锅炉水处理设备.docx

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锅炉水处理设备

锅炉水处理设备

　　北京福牌科技发展有限公司是中国锅炉水处理协会会员单位，是一家专业生产制造锅炉配套水处理设备的北京水处理设备生产厂家，公司在北京、河南、江苏宜兴都设有自己的工厂。

一、锅炉用水基本知识

    搞好锅炉水质处理工作,直接关系到锅炉安全经济运行与锅炉的使用寿命。

锅炉用水的质量好坏,是锅炉安全经济运行的重要因素。

 因而,学习和掌握水的一些基本性质, 采取适当的水处理措施,对水处理管理和司炉人员就显得十分必要。

　　1、天然水的种类及特点

　　水是地球上分布最广的物质中的一种。

被海洋、江河、湖所覆盖的面积 , 约占地球表面的三分之二。

天然水按其来源 可分为三种：

　　1） 雨水

　　雨水一般不含矿物杂质。

因其溶解能力很大, 当以雨雪等形式从空中降落时，会吸收和溶解一些来自空气中的气体 , 如氧、氮、二氧化碳、尘埃和细菌等杂质。

雨水的硬度和含 盐量都很低。

但是 , 由于雨水收集积存困难 , 所以不能作为锅炉供水的水源。

　　2）地表水

　　地表水主要包括 :

 江水、河水、湖水、水库水等。

因其 矿化度小 , 因此硬度较低 , 但因表面径流和地下渗流的结果往往混入不溶或可溶性杂质：

如泥沙、动植物残骸及可溶性盐类。

地表水的成分, 随地区的不同 , 其成分有较大的差别。

就同一地区的地表水 , 随季节的不同 , 也有较大的波动 , 在夏季洪汛期, 水中的盐类被雨水或冰雪融化, 水被冲淡, 因此硬度和含盐量会大大减少 , 混浊度却会急剧增高 , 冬季则 相反。

地表水经处理后 , 可作为锅炉给水。

　　应当指出 , 海水亦属地表水 , 但由于它含盐量高 , 硬度大 , 如不经处理不但不能作锅炉用水 , 也不能饮用。

　　3）地下水

　　地下水包括:

 井水、泉水、自流水。

由于经过地层的渗透过滤, 通常悬浮杂质较少, 水的透明度较高。

但因水具有较强的溶解性, 从空气中吸收了二氧化碳之后 , 溶解能力更强 , 在透过不同岩石层时, 便溶入了各种无机盐类。

地下水溶解矿物质的程度决定于土质中矿物质的成分、接触时间和水流经路程的长短。

　　一般地下水水质是比较稳定的 , 受季节变化影响较小 , 但是水中的含盐量和硬度却是比较大的 , 经过处理之后可作锅炉给水。

    2、天然水的分类

　　1） 按硬度来分

（1） 低硬度水   :

 硬度为 1.O mmol/L以下 ;

（2） 一般硬度水 :

 硬度为 1.0~3.5mmol/L;

　　（3） 较高硬度水 :

 硬度为 3.5~6.0mmol/L;

　　（4） 高硬度水   :

 硬度为 6.0~9.0mmol/L;

　　（5）极高硬度水  :

 硬度为 9.0mmol/L 以上。

　　2）按含盐量来分

（1） 低含盐量水 :

 含盐量为20O mg/L以下 ;

（2） 中等含盐量水 :

 含盐量为 200~50Omg/L;

　　（3） 较高含盐量水 :

 含盐量为 500~100Omg/L；

　　（4） 高含盐量水 :

 含盐量为 1000mg/L以上。

　　3）按硬度与碱度的关系来分

（1） 非碱性水：

水中总硬度大于总碱度 ,

（2） 碱性水:

 水中总碱度大于总硬度 ,

　　（3） 碳酸盐型水:

水中暂硬大于永硬 ,

　　（4） 非碳酸盐型水:

水中暂硬小于永硬 ,

　　我国地域辽阔, 水质情况很复杂,较大多数是非碱性的 碳酸盐型水 , 它的钙硬度占总硬度的 70×10±2 左右, 含盐量为中等, 硅酸盐含量在20mg/L 以下, 悬浮物的含量变化较大。

　　3、天然水中杂质及其对锅炉的危害

　　天然水中含有各种杂质 , 按其颗粒大小不同 , 可以分为三类 :

