8锅炉水处理基础资料

1、锅炉水质处理,培训中心,锅炉给水处理的目的,1,防止结垢，保证金属的机械强度和,热效率,2,防止腐蚀，保证锅炉的使用奉命,3,防止汽水共腾，保证锅炉的安全,经济运行,第一节,天然水中的杂质及对锅炉的危害,前,言,水的来源,雨水,地表水,地下水,按颗粒大小分,悬浮物,胶体物,分子和离子,锅炉用水常用的水源及其特点,1,江河水。江河水为地表流动的水体，其水质易受地区、气候、季节,及人类生物活动的影响而发生较大的变化,2,湖泊及水库水。湖泊及水库水的特点是水的流动性小、储存停留时,间长，经过较长时间的自然沉淀，水的浑浊度比江河水小得多，水质也相,对稳定些,3,地下水。地下水受外界影响小，水质组成稳定

2、，水温变化不大，水,质较为清澈，有机物和细菌含量较少，但由于地下水流经岩层时，常会溶,解其中各种可溶性物质，因此地下水的碱度、硬度和含盐量通常要高于地,表水（海水除外,新安装的锅炉，无水处理设备、锅炉水质不合格,不发锅炉使用登记证,10,7,10,6,10,5,10,4,10,3,10,2,10,1,1,10,粒,径,mm,分类,溶解物,胶体,悬浮物,特征,透明,光照下浑浊,浑浊,肉眼可见,常,用,处,理,法,离,子,交,换法,自然沉降、过滤,混凝、澄清、过滤,表,1-1,一,悬浮物,1,成分：泥土、砂粒、油、尸体腐败生成的,有机物等不溶物,根据密度可分为：漂浮、悬浮、沉淀,2,悬浮物主要对锅

3、炉危害,1,影响离子交换器的运行,2,进入锅炉后阻碍传热，受热面过热损,坏,结垢,1mm,热效率降低,14,3,沉积锅内，影响水循环，严重时堵塞,管子，造成事故,4,引起汽水共腾，降低蒸汽品质,二,胶体物,1,性质：是分子或离子的集合体，表面带同性,电荷，颗粒之间互排拆，不能彼此粘合自行下沉,不易除去,2,成分：有两类第一类是无机物胶体如铁、铅,硅的氧化物；第二类是动植物腐败产生的有机胶,体,3,危害,a,使锅炉产生坚硬水垢,结垢,1mm,热效率降低,14,b,使锅水产生大量泡沫，引起汽水共腾，污染,蒸汽品质,三,离子,1,是由无机盐类溶解于水后电离形成。阳,离子,Ca,2,Mg,2,Na,K

4、,等；阴离子,HCO,3,SO,3,2,CL,SiO,3,2,等,2,危害,1,结垢，使热效率下降；使金属受热面,过热，产生变形、鼓包和损坏；影响水循环,严重时会造成爆管,2,腐蚀锅炉,3,引起汽水共腾,四,气体,以分子状态存在水中，主要有：氧气、二氧化碳,等,1,氧气：来自大气，溶解在水中也称溶解氧,溶解氧与气压和温度有关，温度升高溶解氧量降,低。对金属有强腐蚀性,2,二氧化碳：来源有三，第一来源于生物氧化,分解时的产物；第二来源于大气；第三来源于地,质化学过程产生的。溶解在水中生成碳酸,3,危害：腐蚀锅炉金属，腐蚀蒸汽管道，腐蚀,用汽设备,第二节,水质标准及主要水质指标,一,标准,GB15

5、76-2008,工业锅炉水质标准,1,适用范围,P,额,2.5Mpa,以水为介质的固定式蒸汽锅炉,和汽水两用锅炉、热水锅炉和常压热水锅炉,易影响蒸汽质量,的是,锅炉负荷突然变化,锅炉在高水位运行,锅水蒸发面上有大量泡沫,二,标准要求,1,额定蒸发量,2T/h,P,额,1.0Mpa,可采用锅内,加药处理,2,锅内加药，水质应符合表,6-5,3,采用锅外水处理，水质应符合表,6-6,4,承压热水锅炉给水应进行锅外水处理，对于额,定热功率,4.2MW,非管架式承压热水锅炉和常压热水,锅炉，水质应符合表,6-7,5,直流（贯流）锅炉给水应采用锅外水处理，水,质按表,6-6,中压力等级划分执行,6,余热

