月锅炉给水处理

锅炉给水处理2010年05月

自然界中的各种水源都含有一些杂质，不能直接用于锅炉给水，必须经过处理符合水质标准后才能供锅炉使用，否则会影响锅炉的安全、经济运行。因此，锅炉房必须设置合适的水处理设备。1水中杂质的来源

吸收大气中可溶物（CO2、O2、H2S

）及不可溶物（尘埃、工业污染物）地表：泥砂、腐殖质、有机物、溶解地壳表面的普通化合物地下：含CO2的雨水遇地层中CaCO3、

MgCO3生成Ca2+、

Mg2+；再加上地层中易溶的Na盐K盐、氯化物等2水中杂质的分类：

水中杂质按粒径分为三类：悬浮物指水流动时呈悬浮状态的物质，其颗粒直径在10-4mm以上，通过滤纸可以分离出来。主要是泥砂、动植物残渣、工业废物等。胶体物质是许多分子和离子的集合体，其颗粒直径在10-6～10-4mm之间。水中胶体物质有铁、铝、硅的化合物以及动植物的腐败物。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。水中溶解的气体则是以分子状态存在的。3水质指标和水质标准

3.1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。单位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（蒸发残渣）。单位mg/L表示。（3）硬度（H）指溶解于水中能够形成水垢的物质。（钙、镁盐类）因此，把水中钙、镁离子的总浓度称为总硬度（H），单位mmol/L。

硬度又可分为碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度。碳酸盐硬度（HT）

溶解于水中的重碳酸根（HCO3）和钙、镁形成的的碳酸盐Ca（HCO3）2

、Mg(HCO3)2称为碳酸盐硬度。这些盐类很不稳定，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+CO2↑MgCO3+H2O=Mg(OH)↓+H2O+CO2↑CaCO3、MgCO3、Mg(OH)是松散的水渣，通过排污排出炉外。因此也叫暂时硬度非碳酸盐硬度（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，所以又称为永久硬度。总硬度等于暂硬度和永久硬度之和，即H=HT+HFT(4）碱度（A）指水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：（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（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硬度，所以常将钠盐碱度称为负硬度。（5）溶解解氧（（Ｏ２）指溶解解于水水中的的氧气气含量量，单单位为为mg/L。水中中深解解氧会会腐蚀蚀锅炉炉设备备及金金属管管路，，所以以水中中的溶溶解氧氧必须须除去去。（6）磷酸酸根（（ＰＯＯ４３－）天然水水中一一般不不含磷磷酸根根，但但有时时为了了消除除给水水带入入锅内内的残残余硬硬度或或为了了防止止锅炉炉内壁壁苛性性脆化化，可可向锅锅内加加入一一定量量的磷磷酸盐盐。因因此，，磷酸酸根也也作为为锅水水的一一项控控制指指标。。（7）亚硫硫酸根根（SO32-）它是给给水采采用化化学药药剂亚亚硫酸酸钠除除氧时时残留留在水水中的的，此此时，，亚硫硫酸根根也是是一项项控制制指标标。（8）含油油量天然水水中一一般不不含油油，可可是蒸蒸汽的的凝结结水或或给水水在使使用过过程中中可能能混入入油类类，因因此也也规定定了锅锅炉给给水含含油量量的指指标，，其单单位为为mg/L。含油油量只只作为为定期期检测测项目目。3锅炉给给水用用水中中常见见的溶溶解物物：HCO3ˉClˉSO42ˉSiO32ˉCa2+,Mg2+√√√Na+,K+√√√√√Fe2+,Mn2+√4锅炉受受热面面的结结垢与与腐蚀蚀4.1水垢天然水水中的的悬浮浮物和和胶体体物质质在水水厂里里通过过混凝凝和过过滤处处理后后大部部分被被清除除。但但水中中的一一部分分溶解解盐类类（钙钙、镁镁盐类类）在在锅炉炉运行行时就就会析析出或或浓缩缩沉淀淀出来来。沉沉淀物物的一一部分分比较较松散散，称称为水水渣；；而另另一部部分附附着在在受热热面内内壁，，形成成坚硬硬而致致密的的水垢垢。水垢的的危害害：(1)影响传热水垢的的导热热系数数为钢钢的导导热系系数的的1∕50—1∕30，锅内结垢锅锅炉的传热能能力下降，使使锅炉的排烟烟温度升高，，耗煤量增加加，效率降低低。根据试验验，锅筒内壁壁附着1mm厚的水垢，就就要多耗煤2%～3%。(2)引起爆管事故故水垢的导热性性能差，受热热面的壁温大大为增高，金金属的机械强强度下降，导导致管壁起包包或出现裂缝缝，甚至爆裂裂。(3)破坏水循环锅炉水管结垢垢后，管内流流通截面积减减小，流动阻阻力增加，严严重时会将水水管完全堵塞塞，破坏水循循环，最终使使管子烧坏。。(4)水垢清理困难难水垢的附着力很强，清理困难，需需要耗费大量量的人力和物物力；还会使使受热面受到损伤伤，缩短锅炉炉的使用寿命命。4.2锅炉的腐蚀水中含有的溶溶解氧和二氧氧化碳会对锅锅炉的给水管管路、受热面面产生化学腐腐蚀。这两种种腐蚀均为局部腐腐蚀，即在金金属表在产生生溃伤性或点点状腐蚀，严严重时使管壁壁穿孔，造成成事故。要保证锅炉的的安全、经济济运行，必须须对锅炉的给给水进行处理理。其任务是是：软化降低水中钙、、镁离子的含含量防止锅内内结垢。除碱减低碱物质含含量，以减少少锅炉排污量量。除氧减少水中的溶溶解气体，减减轻对受热面面金属的腐蚀蚀。5钠离子交换软软化5.1离子交换软化化是利用不产生硬硬度的阳离子子（如Na+、H+）将水中的Ca2+、Mg2+置换出来，达达到软化的目目的。离子交换软化化主要通过离离子交换剂来来实现。5.2离子交换剂：：不溶于水，但但可用自己的的离子把水溶溶液中Ca2+、Mg2+离子置换出来来的颗粒物质质称为离子交交换剂，它是是一种高分子子化合物。合成树脂（离离子交换树脂脂）是人工合合成的高分子子化合物。其其交换能力大大，机械强度度高，工作稳稳定性较好，，近年来被广广泛使用。目前广泛采用用的是阳离子子交换水处理理有钠离子、、氢离子、铵铵离子交换等等方法。通常用R表示离子交换换剂中复合阴阴离子根。NaR表示为钠离子子交换剂，HR表示为氢离子子交换剂。6钠离子交换软软化原理（1）与碳酸盐硬硬度Ca(HCO3)2+2NaR===CaR2+2NaHCO3Mg(HCO3)2+2NaR===MgR2+2NaHCO3（2）与非碳酸盐盐硬度CaSO4+2NaR===CaR2+Na2SO4MaCl2+2NaR===MgR2+2NaCl从上述反应得得出以下结论论：1）经钠离子交交换后，水中中的钙、镁盐盐类都变成了了钠盐，因此此，除去了水水中的硬度。２）原水中的暂时硬度均转变为钠盐碱碱度NaHCO3，所以，钠离离子交换只能能软化水，但不能除碱碱。３）由于Na+的当量值要比Ca2+、Mg2+的当量值大，故故经钠离子交交换后，软水中的含盐盐量有所增加加。随交换软化的的进行，交换换剂的NaR型变为CaR2和MgR2型。交换剂已已失去交换能能力，则认为为交换剂已经经“失效”，，此时应立即即停止软化。。这时要对交交换剂进行再再生（也称还还原），以恢恢复交换剂的的软化能力。。常用的再生剂剂是食盐NaCl。方法是让质质量分数5%～8%的工业食盐水水溶液流过失失效的交换剂剂层进行再生生，再生反应应如下：CaR2+2NaCl===2NaR+CaCl2MgR2+2NaCl===2NaR+MgCl2再生生成物CaCl2和MgCl2易溶于水，可可随再生废水水一起排掉。。7固定床钠离子子交换设备及及其运行固定床离子交交换器是指运行时交交换器中的交交换剂层是固固定不动的，，一般原水由由上而下经过过交换剂层，，使水得到软软化，简称固固定床。固定床交换器器常用的规格格有φ500mm、φ750mm、φ1000mm、φ1200mm、φ1500mm、及φ2000mm等，交换剂层层高有1.5m、2m及2.5m。固定床离子交交换按其再生生运行方式不不同，可分为为顺流再生和和逆流再生两两种。8.1顺流式再生顺流式再生是是指交换运行行量再生液的的流动方向和和原水流动方方向相同，一一般均由上向向下。结构它由由交换器壳体体、进水装置置、再一液分分配装置、底底部排水装置置和顶部排气气管等组成。。8.2离子交换器运运行通常分分四个步骤。。（1）软化方法原水由由上部进入交交换器内分配配漏斗，自上上而下均匀地地流过交换剂剂层，软水由由底部集水装装置汇集，送送往软化水箱箱。要求当出水水硬度超过规规定的允许值值时，应立即即停止软化。。（2）反洗目的是松动动软化时被压压实了的交换换剂层，为还还原液与交换换剂充分接触触创造条件，，同时带走交交换剂表层的的污物和杂质质。方法使使具有一定压压力的反洗水水自下而上流流过交换剂层层，从顶部排排出。要求反洗强强度以不冲走走完好的交换换剂颗粒为宜宜，一般为15m/h，反洗时间一一般为10～15min。（3）再生目的使使失效的交换换剂恢复交换换能力。方法盐盐液由顶部多多个辐射型喷喷嘴喷出，流流过失效的交交换剂，废盐盐液经底部集集水装置汇集集。要求再再生流速一般般为4～8m/h。（4）正洗目的是是清除交换剂剂中残余的再再生剂和再生生产物。方法自自来水从上部部进入，从下下部排出。要求正正洗水耗通常常为3～6m3/m3树脂，正洗速速度为6～8m/h，正洗时间为为30～40min。正洗结束后，，又可开始软软化。(5)检测取软化水100ml，加入5ml氨-氯化铵缓冲液液和2滴0.5%铬黑T指示剂，摇匀匀后呈蓝色为为合格，呈红红色为不合格格。8水的除氧水中溶解氧、、对锅炉金壁壁面会产生化化学腐蚀，因因此必须采取取除气（氧气气）措施。8.1除氧原理（1）从气体溶解解定律（亨利利定律）可知知，气体在水水中的溶解度度与该气体在在气水界面上上的分压力成成正比，与水水温成反比。。在敞开的设设备中将水加加热，水温升升高，气水界界面上的水蒸蒸汽分压增大大，其他气体体的分压降低低。（2）当水达到沸沸点时，水界界面上的水蒸蒸气分压力增增大，其他气气体的分压力力趋于零，水水中溶解气体体的含量也趋趋于零。要使水温达到到沸点，可采采用加热法（（热力除氧））或抽真空的的方法（真空空除氧）以及及采用水中加加药来消除溶溶解氧的方法法（化学除氧氧）8.2热力除氧工业锅炉常用用的是大气式式热力除氧器器。其工作压压力为0.02Mpa，工作温度104℃。（一）构造热热力除氧氧器由除氧头头和除氧水箱箱组成。（二）工作过过程1、软水→除除氧头上部进进水管→喷嘴嘴→向下→淋水盘→上上层挡板→填填料→下层孔孔板→水箱2、蒸汽→除氧头下部→下层孔板→填料→上层孔板→淋水盘→挡水板→排出管（三）使用要要求1、为保证锅炉炉给水泵的可可靠运行，除除氧水箱应防防在锅炉给水水泵的上方，，除氧水箱最最低水位与锅锅炉给水泵中中心线的高差差不应小于6~7m，防止水泵吸吸入口汽化。。2、应装设蒸汽汽和给水自动动调节器，进进行自动调节节。8.3真空除氧（一）方法利用抽真空的方法，，使水面上的的压力低于大大气压力，降降低了水的沸沸点，使水在在60C下沸腾，水中中的溶解氧析析出。（二）构造常用的是整体体式低位水喷喷射真空除氧氧器，如图7-15。它将除氧器器及进水加热热器、水喷射射器、循环水水箱等组成一一个整体。除氧器内的真真空度可借蒸蒸汽喷射器或或水喷射喷射射器来实现。。（三）特点不用蒸汽，锅锅炉给水温度度低9.4化学除氧向水中加入化化学药剂，或或令水流经装装有吸氧物质质的过滤器，，达到除氧的的方法称为化化学除氧。常常用的有钢屑屑除氧、海绵绵铁除氧、药剂除氧、树脂除氧等，9锅炉排污为了控制锅炉炉锅水的水质质符合规定标标准，常采用用锅炉排污的的方法，即经经常放掉一部部分锅水，同同时补入等量量的给水，来来降低锅水的的含盐量。锅锅炉的排污有有定期排污和