　　1） 悬浮物质

　　悬浮物质颗粒直径在 10-4mm 以上的杂质 , 这些杂质构成了天然水的浑浊度和色度 , 悬浮物质在水中是不稳定的 , 其 较轻物质浮于水面 （ 如油脂等 ）, 较重物质静置时会下降 （ 如沙石、粘土和动植物尸体碎片和纤维等）。

　　悬浮物的存在会影响离子交换设备及锅炉的安全经济运 行 , 如果它们在离子交挠器内沉积 , 将会使离子交换剂受到 污染 , 从而使其交换容量降低 , 周期出水量减少 , 并影响离子交换器的出水质量。

如果悬浮物直接进入锅炉 , 它会在锅筒内沉积, 使传热情况变坏 , 金属因过热损坏而发生事故。

　　2）胶体物质

　　胶体物质是指颗粒直径在 10-4~10-6mm 之间的杂质。

　　天然水中的胶体 , 一类是硅、铁、铝等矿物质胶体; 另一类是由动植物腐败后的腐殖质形成的有机胶体。

由于胶体表面 带有同性电荷 , 它们的颗粒之间互相排斥 , 所以颗粒不能长大,不能靠重力下降 , 所以可在水中稳定存在。

若不除去水 中的胶体物质 , 将会使锅炉结成难以去除的坚硬水垢 ，并使锅水产生大量泡沫 , 引起汽水共腾, 污染蒸汽品质 , 影响锅炉的正常运行。

　　3）溶解物质

　　水中溶解的物质主要是气体和矿物质的盐类 , 它们都以分子或离子状态存在于水中, 粒径在 10um 以下。

　　水中溶解的气体都以分子状态存在。

能够引起锅炉腐蚀 的有害气体主要是氧气和二氧化碳气体,有时还有些硫化氢 气体。

氧是由大气中溶解进去的,二氧化碳和硫化氢是有机 物分解或氧化而产生的。

水中溶解的盐类都是以离子状态存在的。

它们是由于地层中矿物质溶解而来的。

天然水中溶解的盐类主要是钙、筷、纳、佣的碳酸氢盐 ,氯化物和硫酸盐等。

这些杂质若不除去 , 会造成锅炉结垢、腐蚀和污染蒸汽品质,使锅炉金属过热变形、腐蚀穿孔、缩短锅炉使用寿命、浪费燃料、降低锅炉热效率, 或者产生汽水共腾 , 以至发生堵管、爆管等重大事故, 破坏锅炉的安全经济运行。

二、锅炉用水分类

　　锅炉用水 , 根据其部位和作用不同 , 一般可分为以下几种 :

　　1. 原水 （ 源水 ）

　　又称生水 , 凡指未经任何处理的天然水。

原水主要来自江河水、井水或城市自来水等。

　　2. 给水

　　直接进入锅炉 , 被锅炉蒸发或加热使用的水称为锅炉给水。

给水通常由补给水和生产回水两部分混合而成。

   3. 补给水

　　锅炉在运行中由于取样、排污、泄漏等要损失掉一部分水，而且生产回水被污染不能回收利用 , 或无蒸汽回水时 , 都必须补充符合水质要求的水 , 这部分水叫补给水。

补给水是 锅炉给水中除去一定量的生产回收外 , 补充供给的那一部分。

因为锅炉给水有二定的质量要求 , 所以补给水一般都要经过 适当的处理。

当锅炉没有生产回水时 , 补给水就等于给水。

　　4. 生产回水

　　当蒸汽或热水的热能利用之后 , 其凝结水或低温水应尽量回收 , 循环使用这部分水称为生产回水。

提高给水中回水 所占的比例 , 不仅可以改善水质 , 而且可以减少生产补给水 的工作量。

如果蒸汽或热水在生产流程中已被严重污染 , 那就不能进行回收。

　　5. 软化水

　　原水经过软化处理 , 使总硬度达到一定的标准 , 这种水 称为软化水。

简称软水。

　　6. 锅水 正在运行的锅炉本系统中流动着的水称为锅炉水。

简称锅水。

　　7. 排污水

　　为了除去锅水中的杂质 （ 过量的盐分、碱度等 ） 和悬浮性水渣 , 以保证锅炉水质符合 GB1576 水质标准的要求 , 就必 须从锅炉的一定部位排放掉一部分锅水,这部分水称为排污水。

