锅炉水质处理.docx

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锅炉水质处理

锅炉水质处理

一、锅炉水质对锅炉的影响：

锅炉水质的好坏，对锅炉的安全经济运行关系十分密切。

锅炉水质不好，会使受热面上结生水垢，影响传热效果，浪费燃料。

严重的还会造成锅筒鼓包，管子堵塞而引起事故。

炉水中含有的各种杂质，（包括气体等），还会引起金属的腐蚀，缩短了锅炉的使用寿命；过多的杂质，还将影响蒸汽的质量，使蒸汽带水而发生汽水共腾。

水质过硬不良，如果不经任何处理，就作为锅炉用水，一旦进入锅炉将会给锅炉运行带来危害。

危害一：

结垢

水在锅炉内受热蒸发，不但为水中的杂质提供了化学反应条件，还会使锅水不断浓缩。

当这些杂质在锅水中达到饱和时，便有固体物质析出。

所析出的固体物质，如果悬浮在锅水中，就称为水渣；如果沉积在受热面上，则称为水垢。

水垢的导热系数比钢铁的导热系数小数十倍到数百倍。

因此锅炉结有水垢时，使受热面的传热性能变差，燃料燃烧所放出的热量不能迅速地传递到锅水中，大量的热量被烟气带走，造成排烟温度升高，排烟热损失增加，锅炉的热效率降低。

浪费燃料，损坏受热面，降低锅炉出力，结垢会降低锅炉使用寿命。

危害二：

腐蚀

锅炉的水冷壁、对流管束及锅筒等构件都会因水质不良而引起腐蚀。

结果，使这些金属构件变薄和凹陷，甚至穿孔。

更为严重的腐蚀会使金属内部结构遭到破坏。

被腐蚀的金属，强度显着降低。

因此，严重影响锅炉安全运行，缩短锅炉使用年限，造成经济上的损失。

金属腐蚀产物被锅水携带到锅炉受热面上后，容易与其他杂质结成水垢。

含有高价铁的水垢，容易引起与水垢接触的金属铁腐蚀。

而铁的腐蚀产物又容易重新结成水垢。

这是一种恶性循环，它会迅速导致锅炉构件的损坏。

危害三：

汽水共腾

当锅水中含有较多的氯化钠、磷酸钠、油脂和硅化物时，或者锅水中的有机物与碱作用发生皂化时，在锅水沸腾蒸发过程中，液面就会产生泡沫。

泡沫薄膜破裂后分离出很多的水滴，这些含盐量很高的水滴不断被蒸汽带走，而发生汽水共腾现象。

锅炉产生汽水共腾会造成：

蒸汽受到严重污染；过热器管和蒸汽流通管道产生积盐严重时能将管道堵塞；使过热蒸汽温度下降；液面计内充有汽泡，造成液面分辨不清；产生水锤作用，容易造成蒸汽系统连接处损坏；容易引起蒸汽阀门，回水弯头部位和过热器内的腐蚀。

二、锅炉水处理技术：

所谓锅炉水处理，即是将水进行一定的过滤、分解等技术处理后，排除杂质，使其净化。

其目的是减少锅炉结垢、腐蚀及汽水共腾等不良现象，延长锅炉使用寿命，节约燃料，保证锅炉安全经济地运行。

通常可以分为锅外水处理和锅内水处理。

（一）、锅炉给水处理的重要性

　　在天然水中通常含有三种杂质：

悬浮杂质（泥沙、油污等）、胶体杂质（铁、铝、硅的氢氧化物等）及溶解杂质（溶解气体和溶解盐类等）。

这些杂质可以使锅炉产生水垢和水渣、腐蚀锅炉的金属表面、引起锅水发泡、汽水共腾、蒸汽带水、污染蒸汽，有时还可使过热器沉盐结垢，造成过热爆管。

特别是水垢的形成，不但浪费燃烧、损坏受热面；还能破坏水循环，缩短锅炉的使用寿命。

在锅炉中形成水垢的原因是水在加热过程中，某些钙、镁盐发生化学反应生成难溶物质析出；且这些钙、镁盐的溶解度随水温升高而下降，达到饱和浓度后析出；锅水不断蒸发浓缩后，难溶盐类形成沉淀。