6、锅炉及电加热锅炉的水质指标应符合同类,型、同参数锅炉的要求,三,锅炉用水主要评价指标,1,悬浮物,表示不溶于水、颗粒较大的一些物质含量，单,位,mg/l,毫克,升,2,含盐量和溶解固形物,1,含盐量：表示水中溶解各种盐类物质的总,和，单位：（毫克,升,2,溶解固形物：是指溶解在水中，且在,105,110,下烘干至衡重不挥发物质的总含量，单位,mg/l,毫克,升,一般含盐量大于溶解固形物,3,硬度,YD,水中钙、镁离子的总浓度,单位,mmol/l,毫摩尔,升,1,碳酸盐硬度（暂时硬度,2,非碳酸盐硬度（永久硬度,3,负硬度,硬度与碱度的关系见表,6-9,表,1-2,碱度与碱性离子存在的情况,碱度

7、,离子含量,JD,酚,0,JD,酚,JD,甲,JD,酚,JD,甲,JD,酚,JD,甲,JD,甲,0,OH,0,0,0,JD,酚,JD,甲,17,17 JD,酚,CO,3,2,0,2 JD,酚,30,2 JD,酚,30,2 JD,甲,0,HCO,3,61 JD,甲,JD,甲,JD,酚,61,0,0,0,表,1-3,天然水中硬度和碱度的关系,关系,YD,1/2Ca,2,1/2Mg,2,mmol/L,YD,非,YD,碳,YD,负,YD,总,JD,总,YD,总,JD,总,JD,总,0,YD,总,JD,总,0,YD,总,JD,总,0,YD,总,JD,总,0,YD,总,JD,总,YD,总,4,碱度,JD,

8、是指水中含有能接受氢离子的物质的量,单位,mmol/l,毫摩尔,升,OH,CO,3,2,HCO,3,SO,3,2,CL,SiO,3,2,PO,4,2,等,控制碱度有三项,OH,CO,3,2,HCO,3,但是，水中不能同时存在三种碱度,天然水中只含有,CO,3,2,HCO,3,锅水中只含有,OH,CO,3,2,5,氯化物,CL,6,二氧化硅,SiO,3,2,7,溶解度：盐类物质在不同的温度条件下被溶解的数量，单,位用毫克,升,mg/l,表示,锅炉用水分类,1,原水（源水,又叫生水，指未经任何处理的天然水。主要,来自江河水、井水或城市自来水等,2,净化水,原水经过沉淀、澄清、过滤、加药等过程处理的

9、水,3,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,4,补给水,补充由于排污、管道泄漏等损失造成锅炉系统内部的,缺水，称这一部分水就叫做补给水,5,回水,给水通过采暖系统的散热器散热后，水的热能被部分利,用，水温降低后通过回水管道进入锅炉内又重新加热的水,6,软化水,原水经过钠离子交换，使总硬度降低，除去了水中的,钙镁离子，达到一定标准的水,7,锅水,正在运行的锅炉本体系统内留存或流动着的水,8,排污水,从锅炉的一定部位排掉一部分的锅水，除去锅水中的,杂质，称这部分的水叫排污水,9,冷却水,锅炉运行中，用外部水冷却锅炉某些受压部件的水,

10、10,除盐水,将水中阳离子和阴离子部分除去或全部除去的水,11,供水,给水经过锅炉加热后，被送到管网中的水,锅炉水处理的方法,1,炉外水处理,给水在进入锅炉之前,经过离子交换水处理设备，除掉水中的,钙、镁离子的处理方法,2,炉内水处理,含有杂质的水进入锅炉,后，向锅炉投加一定数量的软水剂，使,之发生化学反应，生成沉淀物质，通过,排污除掉的方法,第一节,离子交换水处理方法及特点,一,钠离子交换法,1,钠离子交换的原理,Ca,2,2NaR 2Na,CaR,2,Mg,2,2NaR 2Na,MgR,2,离子交换剂：在水中具有离子交换功能的物质叫离子交换剂，它分为天然,和人工两大类,污染交换剂的物质主要