　　8. 冷却水

　　锅炉运行中用于冷却锅炉某一附属设备的水 , 称为冷却 水。

冷却水往往是生水。

三、不良水质对锅炉的危害

　　1、水垢

　　锅炉是一种热交换设备，是产生蒸汽货热水的；实现换热过程必须用水作为传能的介质。

水在锅内受热为水中的杂质提供了化学反应和不断浓缩的条件，当杂质在锅内水中达到饱和时，会有固体物质析出，如果悬浮在锅水中就称为水渣；如果附着在受热面上，则称为水垢。

水垢的导热能力是钢铁的十几分之一到几百分之一，大大降低锅炉传热效率。

因此锅炉结垢会产生如下几种危害。

　　1）浪费燃料：

锅炉结垢后，使受热面的传热性能变差，燃料燃烧所放的热量不能及时传递到锅水中，大量的热量被烟气带走，造成排烟温度过高，排烟热损失增加，锅炉热效率降低。

为保持锅炉额定参数，就必须多投加燃料，因此浪费燃料。

大约1毫米的水垢多浪费燃料10%。

　　2）受热面损坏：

结了水垢的锅炉，由于传热性能变差，燃料燃烧的热量不能迅速地传递给锅水，致使炉膛和烟气的温度升高。

因此，受热面两侧的温差增大，金属璧温升高，强度降低，在锅内压力作用下，发生鼓包，甚至爆破。

　　3）降低锅炉出力：

锅炉结垢后，由于传热性能变差，要达到额定蒸发量，就需要消耗更多的燃料，但随着结垢厚度增加，炉膛容积是一定的，燃料消耗受到限制。

因此，锅炉出力就会降低。

　　4）消耗化学除垢药剂：

水垢要彻底清除才能保证锅炉的安全和经济运行。

而除垢通常采用化学药剂（酸、碱），不仅要消耗大量的化学药品及污染环境，还会因酸洗不当货酸洗频繁影响锅炉使用寿命。

    2、腐蚀

　　水质不良对锅炉的另一危害是引起金属腐蚀。

后果如下：

　　1）金属构件破坏：

　　锅炉的省煤器、水冷壁、对流管束及锅筒集箱等构件会因水质不良（水中含有氧气、酸性和碱性物质）都会对锅炉金属面产生腐蚀，使其壁厚减薄、凹陷，甚至穿孔，降低了锅炉强度，严重影响锅炉安全运行。

缩短使用寿命，造成经济损失。

尤其是热水锅炉，循环水量大，腐蚀更为严重。

　　2）产生垢下腐蚀：

　　含有高价铁的水垢，容易引起与水垢接触的金属腐蚀。

而铁的腐蚀产物又容易重新结成水垢。

这是一种恶性循环，它会迅速导致锅炉部件损坏。

尤其是燃油锅炉金属腐蚀产物的危害更大。

　　3）汽水共腾：

　　发生在蒸汽锅炉上。

锅内的水被蒸汽大量带走的现象。

产生汽水共腾的原因除了运行操作不当外，主要因水质不良造成（当炉水中含有较多的氯化钠、磷酸钠、油脂和硅化物时，或锅水中的有机物和碱作用发生皂化时，在锅水沸腾蒸发过程中，液面就产生泡沫，形成汽水共腾）。

　　3、杂质堵塞

　　由于不同使用环境当中的水质不同，当锅炉水循环系统当中出现了各种杂质时，会导致堵塞管子，使锅炉的蒸汽品质降低；水位计看不清水位，运行不安全；水击事故等。

这对于锅炉的安全运行和能源消耗会有很大影响。

因此，做好锅炉水处理工作对锅炉安全运行有着及其重要的意义。

四、锅炉配套水处理设备介绍

   1、热力除氧器

    1）设备简介

　　北京福牌科技发展有限公司生产研制的热力除氧器是利用亨利定律并通过先进的自控设计，使除氧头的水温稳定在最佳的除氧范围之内，是集喷淋、旋膜、填料深度除氧于一体的新型综合热力除氧设备，具有节能，安全，除氧效果好、适应性强的特点。

