环境管理_锅炉水处理介绍

锅炉水处理介绍 Nalco 锅炉的功能和类别 锅炉的功能 带压 产生高温蒸汽转变化学能为动能因需要而有各种不同大小型式的锅炉可操作的压力范围很大 锅炉的类别 从热能交换的方式火管锅炉水管锅炉 锅炉使用中所遇到的问题 腐蚀结垢 锅炉水处理的目的 防止炉内腐蚀防止锅炉结垢的发生防止冷凝系统的腐蚀 锅炉水处理的方式 给水处理物理处理化学处理冷凝系统处理化学处理 锅炉给水水质处理 物理处理 设备 软化 脱氧化学处理 药剂处理方案 Make upWater PrimaryPretreatment SecondaryPretreatment Condensate SteamHeader Boiler Deaerator ChemicalFeedSystems Feedwater Blowdown 锅炉给水物理处理的目的 去除硬度及其他溶解度较低的金属离子或盐类 防止结垢去除溶解氧 防止氧腐蚀 硬度对锅炉的危害 在炉内形成结垢能源的损失由于热量传输的减少 导致管道金属过热甚至爆裂 造成对安全的威胁垢下腐蚀由于高浓度的碱 通常为NaOH 形成的 钙 镁 钠离子溶解度对照表 垢的形成机理 不溶性硬度的沉积Ca HCO3 2 热量 CaCO3 H2O CO2Mg 2 OH MgOH H2SiO3 H HSiO3 MgOH HSiO3 MgSiO3 H2O水汽蒸发后溶解度超过其饱和浓度形成的结晶 如CaSO4 SiO2 锅炉结垢的控制 通过软化器进行软化处理 通常的方式有阳床 形成酸 钠床 形成软化水 化学处理进行阻垢炉内处理剂形成易移除的沉淀保持硬度始终溶在水中炉水含盐量 电导率 的控制排污控制 锅炉给水软化设备原理及操作 Ca Mg Na Na CalciumMagnesium Sodium Sodium Sodium Sodium Sodium Sodium 离子交换过程 Calcium SodiumSodium Magnesium Calcium Magnesium 软化器再生的四个步骤 软化器失效的主要因素 实际进水中的硬度与设计采用的硬度不符 软化器的有效使用时间缩短自动再生的软化器长期使用后由于可再生树脂量的减少而失效每次树脂再生后必有一部分成为不可再生树脂树脂在再生时会因摩擦而导致破裂软化器的前处理如滤床及活性碳床失效 导致树脂被氧化 有机物污染 过度物理破损而失效再生过程中树脂床发生异常 产生不完全再生 沟流等情况软化器使用时前后的压差过大 树脂破损过度 软化器的日常检查 1 检查实际的树脂总量 树脂量 3 14 软化器半径2 树脂床高度 2 检查单位树脂的实际产水量 影响产水量的因素进水的硬度树脂的总量和树脂的交换能力机械因素喷嘴的情况设计时对氯化物及硫酸盐等的考虑分配器的效率树脂的再生率水流速度如果实际出水率与设计的相差20 以上 必须马上检查原因 3 检查树脂的物化情况 对树脂进行采样检查采样的方法检查内容表面污染破裂情况交换能力 2meq l 如对树脂样的检查发现其交换能力差且有较多的污染物 必须更换树脂或对树脂进行处理 4 检查软化器的设备情况 检查过滤器情况 支撑床的情况检查喷嘴 分配头 支撑介质等的情况 5 检查压降情况 在软化器有压力表的情况下可通过对压降的检查检测软化器的工作情况影响压降的因素水温水流速度 6 检查水流速度 软化器通常都有一个设计的流量 绝大多数的软化器的水流工作速度为2 4gpm US 立方英尺树脂水流速度过快会严重影响软化器交换的能力 使其交换效率下降 7 检查反洗速率 最好的反洗速度为在树脂不流失情况下的最大水流速通过软化器的供应商提供最佳的反洗速率持续时间通常为30 40分钟 至出水干净为止 8 检查用盐量 正常的用盐量为15 20lbs 立方英尺的树脂用盐量越大 软化器的交换能力越高检查盐水的浓度 通常盐水的浓度为饱和浓度的90 或23 25 W W 的盐水 9 检查盐水强度 30 30 盐水通常通过引流装置进入软化器引流装置同样会对盐水浓度进行稀释到8 10 最有效率的盐水浓度为8 或30度的盐量单位 salometer 检查稀释后的盐水与树脂的接触时间 通常在30度盐量单位的盐水接触的理想时间为30分钟 检查稀释后的盐水的流速 1gpm ft3树脂 10 检查漂洗流速 慢洗通常为1gpm ft3树脂持续时间约为30分钟快洗通常为1 5gpm ft3树脂持续时间约为30 40分钟 炉水的化学阻垢方法 结垢的化学处理方法 磷酸盐类 Phosphateresidual 螯合剂类 Chelants 高分子类 All polymer 磷酸盐处理方案 将钙转成磷酸钙型式主要的磷酸盐处理方案所用的化学品正磷 如磷酸钠 磷酸氢钠等聚磷 六偏磷酸钠等 