（二）、水处理方法

目前锅炉水处理从两方面进行：

一是炉内水处理，二是炉外水处理。

锅炉内水处理是通过向锅炉给水投加一定量的软水剂（防垢剂）使锅炉给水中的结垢物质软化，成为泥垢（水渣）通过排污把泥垢从锅炉内排出。

从而达到减缓或防止水垢结生的目的。

常用的药剂有：

碳酸钠、氢氧化钠、磷酸钠、六偏磷酸钠等。

（三）锅内水处理

向锅内投加一定量的药剂，使锅炉给水中的结垢物质转变成水渣，然后通过排污将泥垢排除，从而达到防止锅炉结垢的目的。

这种水处理的方法是在锅内进行的，故称锅内水处理法。

锅内水处理有以下优点：

（1）锅内水处理不需要复杂的设备，故投资小、成本低、操作方便。

（2）锅内加药处理法是最基本的水处理方法，又是锅外化学水处理的继续和补充。

经过锅外水处理以后还可能有残余硬度，为了防止锅炉结垢与腐蚀，投加一定的水处理药剂。

（3）锅内加药处理法对环境没有污染，它不像离子交换等水处理法，处理掉天然水多少杂质，再生后还排出多少杂质，而且还排出大量剩余的再生剂和再生后产物。

而锅内加药处理方法是将水中的主要杂质变成不溶性的泥垢，对自然不会造成污染。

锅内加药处理不需要复杂的设备，对水质使用范围较大，而且投资小，成本低操作简便。

如果操作准确，效果佳，锅内水处理法对有些锅炉可独立使用，对有些结构复杂的锅炉应与树脂交换法配合使用，锅炉药剂是水处理设备的继续和补充，国外发达国家比我国做的好，就是因为两者并用。

锅内加药处理对环境几乎没有污染，它不象离子交换器等水处理法，处理掉天然水多少杂质，再生后还排出多少杂质，而且还伴随大量的剩余再生剂和再生后的产物，再生剂的排放使土质碱性化。

从宏观上看，自然界中可溶于天然水的杂质不是逐渐减少，而是逐渐增加。

但是，锅内水处理是将水中的杂质主要变成不溶于水的泥垢。

因此，对自然界不会造成污染，而且排放出的物质是可降解的。

药剂的使用原则

1、“对症下药”、“因人而异”

一定根据锅炉的工况，水质（水质检测报告），选择药剂型号，即对水质之“症”科学用药。

首先掌握锅炉的第一手资料，了解锅炉在役时间，型号，工作压力、水质、连续工作还是间歇工作。

其次还应了解锅炉结垢状况、腐蚀状况，排污装置是否有效，是否有专人管理。

2、量水投药

按锅炉的实际用水量投药，不是按锅炉有效出力投药。

多投药造成经济浪费和锅水含盐量增大；少投药达不到效果，随时补水，随时投药，保持药剂浓度。

3、科学排污

为了将生成的泥垢有效的排出锅炉外部，以防止结成再生水垢，一定要科学排污，能根据化验指导排污最好，不能进行水质化验的锅炉，要严格遵守排污规程和药剂使用说明进行排污。

4、严格监督

为了使所加的药量合适，排污率符合要求，一定要严格地监督锅炉水的品质，

以指导加药和排污作业，对于结垢和腐蚀锅炉在加药一个月后应开炉检查垢的脱落情况，水渣的排污情况，对药剂和排污率是否需调整提供资料和依据。

（四）锅外水处理：

　　锅炉外水处理指对进入锅炉之前的给水预先进行的各种处理，是锅炉水质处理的主要方式。

锅炉外水处理包括：

除去水中悬浮物及胶体状杂质的过滤和沉淀；除去水中可结垢的钙、镁离子——使水软化；对碱度高的水进行降碱处理；当锅炉额定蒸发量≥6t／h（或额定热功率≥4.2MW）时，还必须除氧。

　　软化处理是低压锅炉最主要的锅外水处理手段。

目前最常用的方法是钠离子交换软化法，即使水与交换剂接触，以交换剂中的钠离子置换水中的钙镁离子，降低水的硬度——钙镁离子含量。

锅外水处理方法：

阴、阳混合离子交换器：

锅炉水处理树脂分为阳离子树脂和阴离子树脂,阳离子树脂又细分为钠型和氢型,钠型树脂将水中的钙镁离子交换成钠离子,使水变软.氢型树脂是将水中的钙镁离子交换成氢离子使水软化.阴离子树脂中含被可置换的氢氧根离子,能置换出水中的酸根离子.