    2）设备特点

（1）除氧效果好：

由于旋膜式除氧器的旋膜管传热系数大，传热效率极佳，进出水温升大，在水膜裙下的温度己接近饱和的温度，故旋膜器可以除去98%以上的溶解氧；

（2）适应性强：

在进水溶氧含量高、进口水温低及机组调峰运行等工况下均能保证除氧效果；

　（3）安全性能好：

在任何工况下均不会产生振动；

　（4）节能：

排汽量较同出力的除氧器减少50%；

　（5）设备无易损件，维修方便。

管路流程图（省略）

BJF热力除氧器设备管路流程图（省略）

设备外形图（省略）

    3）性能参数

型号处理水量（m/h）工作压力（MPa）工作温度（℃）设计压力（MPa）设计温度（℃）入口水温（℃）补水率（%）出口溶氧（mg/L）运行方式定压

BJF-6RCY60.021040.3525040100≤0.1

BJF-10RCY100.021040.3525040100≤0.1

BJF-20RCY200.021040.3525040100≤0.1

BJF-25RCY250.021040.35250≥45100≤0.1

BJF-40RCY400.021040.35250≥45100≤0.1

BJF-50RCY500.021040.35250≥45100≤0.1

BJF-60RCY600.021040.35250≥45100≤0.1

BJF-75RCY750.021040.35250≥45100≤0.1

BJF-150RCY1500.021040.35250≥45100≤0.1

型号释义：

如BJF-6RCY BJF：

表示福通系列水处理设备；6：

表示热力除氧器每小时处理水量为6m3/h；RCY：

表示热力除氧器。

     2、全自动加药设备

     1）产品综述

（1）全自动加药设备

　　北京福牌科技发展有限公司设计生产研制的BJF系列全自动加药设备采用时间程序控制，此控制方式无需仪表的支持，首先根据系统的运转需要设定自动加药的周期、加药量、加药时间和加药频率。

在以后的系统运转过程中，到加药周期，计量泵自动打开加药，加到规定的时间计量泵关闭；到排污周期，计量泵停止加药，排到规定的时间后，计量泵继续开启，补充排污损失掉的药剂，把系统的含药量维持在正常的水平、加到规定的时间计量泵关闭。

（2） 智能型全自动加药设备

　　智能加药设备，采用传感信号控制加药泵的工作过程，此控制方式需用pH仪、电导仪等监测仪表及相应的传感器。

首先根据系统的运转需要设定控制参数（pH值或电导值）的极限值，若系统在运转过程中出现以下情况加药装置即开始工作：

若pH值低于或高于设定的值。

pH值偏低，说明酸性太强，系统有腐蚀倾向；pH值偏高，说明碱性太强,系统有结垢倾向。

这时检测仪器会将此信号反馈给控制系统，控制系统再输出指令给指定的计量泵，令其打开加药系统以调节pH值，待pH值恢复正常后，计量泵关闭。

若电导率高于设定值，说明系统含盐量超标，有腐蚀结垢倾向。

这时监测仪器会将此信号反馈给控制系统，控制系统再输出指令给排污电磁阀，令电磁阀打开排水，待电导恢复正常后，电磁阀关闭。

然后计量泵打开加药，补充排污损失掉的药剂，把系统的含药量维持在正常的水平，加到规定的时间计量泵关闭。

　　在电力、石油、化工、冶金工业、环境工程、水处理等领域中常需要将某种液体连续自动地注入到另一种液体中成为一种混合液,或者使加入的药剂与液体中存在的某种组份发生化学反应,以达到预期的工艺要求。

为达到最佳效果,在工况变化的情况下,对所加化学药剂量自动跟踪调节控制加药速度,因此在这种装置中，北京福牌科技发展有限公司采用了先进的智能型自动控制方式来控制加药量。

