水处理的好坏直接关系到锅炉的安全运行,很多使用单位却对此不重视不关注,直到出现锅炉事故才后悔莫及,水质监管缺失给锅炉安全运行留下的是定时炸弹。锅炉的水处理不仅要关注,还要重视,规范水质管理,确保水质处于受控状态之中。
1 锅炉水处理的目的
锅炉水处理的目的是除去对锅炉有危害的杂质,防止锅炉结垢和腐蚀,保持蒸汽品质良好,保证锅炉安全经济运行[1]。做好水质管理工作,才能保证锅炉安全、经济运行,才可达到延长锅炉使用寿命,节约燃料,保证蒸汽品质,防止由于水垢、水渣、腐蚀而引起锅炉部件损坏或发生事故的目的。
2 锅炉水质不良的危害
(1)锅炉的结垢,每结垢1mm,约浪费5%-8%的燃料[2];使传热性能差,受热面壁温高,超过材料的允许温度,金属材料过热,导致受热面损坏。(2)锅炉的腐蚀,会直接导致金属受压元件受到破坏[3];腐蚀的铁化物与其他杂质结成水垢附着在受热面之上,将影响传热效果;产生垢下腐蚀。(3)影响蒸汽品质,含盐量高、皂化反应、汽水共腾、蒸汽严重带水,致使锅水起沫,影响蒸汽品质,还可能使过热器管产生积盐、影响过热蒸汽温度、水位模糊、在蒸汽流动系统产生水锤效应、引起系统腐蚀等问题。
3 水处理监测指标和意义
3.1 锅炉给水监测指标和意义
监督给水是为了防止锅炉给水系统腐蚀、结垢,在锅炉排污率不超过规定值的前提下,确保锅水水质合格,监测的指标和意义如下。
(1)悬浮物(浊度),若不将水中的悬浮物除去,悬浮物的存在会影响加药处理除垢效果和锅外化学处理工艺的正常进行。(2)硬度,监测硬度是避免生成钙、镁水垢,防止锅内加药处理的用药量增加,使锅水中发生过量的水渣。(3)pH 值,控制给水系统中的酸性物质及碱性物质。(4)溶解氧,监测给水中溶解氧浓度,防止锅炉产生氧腐蚀。(5)油量,如果给水中含有油,一方面会形成油垢,另一方面会影响蒸汽的品质。(6)含铁量,监督含铁量是为了防止铁质水垢对锅炉的危害。
3.2 锅炉锅水监测指标和意义
对锅炉锅水监测的目的在于防止锅内结垢、腐蚀和产生蒸汽品质不良等问题。监测的指标有:(1)碱度,有效地监控炉水碱度,太高易造成碱性腐蚀或者苛性脆化,同时防止锅水起沫,保证蒸汽品质;而锅水中保留一定的碱度,使之与钙镁离子反应,可达到防止结垢的目的。(2)酚酞碱度,防止锅炉产生酸性腐蚀或碱性腐蚀。方便计算出锅水pH 值:锅水pH 值=11+lg[2×酚酞碱度-全碱度]。(3)pH 值,锅炉正常运行时,炉水pH 值应控制在10~12 之间[4]。(4)溶解固形物,为了保证蒸汽品质,减少蒸汽溶盐,防止锅水中的杂质被带入蒸汽中[5]。(5)SO32-,采用亚硫酸盐除氧时,锅炉中应维持一定量的SO32-,以除去锅炉中的氧气。(6)PO43-,采用磷酸盐处理时,锅水中应维持一定量的PO43-,目的是为了防垢[6]。(7)相对碱度,当相对碱度小于某一数值时,不会发生苛性脆化[7]。
4 工业锅炉常用的水处理方法
工业锅炉常用的水处理方法有锅外水处理和锅内水处理[8]。锅外水处理是在锅炉外部用水处理设备将原水进行软化,使给水达到标准要求,再将给水注入锅炉内部。工业锅炉常见的水处理设备有钠离子交换软水设备、反渗透净水设备[9]。锅内水处理是将药剂加入给水中,再将给水加入锅炉内部,药剂在炉内直接与水中的杂质和金属产生化学反应,缓解对金属的侵蚀,避免结垢。
4.1 钠离子交换软水设备
钠离子交换软水设备以4t/h 一备一用软水设备为例,如图1,整机工作流程图,如图2。
图1 4t/h 一备一用软水设备
通过钠型离子交换树脂上的钠离子与水中的钙、镁离子进行交换,降低水中硬度,钙镁等离子的浓度,从而达到反渗透膜进水需求的水质硬度标准。当运行一段时间,达到自动控制阀所设定的流量失效后,需要用盐水对离子交换树脂进行再生处理,已恢复其处理交换能力。
软化过程,原水经过钠离子交换器,阳离子Ca2+、Mg2+经钠离子树脂接触而被除去,反应如下:
再生过程,当阳离子交换树脂吸附足够的阳离子达到饱和后,就需要用6%-10%的盐NaCl 对树脂进行再生,而盐中Na 离子反过来与树脂中的阳离子交换,反应如下:
反应中生成的各种水溶性盐,通过冲洗去除掉,冲洗的初期实际是再生的继续,流速不要太大,可掌握在3-5m/h,当冲洗出水进本不咸的时,可将流速加大到10-15m/h,再生后的树脂又可以投入生产使用。
文章来源:《中国设备工程》 网址: http://www.zgsbgc.cn/qikandaodu/2021/0120/1013.html
中国设备工程投稿 | 中国设备工程编辑部| 中国设备工程版面费 | 中国设备工程论文发表 | 中国设备工程最新目录
Copyright © 2018 《中国设备工程》杂志社 版权所有
投稿电话: 投稿邮箱: