锅炉用水评价指标及水质标准

1、锅炉与锅炉房设备施工 教案模块三：锅炉房工艺系统及辅助设备单元八：锅炉的水处理技术3.8.1 锅炉用水评价指标及水质标准学 院 内蒙古建筑职业技术学院 院 （部） 机电与暖通工程学院 教 师 王思文 锅炉用水评价指标及水质标准教学目的通过课程教学，挖掘学生潜在创造力，激发学生的工程设计能力。以工作任务形式组织学生进行项目训练，培养学生团队意识，组织协调能力、创新思维能力，沟通交流能力，自我学习能力、分析问题和解决问题的能力。通过学习，学生能够对锅炉房工艺系统及辅助设备有更全面的理解。教学目标能力（技能）目标知识目标素质目标1 能运用锅炉用水评价指标。 2 能分析各种水处理技术的特点。1 掌握锅

2、炉用水评价指标及水中杂质的危害。2 熟悉各种水处理技术的原理。3 掌握各种水处理技术的工作过程。1挖掘学生潜在创造力，激发学生的自主学习积极性；2培养学生的与人交流、与人合作的能力，培养学生解决问题、自我学习能力。任务与案例任务：根据教学内容，能够熟悉各种水处理技术的工作原理及特点。案例：1. 利用课堂教学进行深入学习。 2. 校内锅炉房水处理设备。重点难点及解决方法重点：1.锅炉水处理技术的原理及特点。 难点：无。 参考资料锅炉与锅炉房设备 夏喜英主编 哈尔滨工业大学出版社锅炉及锅炉房设备杜渐主编 中国电力出版社工业锅炉设备 丁崇功主编 机械工业出版社工具与媒体计算机、打印机、录像、课件、图

3、纸、笔、橡皮、专业相关资料等。授 课 教 案一、水中的杂质天然水中的杂质是多种多样的，这些杂质按其颗粒大小可分为三类：颗粒最大的称为悬浮物，其次是胶体，最小的是离子和分子，即溶解物质。1. 悬浮物是指水流动时呈悬浮状态的物质，其颗粒直径在10-4mm以上，它通过过滤就可以分离出来。主要是泥砂、动植物残渣、工业废物等。2. 胶体物质是许多分子和离子的集合体，其颗粒直径在10-610-4mm之间。水中胶体物质有铁、铝、硅的化合物，以及动植物有机体的分解物质有机物。3. 溶解物质主要是钙、镁、钾、钠等盐类及氧和二氧化碳等气体。这些盐类在水中大都以离子状态存在，其颗粒直径小于10-6mm。水中溶解的气

4、体则是以分子状态存在的。二、水质指标和水质标准(一) 水质指标用来表示水中杂质含量的指标称为水质指标。水质指标用以表明水的品质，主要指标如下：1. 悬浮物 表示水中不溶解的固态杂质含量，即将水样过滤后分离出的固形物。其含量通常用mg/L表示。2. 溶解固形物 将滤出悬浮物后的水样进行蒸发和干燥后所得的残渣。其含量用mg/L表示。3. 硬度（H） 指溶解于水中能够形成水垢的钙、镁盐类的总含量。其含量用mmol/L表示，硬度又可分为碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度。1) 碳酸盐硬度（HT）：溶解于水中的重碳酸钙Ca（HCO3）2、重碳酸镁Mg(HCO3)2和钙、镁的碳酸盐形成的硬度称为碳酸盐硬度。这些盐类

5、很不稳定，在水加热至沸腾后可分解生成沉淀物析出，即Ca(HCO3)2 = CaCO3+ H2O + CO2 Mg(HCO3)2=MgCO3+ H2O + CO2MgCO3 + H2O= Mg(OH)+ H2O + CO2所以又称其为暂时硬度。2) 非碳酸盐硬度（HFT）：指水中的氯化钙CaCl2、氯化镁MgCl2、硫酸钙CaSO4、硫酸镁MgSO4等非碳酸盐的含量。这些盐类在加热至沸腾时不能立即沉淀析出，只有在水不断蒸发后使水中所含的浓度超过饱和极限时才会沉淀析出，所以又称为永久硬度。因此，总硬度=暂时硬度+永久硬度=碳酸盐硬度+非碳酸盐硬度即 H = HT + HFT。4. 碱度（A） 指水