BJF智能型全自动加药设备结构简单、安装方便。

主要由计量箱（药剂贮罐）、计量泵（加药泵）、自动控制系统、连接管路等组成。

除部分加药管路、取样管路和加药浓度检测仪表外,这些设备一般都集中安装在一个加药间内, 自动加药装置将计量箱、计量泵、自动控制系统一体化,即安装在一个底座上。

制造厂完成设备购置、制造、组装、调试、试运行,用户只需将智能型全自动加药装置安放在加药间后,将计量泵出口与加药

管路、计量箱进出口与进水管等连接好,并将控制柜电源和检测仪表信号送到控制柜就可以启动、投入运行。

这样可以大大减少现场施工工作量,避免了中间环节繁多引出的差错，有效地保证工期和工程质量,减少用户的麻烦和损失。

    2）技术参数

　　适用系统压力：

0.2-1.0MPa　

　　工作电源：

220V/50Hz　

　　工作环境：

温度5～45℃，湿度≤85%

    3）设备选型

　　型号释义 BJF-JY-0.1-I（Ⅱ、Ⅲ）　

　　加药泵及药箱组数：

Ⅰ表示1套，Ⅱ表示2套，Ⅲ表示3套　

　　药箱容积：

对0.1的释义，单位为m3　

　　设备代号：

对JY的释义，表示加药设备　

　　商标代号：

对BJF的释义，表示福通系列水处理设备

    4）规格型号表

（1）单罐系列全自动加药设备

　　型号 加药量L/h 药箱尺寸ф×h 药箱容积M3 加药口径 功率W 占地空积L×W×H　

　　BJF-JY-0.1-I 0～2 460×790 0.1 DN10 90 620×620×1000　

　　BJF-JY-0.2-I 0～4 580×930 0.2 DN10 90 740×740×1150　

　　BJF-JY-0.3-I 0～6 600×950 0.3 DN10 120 760×760×1150　

　　BJF-JY-0.5-I 0～8 760×1180 0.5 DN10 120 920×920×1400　

　　BJF-JY-0.6-I 0～12 800×1200 0.6 DN10 120 960×960×1500　

　　BJF-JY-1.0-I 0～16 1000×1470 1.0 DN15 150 1160×1160×1800　

　　BJF-JY-2.0-I 0～24 1370×1780 2.0 DN15 150 1530×1530×2100

（2）双罐系列全自动加药设备

　　型号 加药量L/h 药箱尺寸ф×h 药箱容积M3 加药口径 功率W 占地面积L×W×H　

　　BJF-JY-0.1-Ⅱ 0～2 460×790 0.1 DN10 120 1200×620×1500　

　　BJF-JY-0.2-Ⅱ 0～4 580×930 0.2 DN10 120 1420×740×1650　

　　BJF-JY-0.3-Ⅱ 0～6 600×950 0.3 DN10 150 1460×760×1650　

　　BJF-JY-0.5-Ⅱ 0～8 760×1180 0.5 DN10 150 1780×920×1880　

　　BJF-JY-0.6-Ⅱ 0～12 800×1200 0.6 DN10 150 1860×960×1900　

　　BJF-JY-1.0-Ⅱ 0～16 1000×1470 1.0 DN15 200 2260×1260×1800　

　　BJF-JY-2.0-Ⅱ 0～24 1370×1780 2.0 DN15 200 3000×1630×2100

   （3）三罐系列全自动加药设备

　　型号 加药量L/h 药箱尺寸ф×h 药箱容积M3 加药口径 功率W 占地面积L×W×H　

　　BJF-JY-0.1-Ⅲ 0～2 460×790 0.1 DN10 160 1740×620×1500　

　　BJF-JY-0.2-Ⅲ 0～4 580×930 0.2 DN10 160 2100×740×1650　

　　BJF-JY-0.3-Ⅲ 0～6 600×950 0.3 DN10 190 2160×760×1650　

　　BJF-JY-0.5-Ⅲ 0～8 760×1180 0.5 DN10 190 2540×920×1880　

　　BJF-JY-0.6-Ⅲ 0～12 800×1200 0.6 DN10 190 2760×960×1900　

　　BJF-JY-1.0-Ⅲ 0～16 1000×1470 1.0 DN15 240 3360×1260×1800　

　　BJF-JY-2.0-Ⅲ 0～24 1370×1780 2.0 DN15 240 4470×1630×2100

    5）安装指导

　　全自动加药机组 智能加药机组　

　　工作原理图　（从略） 

    3、全自动软水器

    北京福牌科技发展有限公司的BJF系列全自动软水器公司针对国内用户工况及消耗品的特点，采用目前世界上最先进的美国Fleck、Autotrol原装阀体及控制器件，配备自行生产的优质树脂罐和盐箱设计组成BJF系列软化水系统。