同时使用阴离子树脂和氢型阳离子树脂可以将水变为纯净水.

工业级的离子交换树脂中，常含有少量低聚物和未参加聚合反应的单体等有机杂质和其他诸如铁、铝、铜等无机杂质。

当树脂与水、酸、碱或其它溶液接触时，上述可溶性杂质就会转入溶液而影响水质，所以新树脂在使用前要进行处理。

1、采用离子交换树脂制备超纯水的传统水处理方式，其基本工艺流程为：

原水→沙炭过滤器→精密过滤器→原水箱→阳床→阴床→混床（复床）→纯水箱→纯水泵→后置精密过滤器→用水点

　　2、采用反渗透水处理设备与离子交换设备进行组合的方式，其基本工艺流程为：

原水→沙炭过滤器→精密过滤器→原水箱→反渗透设备→混床（复床）→纯水箱→纯水泵→后置精密过滤器→用水点

　　3、采用反渗透水处理设备与电去离子（EDI）设备进行搭配的的方式，这是一种制取超纯水的最新工艺，也是一种环保，经济，发展潜力巨大的超纯水制备工艺，其基本工艺流程为：

原水→沙炭过滤器→精密过滤器→原水箱→反渗透设备→电去离子（EDI）→纯水箱→纯水泵→后置精密过滤器→用水点

设备特点。

混合床离子交换法，就是把阴、阳离子交换树脂放置在同一个交换器中，将它们混合，所以可看成是由无数阴、阳交换树脂交错排列的多级式复床。

水中所含盐类的阴、阳通过该交换器，则被树脂交换,而得到高纯度的水。

　　在混合床中，由于阴、阳树脂是相互均匀的，所以其阴、阳离子的交换反应几乎同时进行。

或者说,水的阳离子交换和阴离子交换是多次交错进行的。

经H型交换所产生的H和OH都不能积累起来，基本上消除了反离子的影响，交换进行的比较彻底。

　本混合床采用体内再生法。

再生时利用两种树脂的比重不同，用反洗使阴、阳离子交换树脂完全分离，阳树脂沉积在下，阴树脂浮在上面，然后阳树脂用盐酸（或硫酸）再生，阴树脂用烧碱再生。

【出水水质】

　　SiO2＜20μg/L

　　导电度（25℃）＜0.15μs/cm

阴阳离子交换床结构简述

1.进水装置:

　　在交换器上部设有布水装置，使进水能均匀分布。

2.再生装置:

　　在阴离子交换树脂上方设有进液母管，管上开小孔布液，管外包覆不锈钢梯形绕丝。

阴离子交换树脂再生用碱液即由该进液母管送入。

再生阳离子交换树脂用的酸液由底部排水装置进入，再生酸、碱废液均由中排口排出。

3.中排装置:

　　中排装置设置在阴、阳树脂的分界面上，用于排泄再生时酸、碱废液和冲洗液,型式为支管母管式，孔管外包覆不锈钢梯形绕丝。

4.排水装置:

　　均采用多孔板上装设排水帽，多孔板材采用钢衬胶。

另外，在阴、阳树脂分界面外、树脂表面处及最大反洗膨胀高度处各设视窥镜一个，用以观察树脂表面及反洗树脂的情况。

　　筒体上部设树脂输入口，要筒体下部近多孔板处设树脂卸出口，考虑了树脂输入和卸出采用水输送的可能。

【使用说明】

　　当树脂失效后可用以下方法进行再生：

　　混床的再生过程为两步法再生，具体为：

反冲洗、静置（分层）、进碱、置换、反洗、分层、进酸、置换、正洗、混脂、正洗等步骤。

也可采用一步法再生，即同时进酸碱。

　　混床中装填两种不同性能均匀混合的离子交换树脂，因此要将两种树脂尽可能完全分层，才能对阳阴树脂分别再生。

反洗的目的就是使阴阳树脂分层。

通过反洗使树脂均匀地松驰膨胀开来，在静置时树脂在水中自由下落，因阳树脂比重为1.23～1.28，而阴树脂比重为1.06～1.11，两种树脂比重差别较大，就很容易分层。