6、中碱性物质的总含量。例如，氢氧根OH-、碳酸根CO32-、重碳酸根HCO3-及其他一些弱酸盐类都可以用酸中和，都是水中常见的碱性物质。碱度的单位用mmol/L表示。水中所含的各种硬度和碱度，有着内在的联系和制约。，注（1）水中不可能同时存在氢氧根碱度和重碳酸根碱度，因为二者会发生化学反应，即HCO3- + OH- CO32- + H2O注（2）水中的暂时硬度是钙、镁与HCO3-及CO32-形成的盐类，也属于水中的碱度。当水中含有钠盐碱度时，就不会存在非碳酸盐硬度（永久硬度），即CaSO4 + Na2CO3 = CaCO3+ Ba2SO4由上列化学反应方程式可见，水中不可能同时存在钠盐碱度和永久

7、硬度，所以常将钠盐碱度称为负硬度。综合上述分析，水中硬度和碱度的内在关系可归结为以下三种情况：1) 若总硬度大于总碱度，水中必有永久硬度，而无钠盐碱度，则HT=A HFT=H-A；2) 若总硬度等于总碱度，水中无永久硬度，也无钠盐碱度，则H=HT=A；3) 若总硬度小于总碱度，水中无永久硬度，而有钠盐碱度，则=HT,A-H=负硬度。5. 相对碱度指锅水中氢氧根碱度折算成游离NaOH的量与锅水中溶解固形含量的比值。相对碱度是为防止锅炉苛性脆化而规定的一项技术指标。6. pH值它是表示水的酸碱性指标，指水中氢离子浓度的负对数。呈酸性的水会对金属产生酸性腐蚀，因此锅炉给水要求pH>7；当水的p

8、H>13时，容易将金属表面的Fe3O4保护膜溶解，加快腐蚀速度，因此锅水的pH值要求控制在1012。7. 溶解氧（）指溶解于水中的氧气含量，单位为mg/L。水中溶解氧会腐蚀锅炉设备及金属管路，所以水中的溶解氧必须除去。8. 磷酸根（）天然水中一般不含磷酸根，但有时为了消除给水带入锅内的残余硬度或为了防止锅炉内壁苛性脆化，可向锅内加入一定量的磷酸盐。因此，磷酸根也作为锅水的一项控制指标。9. 亚硫酸根（SO32-） 给水中的溶解氧可用化学除氧方法除去，常用的化学药剂为亚硫酸钠，给水中亚硫酸钠相对于氧的过剩量越多，则反应速度越快越完全，此时，亚硫酸根也是一项控制指标。10. 含油量 天然水中

9、一般不含油，可是蒸汽的凝结水或给水在使用过程中可能混入油类，因此也规定了锅炉给水含油量的指标，其单位为mg/L。含油量只作为定期检测项目。(二) 水质指标常用的单位 1. 水质指标中硬度和碱度的单位采用毫摩尔/升（mmol/L）。2. 德国度（°G ） 一升水中含有硬度或碱度物质的总量相当于10mgCaO时称为1°G。3. 百万分数（×10-6）单位 用1L水（1×106mg）溶液中杂质的量相当于1mg碳酸钙（CaCO3）的量来表示，称为百万之一单位。换算关系：1mmol/L=2.80G； 1mmol/L=50.1×10-4%；10G

10、=17.9×10-4%。(三) 水质标准为防止锅炉由于结垢、腐蚀及锅水起沫而影响锅炉的安全、经济运行，锅炉给水及锅水均要达到水质标准。我国现行的工业锅炉水质标准（GB15762008）适用于额定出口蒸汽压力小于等于3.8MPa，以水为介质的固定式蒸汽锅炉和汽水两用锅炉，也适用于以水为介质的固定式承压热水锅炉和常压热水锅炉。三、 水中杂质及其危害(一) 水垢的危害1. 水垢的导热性能很差，导热系数仅为钢的导热系数的1/501/30，锅内结垢使受热面传热能力显著下降，使锅炉的排烟温度升高，耗煤量增加，锅炉的出力和效率降低。根据试验，汽锅内壁附着1mm厚的水垢，就要多耗煤2%3%。2. 锅炉水管结垢后，管内流通截面积减小，水循环的流动阻力增加，严重时会将水管完全堵塞，破坏正常的水循环，最终使管子烧坏。3. 水垢附着在受热面上，清理困难，需要耗费大量的人力和物力；还会使受热面受到损伤，缩短锅炉的使用寿命。(二) 锅水含盐量过多的危害形成大量泡沫，严重时