11、有：油、脂、细菌、有机杂质、悬浮物、泥、渣,砂及铁、锰等重金属离子,锅炉内水处理,1,钠离子交换的特点,1,硬度可以降低或消除,2,碱度不变,3,含盐量增加,4,钠离子交换是一种可逆化学反应,5,钠型离子交换过程是分层进行的,二,钠离子交换软化加酸法,1,加酸处理的目的及原理,目的：除去软化水中过剩的碱度,原理：通过酸碱中和反应降低软化水中碱度,2NaHCO,3,H,2,SO,4,Na,2,SO,4,2CO,2,2H,2,O,同时应去除二氧化碳,2,加酸量的计算,单位：克,米,3,w,JD,JD,G,SO,H,残,原,49,4,2,三,部分钠离子交换法,1,部分钠离子交换水处理的原理,原理：用

12、钠离子交换器除去部分给水硬度,再通过给水带入锅炉的碱度除去剩余的硬度,2,软化水及原水量的控制,应保证混合水的碱度略大于硬度，两者之比应,使进入锅炉的碱度减去排污掉的碱度等于进入锅,炉的硬度,3,给水硬度的控制,要求给水（混合水）的硬度,YD,给,4,mmol/L,四、氢离子交换法,1,氢离子交换原理,1,交换过程：用交换剂上的,H,原水中的钙、镁,离子进行交换,2,再生过程：失效后的树脂（交换剂）用酸溶,液进行再生,2,氢离子交换特点,1,交换后无碳酸盐和氢氧化物，除硬度同时也降,低碱度,2,交换后水呈酸性,3,可起到部分除盐的作用,4,由于呈酸性，所以不能直接做为给水,五,H,Na,离子交

13、换法,交换原理,就是将氢离子交换处理后水中的酸度和经钠离,子交换软化后水中的碱度发生中和，消除酸性,并剩有一定碱度,适用于处理碳酸盐硬度较高的原水,第四节,固定床离子交换器的运,行及有关计算,一,固定床顺流再生离子交换器的工艺流程,顺流再生：交换时的水流方向和再生时的再,生液流动方向是一致,1,反洗的作用,1,松动交换剂层,2,清除悬浮物、交换剂碎粒、气泡,在原水水质很清的情况下每次再生不必都,进行反洗，可运行几周后定期反洗,2,再生（还原）的目的：是使失效的离子交,换剂恢复交换能力,再生方法：一般采用动力态法，即再生液不断,流入交换器，废液不断排出,操作要领：应控制好合适的再生液流速,3,正

14、洗的目的：清除交换剂中残余的再生,剂和再生生物,操作要求,a,再生后必须立即进行正洗,b,清洗水按再生液的流向进行清洗,c,清,洗,分,两,段,进,行,先,慢,后,快,清,洗,时间一般为,30,分钟,4,交换（工作,操作要领,应控制好流速,交换过程应连续进行,一般每小时化验一次出水残留硬度，接近失效,时应每半小时化验一次,二,经济核算,1,交换剂的工作交换容量交换速度,是指交换器在空罐状态下，单位时间、单,位面积上通过的水流量，单位：米,时,C=Q/F,其中,Q,单位时间水流量，米,3,时,F,交换器,截面积，米,2,2,交换剂的工作交换容量,定义,是指单位体积的交换剂在工作状态下交换剂,所能

15、交换的部分单位的电荷的基本单元的物质的量除,以交换剂的体积，单位：摩,米,工作交换量按下式计算,3,再生一次用盐量,定义：使已失效的一定体积的交换剂重新获得软化水能力一次所,需用的食盐量，单位：千克,4,盐耗的计算,定义：钠型阳离子交换器再生时消耗食盐的质量除以交换器所,除去的物质,1/2Ca,2,1/2Mg,2,的量。盐耗为,第五节,固定床逆流再生工艺,逆流再生：即再生时再生液的流向与运行时的,原水流向相反,逆流再生按再生方式可分为：单层床、双层床,浮动床、混合床,一,逆流再生工艺的原理及特点,1,逆流再生工艺的原理,可以提高交换剂的再生程度,保证了出水质量,2,逆流再生工艺特点,1,完全失

16、效的的交换剂，底部是部分失,效的减缓剂,2,再生液由下而上通过交换剂,3,出水水质,4,充分利用交换剂的交换容量，提高其经,济性,5,交换时水的流向和再生时再生液流向箱,反,6,运行关键在于不能使交换剂乱层,3,1,工艺优点,1,提高了再生剂的利用率，减低了单耗,比顺流再生工艺省盐,30,左右,2,提高了出水质量,3,制水量大，每周期比顺流再生多,10,20,左右,4,节约工业用水,5,排出的废再生液浓度减低，减少并减少,对天然水的污染,二,逆流再生交换器的运行,1,小反洗,2,放水,3,顶压,4,进再生液,5,逆流冲洗,6,小反洗,7,正洗,三、低流度再生法的操作,1,小反洗,2,进在生液,

17、3,逆向冲洗,4,小正洗,5,正洗,6,大反洗,大反洗时，为保证冲洗质量，因而大反洗从开始到结束，最重要的工艺参,数是严格控制大反洗流速,第五节,锅内水处理,一,锅内水处理特点,锅内水处理：是通过向锅内投药的方法，使给水中,的结垢物质在锅内转变为泥垢，然后通过排污将泥,垢从锅内排出，从而达到减缓或防止结垢,锅内水处理的特点,1,投资小、成本低、操作方便,2,对水质适用范围较大，处理得当，防垢率可达,80,3,不能完全防止锅炉生结水垢，特别是生成的泥,垢在排污不及时时很容易结生二次垢,4,排污率增加，热损失增加,二、搞好锅内水的处理的关,键,1,对症下药,根据水质选择药剂,2,量水投药,上多少水

18、投多少药,3,科学排污,根据化验结果，科学,排污,4,严格监督,即通过监督锅水品质,指导加药和排污,三,锅内水处理适应范围,1,无过热器的锅炉,2,能保证在运行中可靠除地排除锅内所形,成的泥垢,3,通过加药而形成的水渣，不会影响锅炉,安全运行,4,对蒸汽品质要求不高,四、常用水处理药剂的种类,根据处理的目的不同，可以分为,1,软水剂（防垢剂,作用：主要是用来消除给水带入的硬度，使硬度转,变为水渣（泥垢）或改变水渣（泥垢）性质使其不,易在受热面粘附成为水垢,1,碱性药剂,a,作用：使给水带入的硬度转变,为泥垢；有烧碱,NaOH,纯碱,Na,2,CO,3,和,磷酸盐（磷酸三钠、六偏磷酸钠等,2,有

19、机胶体：栲胶、腐植酸钠等,3,水质稳定剂：有机磷酸盐、有机羟酸盐,2,降碱剂：降低水中碱度,磷酸、磷酸二氢钠、草酸、硫酸铵等,3,缓蚀剂：防止水侧金属腐蚀,有,亚硫酸钠、亚硝酸钠、重铬酸钾等,4,消沫剂：防止锅水起沫或汽水共腾，提高,蒸汽质量,酰胺类、聚醚脂型,5,防油垢剂：吸附油脂，防止受热面结生油,垢,活性炭、胶体石墨、木炭粉等,第六节,锅内水处理药剂配方和用量的计算,一,水处理常用药剂配方,1,纯碱法,2,纯碱,栲胶法,3,纯碱,腐植酸钠法,4,三钠一胶法,5,四钠法,6,有机聚磷酸盐、有机聚羧酸盐和纯碱法,7,有机聚磷酸盐、有机聚羧酸盐、腐植酸钠和纯碱,法,二、水处理药剂用量的计算,1