通过反洗也可排出一些杂质异物，保证下一周期的正常运行。

打开下进水阀、反洗排水阀，反洗至出水清亮为止。

反洗毕，静置，开上排阀、放水至树脂层表面10厘米以上。

　　混合离交换器的再生剂拟用30%的NaOH和30%HCl，因混合离子交换器需较长时间才再生一次，不设置专门的酸、碱贮罐，由酸、碱计量箱直接通过喷射器进行再生。

再生的控制由再生剂浓度、再生时间、再生液流量综合控制酸、碱计量箱及吸收器的设置满面足规程规定的储存量。

[树脂预处理]

　将准备装柱使用的新树脂，先用热水（清洁的自来水即可）反复清洗，阳离子交换树脂可用70-80°C的热水，阴离子交换树脂的耐热性能较差一些，可用50-60°C热水。

开始浸洗时，每隔约15分钟换水一次，浸洗时要不时搅动，换水4-5次后，可隔约30分钟换水一次，总共换水7-8次，浸洗至浸洗水不带褐色，泡沫很少时为止。

水洗后，再经酸碱处理，阳离子交换树脂可按下述步骤处理：

　1、用1N盐酸缓慢流过树脂，用量约为强酸阳树脂体积的2-3倍，弱酸阳树脂的3-5倍，每小时1.5倍床层体积流过。

　2、用水冲洗，出水PH为5左右，用3倍树脂体积5%的NaCl溶液流过树脂，流速与1相同。

　3、用1NNaOH流过树脂，用量及流速与1相同。

　4、用水冲洗至出水PH为9左右。

　5、用1N盐酸或硫酸，将树脂转成H-型，用量为树脂体积的3-5倍，流速与1相同。

　6、酸流完后，用去离子水冲洗至出水PH值为6以上时，即可投入使用。

对于阴离子交换树脂水洗后的酸、碱处理次序，可采用碱→酸→碱次序，酸、碱用量及流速，强碱树脂与强酸树脂相对应，弱碱树脂与弱酸树脂相对应。

固定床纳离子交换器

离子交换器就是用一种被称为离子交换器剂的物质（其化学分子式用NaR表示）除去水中硬度的一种水质处理设备。

注汽锅炉配备的离子交换器为固定床纳离子交换器（所谓固定床离子交换，是指运行中离子交换剂层是固定不动的通常是使原水由上而下不断地通过交换剂层）。

它包括A、B两组。

每组由两个固定床钠离子交换器组成，即人们通常所说的一级和二级罐。

两组交换器交替运行，缺一不可。

1：

钠离子交换器的结构。

（1）进水装置

（2）进盐装置（3）底部排水装置

2：

钠离子交换器的工作过程

钠离子交换器的工作过程主要是指水的软化过程和失去交能力的离子交换剂的还原过程。

水中的硬度基本上在一级罐中已经除去，因此一级罐在除硬过程中起主要作用；而二级罐则只在一级罐数脂叫换能力接近失效时才起到除去残硬或漏硬的辅助作用。

（1）钠离子交换器的除硬过程

（2）钠离子交换树脂的还原过程

（2）钠离子交换器的功能：

1）清洗树脂床积存杂质；2）重新使树脂棵粒分不均匀；3）用盐水还原（再生）失效的树脂；4）能洗出用于再生的盐溶液；5）给水、盐水与树脂能均匀接触，并与树脂交换后，收集软化水。

