而使水得到軟化。這種方法可分為以下幾種。2.1鹽離子交換crg法鈉離子交換劑是工業(yè)鍋爐最常用的離子交換劑,當(dāng)原水經(jīng)過(guò)離子交換劑時(shí),水中的鈣、鎂離子被鈉離子所置換出口的水即是軟水,軟水堿度等于原水的碳酸鹽硬度。鈉離子交換的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備及運(yùn)行管理比較簡(jiǎn)單;缺點(diǎn)是只能軟化,而不能除去水中堿度。為降低經(jīng)鈉離子交換處理后水的堿度,最簡(jiǎn)單的方法是向軟水中加酸(一般是硫酸)。適用范圍:當(dāng)按堿度和含鹽量計(jì)算的連續(xù)排污率低于12%～15%時(shí),或當(dāng)水的溶解固形物Crg≥200Hz時(shí),可采用鈉離子交換軟化法。Crg為原水的溶解固形物;Hz為原水的碳酸鹽硬度。2.2對(duì)于未含水、低硬度的水,其復(fù)配雙極鈉離子交換系統(tǒng),一般用于軟化硬度高于10毫克當(dāng)量/L的原水,或在需要保證提高軟化水的質(zhì)量時(shí)使用,對(duì)于含量超過(guò)500mg/L～600mg/L的水,也可采用此法,以降低其殘余硬度,并減少再生耗鹽量。2.3串聯(lián)軟化系統(tǒng)當(dāng)原水的碳酸鹽硬度很大時(shí),采用氫-鈉離子交換系統(tǒng)可降低水的堿度。氫-鈉離子交換軟化水系統(tǒng)有串聯(lián)、不足量酸再生的串聯(lián)、并聯(lián)、綜合四種系統(tǒng)。目前,我國(guó)常用的是不足量酸再生的串聯(lián)和并聯(lián)兩種系統(tǒng)。不足量酸再生氫-鈉離子串聯(lián)交換系統(tǒng)是將全部原水通過(guò)不足量酸再生的氫離子交換口,然后除去游離的CO2,再進(jìn)行一級(jí)或二級(jí)鈉離子交換。串聯(lián)軟化系統(tǒng)如圖1所示。此系統(tǒng)的特點(diǎn)是:用不足量酸再生氫離子交換器(即按理論計(jì)算所得的硫酸量進(jìn)行再生,不加過(guò)剩量),故進(jìn)行H+交換的只是和HCO-3等量的陽(yáng)離子。從理論上分析,軟化水和再生時(shí)的排水均不是酸性的,但由于軟化水中有游離的CO2存在和再生時(shí)的不完全性,軟化水和排水的管道,均應(yīng)考慮防腐措施。并聯(lián)氫-鈉離子交換系統(tǒng),是將原水分別在氫離子和鈉離子交換中軟化,然后由氫離子交換器產(chǎn)生的酸性水和鈉離子交換器產(chǎn)生的堿性水混合,最后進(jìn)入除CO2器,除去游離的CO2。并聯(lián)軟化系統(tǒng)如圖2所示。并聯(lián)的氫-鈉離子交換軟化水的殘留堿度不大于0.35毫克當(dāng)量/L。而且采用并聯(lián)法時(shí),須按原水水質(zhì)情況調(diào)節(jié)進(jìn)入氫離子交換器和鈉離子交換器的水量比例,以控制軟化水的堿度。不足量酸的氫-鈉離子系統(tǒng),適用于碳酸鹽(堿度)超過(guò)1毫克當(dāng)量/L及總含鹽量不超過(guò)2000mg/L～3000mg/L的各種水,即不論其納鹽含多少。3陰陽(yáng)離子交換劑化學(xué)除鹽是采用陰陽(yáng)離子交換除鹽,即水中陽(yáng)離子都被H+置換,另設(shè)一陰離子交換器,其交換劑用堿還原,成為OH-離子交換劑。若將陰陽(yáng)離子交換器串聯(lián),則水中鹽類的陽(yáng)離子被置換成H+,陰離子又被置換成OH-,則鹽分被除去,成為純水。陰陽(yáng)離子交換劑要有耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿作用。工業(yè)鍋爐房很少采用除鹽系統(tǒng)。而熱電聯(lián)產(chǎn)裝置鍋爐對(duì)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求高,廣泛采用陰陽(yáng)離子交換除鹽系統(tǒng)。4鍋爐除氧方法在鍋爐給水中,溶有多種氣體,其中對(duì)熱力設(shè)備危害最大的是氧氣。在熱力系統(tǒng)中,由于水、汽溫度都較高,加快了氧腐蝕的速度。因此,盡可能完全除去溶解在鍋爐給水中的氣體,是保護(hù)熱力系統(tǒng)中所有設(shè)備不受腐蝕的基本方法。給水除氧方法主要有大氣式熱力除氧和解析除氧兩種。真空除氧、鋼屑除氧、化學(xué)除氧及電化學(xué)除氧等方法目前尚難推廣采用。4.1+x-ct水氣溶膠熱力除氧就是將水加熱至沸點(diǎn),水中氧的溶解度減少而逸出,再將水面上產(chǎn)生的氧氣排除,使之充滿蒸汽。如此使水中氧氣不斷逸出,保證鍋爐給水含氧量達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。大氣式熱力除氧器普遍選用噴霧式熱力除氧類型,它具有傳熱效果好、體積小和重量輕等優(yōu)點(diǎn)。4.2除氧系統(tǒng)及特點(diǎn)解析法除氧是將不含氧的氣體與要除氧的水強(qiáng)烈混合接觸,根據(jù)液面上氧氣分壓為零(或近于零)時(shí)液體中氧氣的溶解度降低的原理,使水中的氧氣大量擴(kuò)散到無(wú)氧的氣體中,從而使水中含氧量降低。從水中擴(kuò)散出來(lái)的氧氣,又隨著原來(lái)無(wú)氧的氣體流入,裝于鍋爐500℃～600℃部位的反應(yīng)器中,在反應(yīng)器中與熾熱的木炭作用,使絕大部分氧氣變成二氧化碳,而氧氣殘存量極微小。然后,再將此氣體與要除氧的給水強(qiáng)烈混合接觸,如此循環(huán)工作,達(dá)到除氧的目的。此法特點(diǎn):一是待除氧水不需要預(yù)熱處理。二是低位布置,體積小,金屬耗量少,管路系統(tǒng)簡(jiǎn)單,設(shè)計(jì)安裝方便,自動(dòng)控制操作簡(jiǎn)便;三是采用了無(wú)給水箱,簡(jiǎn)化了除氧系統(tǒng),占地少,節(jié)省設(shè)備和廠房的投資,并降低了水箱密封的難度;四是運(yùn)行費(fèi)用低,氣密性好,可實(shí)現(xiàn)常溫水除氧,殘余溶解氧濃度低至0.03mg/L～0.