经过专门设计生产的全自动软化水系统，具有结构简单合理、自动运行、高能低耗、出水稳定、耐腐蚀、价格适中、易于安装等特点，在全国各地为数百套燃油燃气锅炉工程配套及工业循环水补水软化处理，得到广泛应用，深受用户好评。

    1）工作原理

   当含有硬度离子的原水通过软水器内树脂层时，水中的钙 （Ca2+）、镁 （Mg2+）离子被树脂交换吸附，同时等物质量释放出的钠 （Na2+） 离子，从软水器内流出的水就是去掉了硬度离子的软化水。

    其交换过程如下 ：

    2RNa+Ca2+=R Ca+2Na+2RNa+Mg2+=R Mg+2Na+

    即水通过钠离子交换器后，水中的 Ca+、Mg+ 被置换成 Na+。

 当钠离子交换树脂失效之后，为恢复其交换能力，就要进行再生处理。

再生剂为价廉的盐溶液。

    再生过程反应如下 ：

    R2Ca+2NaCl=2RNa+CaCl2 R2Mg+2NaCl=2RNa+MgCl2

    经上述处理，再生过程就是用盐箱中的盐水冲洗树脂层，把树脂上的硬度离子再置换出来，随再生废液排出 罐外，树脂就又恢复了软化交换的能力，具体工作流程如下 ：

    当水流过树脂层时，离子交换树脂可以释放出钠离子，功能基团与钙镁离子结合，这样水中的钙镁离子含量 降低 , 水的硬度下降。

硬水就变为软水，这是软化水设备的工作过程。

    当树脂上的大量功能基团与钙镁离子结合后，树脂的软化能力下降，可以用氯化钠溶液流过树脂，此时溶液 中的钠离子含量高，功能基团会释放出钙镁离子而与钠离子结合，这样树脂就恢复了交换能力，这个过程叫作“再生”。

    软化水设备的工作流程主要包括产水、反洗、吸盐 （ 再生 ）、正洗、盐箱注水五个过程。

反洗：

主要有两个 作用，一是松动树脂层，使盐液与树脂层充分接触，使置换反应更彻底 ；二是冲洗掉被树脂拦截的悬浮物，这个 过程一般需要 5 ～15 分钟左右 ；吸盐 （ 再生 ） ：

即将盐水注入树脂罐体的过程，传统设备是采用盐泵将盐水注入， 全自动的设备是采用专用的内置喷射器将盐水吸入。

在实际工作过程中，盐水以较慢的速度流过树脂的再生效果 比单纯用盐水浸泡树脂的效果好，所以软化水设备都是采用盐水慢速流过树脂的方法再生，这个过程一般需要 60 分钟左右，实际时间受用盐量的影响 ；正洗 ：

为了将残留的盐彻底冲洗干净，要采用与实际工作接近的流速，用 原水对树脂进行冲洗，这个过程的最后出水应为达标的软水。

一般情况下，快冲洗过程为 5 ～ 15 分钟。

   2）技术参数

   原水硬度:

≤8mmol/L

   环境温度:

5℃～50℃

   出水硬度:

≤0.03 mmol/L  

   相对湿度:

≤95%（25℃）

   进水压力:

0.2～0.5MPa 

   电    源:

交流220V±10%

   水    温:

 5℃～45℃  

   树脂型号:

强酸型阳离子交换树脂

   游 离 氯:

≤0.3mg/L  

   再生控制:

定时型、定量型

   悬 浮 物:

 ≤5 mg/L

   功    率:

10～30 W

   含 铁 量:

 ≤0.3 mg/L

   接口形式:

螺纹或ABS法兰

    3）设备选型

（1）选型依据：

    软化水设备的选型主要依据是用水量、原水硬度及适用场合 ：

（2）相同出水量的设备有多种型号，可根据实际用水情况选取 ；

    （3）原水硬度：

    原水硬度≤ 4mmol/L 时，可以按表中设备的最大产水能力选型 ； 原水硬度≤6mmol/L 时，可按设备产水能力的平均值选型 ； 原水硬度 ≤ 8mmol/L，应按设备最小产水能力计算 ；原水硬度≥ 8mmol/L，须选用多级处理，一般两级处理可达到要求 ；

    （4）用水场