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Mg(HCO3)2+2HR—}MgR“2H2O+2C02 f
非碳酸盐硬度:
CaSO4+2HR_÷CaR H2 S04
CaC1 +2HR---~CaR 2HC1
MgS04+2 HR---~MgR“ H2 SO4
MgC12+2HR_÷MgR 2HC1
由此可见,氢离子交换还有除盐的作用,除盐
的量与水中的碳酸盐硬度的摩尔数相等。氢离子
交换后水中有游离酸,产生的酸量与水中的非碳
酸盐硬度的摩尔数相等。因此不能作为锅炉给
水,氢离子交换不能单独使用,必须与钠离子交换
联合使用,称为氢一钠离子交换,使产生的游离酸
与经钠离子交换后生成的碱相中和,达到除碱的
目的。
3)除氧处理。水中往往溶解有氧(0,)、二氧
化碳(CO,)等气体,使锅炉易发生腐蚀。
GB1576—2001规定蒸发量>16 t/h的锅炉必
须除氧,且含氧指标≤0.1 mg/L(此指标范围内
氧腐蚀的速度缓慢),而淡水中氧的溶解极限如
表2,水的温度升高,溶解度减小。
表2 淡水中氧的溶解极限
溶解氧在锅水介质中,作为一种强的去极化
剂,其腐蚀机理是:
02+2H20 +4e—珥0H —
Fe—}Fe +2e
众所周知,溶解氧与腐蚀速度成正比,即含氧
量增大,腐蚀加剧,含氧量减小,腐蚀减缓。若将
pH值提高,则能减缓腐蚀,但实际上即使把pH
值提高到10~12,依然有氧腐蚀。而当水中没有
溶解氧时,只要将pH值调到9.5~10就会大为
减缓乃至避免腐蚀。工业锅炉一般采用热力除
氧,即利用引入具有一定压力的蒸汽将水加热至
沸腾,水中的氧根据表2因溶解度减少而逸出。
再将逸出的氧随少量凝结的蒸汽一起排出,以保
证给水质量。热力除氧法的淋水盘式除氧器是一
种理想的除氧装置,进水加热0.02~0.025 MPa
下的沸点105℃,在除氧器内喷淋到足够的细度
可以有效地除去氧气。此法还可以有效地节约热
能。
2.2 锅内水处理
锅炉给水在炉外进行软化处理,可有效防止
锅炉受热面上的结垢。但需要较多的设备和投
资,增加了人员和维护费用,这对某些小型锅炉房
是比较难实现的,此时采用锅内水处理。锅内水
处理是通过向锅炉给水投加一定数量的药剂,与
形成水垢的盐类起化学作用,生成松散的泥垢沉
淀,然后通过排污将泥垢从锅内排出,以达到减缓
或防止水垢结生的目的。
1)加碱处理。在汽包中加入纯碱Na CO,作
为作用药剂,利用水中过剩的co; 离子与ca¨、
Mg 离子作用,反应如下:
ca +co; ---~CaCO
c03一 +H20—}20H一+c02 f
Mg +20H一---~Mg(OH)2
反应生成的CaCO,及Mg(OH) 呈泥渣状
态,可随排污除去。
2)加磷酸盐处理。当炉内压力较高时,纯碱
会发生水解,其反应如下:
Na2c03+H20---~2NaOI-I+c02 f
因此炉水中不能保持必要的co; 浓度,并
且产生了苛性钠,使炉水碱度过高,对锅炉工作不
利。这时通常采用磷酸三钠(Na PO ·12H 0)
作为锅内水处理的处理药剂。炉水中的钙镁离子
与磷酸根离子PO]一结合生成溶解度小的钙镁磷
酸盐类,反应式如下:
CaSO4+Na3PO4---*Ca3(P04)2 +Na2s04
CaC12+Na3PO4---*Ca3(PO4)2 +NaC1
MgS04+Na3PO4---~Mg3(P04)2 +Na2s04
MgC12+Na3PO4---~Mg3(P04)2 +NaC1 Ca3
(P0 ) 、Mg,(P0 ) 沉淀,是具有高度分散的胶
体颗粒,在锅水中能作为补充的结晶中心,使ca-
CO 和Mg(OH),在其周围析出,变的细小、分
散,而不易在金属表面附着,生成流动性较强的泥
垢,可随排污除去。
3)加入腐植酸钠。加入腐植酸钠的作用有:
腐植酸钠在碱性条件下,它的羧基或酚羟基上的
钠离子,可与水中的钙、镁离子进行交换,生成腐[工业锅炉水质和水处理方法
林华曦
(中山市特种设备检验所,广东中山528400)
摘要:阐述了工业锅炉的主要水质指标,并对锅炉给水和锅水的水处理方法和原理进行概述。
关键词:工业锅炉;水质;水处理
中图分类号:TK227 文献标识码:B
The Water Quality and Water Treatment of Industrial Boiler
Lin Huaxi
(Zhongshan Institute of Special Equipment Inspection,Zhongshan 528400,China)
Abstract:This text disscuses the indexes of water quality for industrial boiler.The main methods and
their principle of water treatment are also introduced.
Key words:industrial boiler;water quality ;water treatment
0 引 言
工业锅炉是一种常见的能量装换设备,是生
产蒸汽或加热水的设备,广泛地应用于电力、机
械、化工等工业部门及人们的日常生活中。按照
锅炉产生的蒸汽压力和流量可分为:高压锅炉、中
压锅炉、低压锅炉及大容量(大型)锅炉、中容量
(中型)锅炉、小容量(小型)锅炉。工业锅炉一般
是低压小容量锅炉,其所产生的蒸汽或热水均不
需要过高的压力和温度,容量也不太大,压力一般
在2.5 MPa(25个大气压)以下,温度一般为饱和
蒸汽温度(或有过热,过热蒸汽温度也不太高,一
般400 oC以下)。
水是工业的血液,锅炉是工业的心脏,锅炉水
处理则是为心脏提供合格血液,保证锅炉安全经
济运行的必不可少的手段。水处理不当给锅炉所
造成的后果可概括为结垢、腐蚀和汽水共腾。结
垢直接影响传热和汽水正常循环,轻则造成垢下
腐蚀、燃料浪费和缩短锅炉寿命,重则引发胀管、
变形或爆管事故。腐蚀直接影响材料强度,轻则
缩短锅炉寿命,重则造成裂纹、泄漏甚至爆炸事
故。汽水共腾直接影响蒸汽质量,可能导致过热
器及其它用汽设备结垢甚至引起安全事故。因此
锅炉水质处理工作,具有十分重要的现实意义。
1 工业锅炉的水质
1.1 工业锅炉的水质指标和水质标准
工业锅炉的水质指标根据GB1576—2001《工
业锅炉水质》主要有以下几项。
1)悬浮物。指悬浮状态的粗分散杂质含量,
单位为mg/L。GB1576 —2001标准规定悬浮物
≤ 5 mg/L。
2)总硬度(H)。水中能形成水垢或水渣的钙
镁的总含量,单位为mmol/L。GB1576 —2001标
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