20、,运行中水处理药剂用量计算,1,对非碳酸盐硬度的给水,氢氧化钠和碳酸钠的用量,X=EYD,非,1/2Ca,2,1/2Mg,2,JD,锅,P,X=EYD,总,JD,总,JD,锅,P,单位,g/T,克,吨水,如果烧碱和纯碱同时使用，则上述公式应分乘以其各自所占的比例,磷酸三钠：作为泥垢调节剂和处理水中残余硬,度,用量,X=5YD,总,克,吨水,栲胶用量,YD,4.0,毫摩,升的，为,5 g/T,克,吨水,YD,4.0,毫摩,升的,g/T,克,吨水,作用：主要起泥垢调节剂和防止氧腐蚀,腐植酸钠用量：作用同栲胶,3-5 g/T,克,吨水,有机聚磷酸盐用量：阻垢作用,1-2 g/T,克,吨水,有机聚羧酸

21、盐用量：阻垢作用,3-5g/T,克,吨水,共同使用效果最佳,2,对于含有低钠钾碱度,JD,Na,给水,对于给水中钠钾碱度大于排污损失的碱度，则不,用加药,对于给水中钠钾碱度小于排污损失的碱度，则按,下式加药,只加,Na,2,CO,3,X=53,JD,炉,P,JD,Na,单位,g/T,克,吨,式中,JD,Na,JD,总,YD,总,碳酸钠（纯碱）受热分解产生的二氧化碳易对蒸汽系统及热力管,道造成腐蚀，因此蒸汽锅炉应尽量少用碳酸钠作防垢剂,3,对使用软化后的水质,因为,YD,残,0.03mmol/l,多数情况下给水都保,持了一定量的钠钾碱度，所以不用加药，但为,了防止生结二次垢和腐蚀，一般应加投磷酸

22、三,钠和腐植酸钠,磷酸三钠投药量,X=127YD,软,eP,单位,g/T,克,吨,腐植酸钠投药量,10-20,g/T,克,吨,2,点火前各种水处理药用量计算,空锅上水加药,对于新投入运行或停炉冲洗后，重新上水,点火运行的锅炉进行一次性投药量计算,对于含有非碳酸盐硬度的给水加药量,磷酸三钠用量,X=65+5YD,总,克,吨水,应乘以锅炉的水容量,碳酸钠用量,X=53,YD,非,JD,锅,E,53,YD,总,JD,总,JD,锅,E,克,吨水,应乘以锅炉的水容量,腐植酸钠用量同运行加药量,第七节,锅炉水垢的形成、危害及清除,一、水垢的定义：锅水中杂质经不断蒸发和浓,缩，在锅炉受热面上生成的固体附着物

23、,二,水垢的形成,1,受热分解,2,溶解度下降,3,相互反应,4,盐类超过其溶解度,5,水渣转化,三、水垢的分类,1,按阳离子分类,1,钙镁垢,2,氧化铁垢,2,按阴离子分类,1,碳酸盐水垢,2,硫酸盐水垢,3,硅酸盐水垢,4,混合水垢,对于化学清洗有实际意义,四,水垢的组成及性质，见表,6,10,五,水垢在锅内分布状况,1,热负荷低、蒸发强度小的部位,2,热负荷高、锅水蒸发强度大的部位,3,热负荷较低，锅水循环缓慢的部位,六,水垢的危害,1,浪费燃料：水垢导系数低，表,6-11,2,损坏受热面,使受热面金属壁温升高,图,6-5,3,降低锅炉出力：传热差，热效率低,4,结垢会降低锅炉使用寿命,七,锅炉水垢的清除,1,人工清除,2,机械清除,3,化学清除,碱煮法、酸洗法,第八节,锅炉排污,一,排污的目的和意义,1,排污的目的,2,排污的意义,二、排污的方式和要求,1,排污的方式,1,连续排污：是连续不断地从锅炉水表面，将浓,度较高的锅水排出,上锅筒,2,定期排污：主要是排除锅炉内形成的泥垢及其,他沉淀物，其次全还能迅速地调节锅炉水浓度，以补,连续排污的不足,下锅筒或水冷壁下集箱,2,排污的要求,排污的质量取决于排污量和排污方式,1,勤排,排污的次数要多一些,2,少排,每次排污量要少,3