反洗

反洗的目的：

1．翻松钠离子交换剂层，为再生创造条件；2．将交换剂层表面的泥渣等污物及破碎的交换剂细小颗粒冲出

2、再生

再生的目的是使失效的离子交换树脂恢复能力。

3、正洗

正洗的目的是清除残余的再生剂及再生时的生成物。

三、锅炉的水质除氧

水中溶解的氧、二氧化碳等气体在高温条件下对锅炉的金属壁面会产生腐蚀。

为了保证锅炉安全运行，必须采取除氧措施。

从气体溶解定律可知，任何一种气体在水中的溶解度与该气体在水界面上的分压力成正比。

一、热力除氧

1：

淋水盘式除氧器。

2：

喷雾式。

除氧器正常工作的条件

1：

除氧器进水水温应在50℃以上，否则会增加除氧器的热负荷。

2：

必须保证除氧器进水流量均匀，水温不应有大的变化，否则将引起整个除氧系统工况波动，从而影响除氧效果。

3：

除氧器顶部的排气阀应能全部派出从水中脱出的气体，同时也能排出少量的蒸汽，以确保除氧深度。

二：

化学除氧

1钢屑除氧是使水经过钢屑过滤器而将水中的溶解氧除去的除氧方法。

2药剂除氧是通过向给水中加入药品，使其与水中溶解的氧化合生成无腐蚀性物质来达到给水除氧的目的。

2、水质标准

　　水质指标是表示水的质量好坏的技术指标，根据用水要求和杂质的特性制定。

锅炉用水的水质指标主要有：

悬浮物：

在规定试验条件下，将水过滤分离得到的不溶于水的物质的含量。

含盐量：

溶于水中全部盐类的总含量；常用溶解固形物含量代。

硬度：

水中溶解的钙镁盐的总含量。

硬度又有暂时硬度和永久硬度之分。

暂时硬度是水中钙镁的重碳酸盐含量。

永久硬度是水中非碳酸盐硬度，包括钙、镁的硫酸盐和氯化物等。

pH值：

水中氢离子含量的负对数。

碱度：

水中由于离解或者水解而使氢氧根浓度增加的物质总含量.

　　水质标准是水质指标要求达到的合格范围，由锅炉蒸发量、工作压力、蒸汽温度、水处理工艺等多方面情况制定。

我国《低压锅炉水质标准》对水质指标的规定如下表所示：

《低压锅炉水质标准》对水质指标的规定

水处理方式

锅内加药处理

锅外水或化学处理

悬浮物含量

<20mg/L

<5mg/L

给水总硬度

<=3.5me/L（毫克当量/升）

<=0.03me/L

总碱度

10～22me/L

<=20me/L

pH值

>=7

>=7

含油量

<=2mg/L

<=2mg/L

相对碱度

<0.2

<0.2

工作压力

1.57MPa

p<=1.57MPa

溶解氧

<=0.05mg/L

<=0.1mg/L

溶解固形物

<3000mg/L

<3500mg/L

锅炉水质化验方法

1、锅炉给水处理的重要性

　　在天然水中通常含有三种杂质：

悬浮杂质（泥沙、油污等）、胶体杂质（铁、铝、硅的氢氧化物等）及溶解杂质（溶解气体和溶解盐类等）。

这些杂质可以使锅炉产生水垢和水渣、腐蚀锅炉的金属表面、引起锅水发泡、汽水共腾、蒸汽带水、污染蒸汽，有时还可使过热器沉盐结垢，造成过热爆管。

特别是水垢的形成，不但浪费燃烧、损坏受热面；还能破坏水循环，缩短锅炉的使用寿命。

在锅炉中形成水垢的原因是水在加热过程中，某些钙、镁盐发生化学反应生成难溶物质析出；且这些钙、镁盐的溶解度随水温升高而下降，达到饱和浓度后析出；锅水不断蒸发浓缩后，难溶盐类形成沉淀。