磷酸盐方案的优点 容易检测和控制对给水的纯度要求不高能在高压下使用较易被接收FDA和USDA许可残余的正磷无腐蚀保持较高的正磷的余量能在系统硬度泄漏时很快起作用费用较低 磷酸盐方案的缺点 在炉水中产生大量的沉积物过高的碱度有可能会导致腐蚀需要较多的排污在以上情况下会导致能耗上升 化学品用量增加有可能会产生结垢通常需要同时使用分散剂 以防止沉积物形成垢 全有机 All polymer 处理方案 不含螯合剂或磷 为全聚合物 也无需分散剂对钙镁离子使其保持溶解 对铁和其他离子使其得到分散效果对锅炉金属无腐蚀 全有机处理方案的优点 对锅炉本体无侵蚀性提供更清洁的处理效果硬度能保持100 的溶解状态不挥发 保证锅炉蒸汽的质量可对锅炉的硬度进行检测对锅炉本体可进行良好的钝化 防止腐蚀 全有机方案的缺点 锅炉的压力必须在1000psig以下需要稳定的较低硬度的给水有可能会产生氨目前在国标中无该类的控制指标 炉水含盐量的控制 排污处理自动排污 表面排污 通常连续进行人工排污 底排污 为间断性排污 锅炉腐蚀的控制 锅炉腐蚀 腐蚀的种类氧腐蚀 通常发生 碱度腐蚀碱腐蚀酸腐蚀螯合剂腐蚀侵蚀 氧腐蚀 在锅炉的全系统均可能会产生氧腐蚀氧腐蚀机理与其他的氧腐蚀机理相同影响氧腐蚀的因素有 氧的浓度温度pH 氧气对锅炉所产生的危害 金属表面点蚀增加炉水中铁的含量增高炉水中总溶解固体物 TDS 发生电位腐蚀 溶解氧的去除 热力除氧器化学除氧剂 热力脱氧设备原理及操作 SprayDeaerator TrayDeaerator 脱气原理 水被分散成小水滴水温上升水中CO2及O2自水中逸出CO2和O2从排气阀排出大气中 26242220181614121086420 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 10psi5psi010 VAC Oxygen ppm 纯水中溶解氧含量与温度压力关系 Checktoseethatthedeaeratorisventingsteam 化学除氧剂种类及原理 传统的除氧剂亚硫酸盐联胺 N2H4 X非传统的除氧剂 纳尔科产品 Elimin OxSur Gard 亚硫酸盐 N780 与氧作化学反应从锅炉给水中除去溶解氧降低锅炉的腐蚀发生符合食品规范无钝化金属的作用 亚硫酸盐化学反应式 2SO32 O2 2SO42 Elimin Ox 全挥发性除氧剂高效能除氧剂减少锅炉腐蚀发生锅炉金属钝化剂 Sur Gard 非挥发性除氧剂高效能除氧剂减少锅炉腐蚀发生锅炉金属钝化剂符合FDA 碱度腐蚀 pH对腐蚀的影响 碱腐蚀 碱对锅炉的危害 有两种形式的危害是由高浓度的碱 NaOH 造成的碱腐蚀碱脆 碱腐蚀 通常在高压锅炉内发生只有在锅炉内产生沉积后发生集中在锅炉本体也称为碱蚀金属不会脆化 碱脆 是一种特殊的强度脆裂产生条件有碱的浓缩发生金属处于高强度下必须有硅的存在 其他腐蚀 给水酸度较高水中有有机物螯合剂腐蚀气泡的侵蚀 蒸汽冷凝水系统 Pretreatment Softening SteamCondensateSystem Boiler OR OR SurgeTank ReturnedCondensate Process Process SteamTurbine Steam KnockoutPotorFlashTank Water Steam CO2 Oxygen Ca andMg Steam CondensateSystem Condensate SteamHeader Boiler 冷凝水系统的主要问题 腐蚀 蒸汽冷凝系统腐蚀原因 炉水中碱度解离产生CO2CO2随蒸汽逸出锅炉CO2随蒸汽冷凝而成碳酸 冷凝水成酸性 腐蚀冷凝水系统管道冷凝水设备有泄漏 造成外界空气的进入 形成氧腐蚀 蒸汽冷凝水系统的保护 冷凝水系统的化学处理缓蚀剂 冷凝水系统缓蚀剂功能 中和保护 提高冷凝水pH值 维持pH在弱碱性 中和碳酸膜保护 在冷凝水管路金属表面形成保护膜 防止碳酸腐蚀 锅炉的停炉处理 停炉处理的原因 停炉后 炉水会产生腐蚀外界如有空气进入 会发生腐蚀 锅炉停炉处理的方式 湿式保存 小于30天干式保存 大于30天 湿式保存 使用脱盐水或锅炉给水调节炉水pH 使pH 10 0使用除氧剂 干式保存 炉内吹干避免有水汽存在炉内使用氮气封炉压力维持 5PSI 防止氧气在炉内 锅炉检查 锅炉检查前的准备 对历史记录数据的回顾安全设施的保障检查用的设备及记录表格 火侧检查 任何锅炉的检查通常从对火侧的检查开始检查内容燃烧情况 辐射区的形状 炉渣设备情况 水的泄漏与管道的结缝烟道的情况水管的情况 形状 颜色等 汽包检查 检查水线的情况 泡沫或挟带检查管道 给水管 排污管 情况 连接情况或堵塞情况检查