锅炉水质化验工操作规程

1、必须持有效证件上岗，掌握《低压锅炉水质标准》的规定。

2．熟悉水处理设备及操作系统的工作原理，性能及操作程序。

3．根据化验项目的具体要求，备齐化学药品和试剂，并认真检查其成分、浓度、有效期等。

4．备齐化验所需的各种仪器、量具，应标定合格，保证其准确、可靠性。

器具使用前应认真洗涤，保证清洁无污染。

5．采集水样用的容器应是玻璃或陶瓷器皿。

采水样时应先用水样冲洗三次后采集。

采集水样的数量应能满足化验和复核的要求。

6．采集原水水样时，应先冲洗管道5—10分钟后再取样。

每天化验一次硬度。

采集锅炉给水水样时，应在水泵的出口或给水流动部位取样，每班化验一次硬度。

7、采集炉水水样时，佩戴劳动保护用品，使用耐热器皿，缓慢开启阀门，人员避开水流.方向。

8、化验的水质应符合标准的规定，达不到要求应分析原因，采取措施，在使用具有腐蚀性药品时，严格按药品使用规定执行。

9、离子交换器输出的软水每运行2小时化验一次硬度、PH值和碱度，炉水应每2小时化验一次碱度、PH值和氯根。

10、根据炉水化验结果，由化验人员监督锅炉排污或向队提出采取相应措施的建议。

11、认真填写水质化验记录。

清洗化验用具，整理并妥善保管化验药品及仪器，保持环境清洁卫生。

锅炉的排污与除垢

一、排污

一、1．排污的几重情况1）锅炉发生异常蒸发时；2）锅炉漏水和煮炉以后；3）莫些锅炉在启动时也要排污，以排除底部流动性较差的冷炉水，加快炉水的升温；4）锅炉检修或停炉时需将炉水放尽。

一、2．定期排污

一、3．连续排污

蒸汽锅炉的排污操作：

先微开慢开阀，预热两个阀间管道，无冲击声时即可全开，然后打开快开阀少许，预热排污管道，无冲击声将快开阀全关几次进行排污，排污完毕，先将快开阀关闭，再关慢开阀；当两台以上锅炉共用一根排污总管时，严禁两台锅炉同时排污。

同时注意渗漏现象；缺水事故的处理；如水位表中的水位低于最低安全水位线，又可见到水位时，应冲洗水位表确定水位的高低；手动调节加大给水量；经过上述处理后，如水位仍继续下降，则应立即停炉。

关闭主汽阀，继续向锅炉给水；如严重缺水，则不应向锅炉给水。

应按紧急停炉处理方法处理。

并迅速报告有关领导；满水事故的处理；立即关闭给水阀门，打开省煤器再循环阀门或旁路烟道；开启排污阀、加强放水，但要注意水位表内水位，防止放水过量造成缺水事故；关小风闸门，减少油（气）量和送风；开启主汽阀、分汽缸和蒸汽母管上的疏水阀门；待水位正常后，恢复正常燃烧；汽水共腾事故的处理；全开上锅筒的表面排污，同时可适当进行底部排污，加强给水，保证正常水位，以降低锅炉的含盐量；打开过热器、蒸汽管路和分汽缸上的疏水阀门；应采取有效措施，改善炉水品质，增加对炉水分析次数，炉水品质未改善前，不允许增加锅炉负荷；蒸汽炉爆管事故的处理；炉管轻微破裂，如锅炉水位尚能维持正常，裂口不可能迅速扩大时，应加强给水，减负荷运行，并立即启用备用锅炉，待备用炉升火投入正常运行后再按正常停炉处理。

如有数台锅炉并列供热，应将此炉与蒸汽母管隔断后作正常停炉处理；炉管爆破，水位和汽压迅速下降时，应紧急停炉。

如水位低于最低水位或不可见时，切记向炉内进水，但要维持引风机运行，待排尽烟气和蒸汽后停止；停炉后，即关闭主汽阀；热水炉的爆管事故处理；热水炉发生爆管后，应立即停炉；使水泵循环，继续给水，待炉水温低于50℃时停止给水；烟道内二次燃烧事故的处理；立即停止向炉膛供给燃料，紧急停炉；关闭烟道送风档板和各孔门，严禁通风；采用蒸汽喷入烟道灭火或CO2灭火器灭火；事故消除后，认真检查设备，如无异常可先通风5-10分钟左右，再按操作规程点火，重新点火，重新投入运行。

排污阀

恒温烙铁空气源热泵空气源热泵铸钢止回阀铸钢止回阀温湿度记录仪恒温烙铁头阶梯环阶梯环塔盘不锈钢抛光机恒温烙铁头不锈钢抛光机铸钢止回阀铸钢止回阀

二、除垢

锅炉运行一段时间后，往往在炉管壁上粘附一层水垢，这时需要设法除掉它。

清除水垢有以下班几种方法：

1：

机械除垢2．火碱喷射法3．碱煮法4．酸洗法