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有水处理锅炉结垢原因分析及对策思考

发布时间：2009/10/17 阅读次数：1358 字体大小: 【小】【中】【大】

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有水处理锅炉结垢原因分析及对策思考

杨兴富

（昆明双星化学清洗有限责任公司）

摘要分析了有水处理锅炉结垢的主要原因，提出了在加强离子交换处理的同时采用加药辅助处理残硬，达到彻底防垢除垢和防蚀的最佳运行效果。

主题词 低压锅炉水垢对策加药处理

1．前言

锅炉水处理对防止锅炉因结垢或腐蚀造成的事故，确保锅炉安全经济运行是十分重要的措施。国际质量技术监督局锅炉压力容器安全监察局及各级锅炉职能部门，对锅炉水处理工作非常重视，制订了相关规则和法规。最近又颁布了《锅炉水处理监督管理规则》和《锅炉化学清洗规则》，以规范和加强锅炉的水处理及锅炉化学清洗监督管理工作。各级锅炉职能部门通过办水处理学习班，培训班和开展有关学术活动，普及水处理技术和知识，锅炉使用单位一般都知道，锅炉给水须进行水处理。大多数锅炉用户都有水处理措施，直接用原水作给水的只是少数，大多为县级以下的企事业单位，因而这类用户的锅炉结垢较为普遍，也比较严重。作者从事锅炉药剂的研制应用，水质监测和化学清洗工作多年，大量实践表明，在有水处理的低压锅炉，特别是蒸发量＜4t的锅炉，水处理效果多数达不到GB1576标准。水处理大多只能减缓水垢生长速度，而不能达到完全防垢。锅炉水处理主要包括离子交换处理和加药处理。为什么有水处理锅炉还结生水垢，原因何在？有没有什么良策能使锅炉实现无垢运行？对此本文进行了分析和探讨。

2．锅炉结垢原因分析

据有关统计显示，目前全国有锅炉50余万台，其中低压锅炉占80%以上，着类锅炉中结生水垢仍是普遍现象，尤以蒸发量＜4t者突出。据我们多年实践观察，结垢原因主要有以下方面。

2.1 管理方面原因

2.1.1 锅炉有关运行管理的规章制度执行不严

关于锅炉的使用运行管理，国家劳动部曾颁布了《锅炉房安全管理制度》，本制度包括了司炉岗位责任制，锅炉水处理管理制度等八大制度，十分全面具体，是全国统一的规范化制度。但在实际工作中，一些单位只把《制度》贴在墙上，没有很好落实到行动上，有章不循。水处理工作马虎，水处理后的水质不合要求，残硬严重超标，导致锅炉结垢。

有的单位认为锅炉小，压力低，有无水处理无关重要，没有防垢措施，锅炉结垢严重，有的垢厚达10mm以上，还在继续运行。

2.1.2 短期行为，只顾眼前不顾长远

随着经济体制改革的深入发展，有的单位实行承包经营后，领导存有短期行为^[1]，认为在其任期内，对能不办的事，就采取能推就推，能拖就拖。有的水处理设备陈旧老化，也不愿花钱维修或更新。对锅炉检查中职能部门提出的水处理方面的意见不能及时整改落实，使锅炉在水处理失效状态下运行，水处理设备只起到简单的过滤作用，硬水进入锅炉必然结垢。

2.1.3 水处理设备不配套，化验工作跟不上

有的单位有水处理设备，但没有配化验设备，化验工作是水质监控的眼睛，经处理后的软水是否达到GB1576-1996标准，树脂何时再生，交换容量变化如何等都需要化验才能进行相应的操作。有的单位没有化验设备，因而述职的再生工作是凭感觉或认为规定时间进行，有的长时间不进行再生，述职失效，离子交换器成了过滤器，给水得不到软化，导致锅炉结垢。

2.2 水处理人员素质方面的原因

水处理工作是一项技术性较强的工作，要求配备合格的水处理人员，但是在实际工作中，一些单位负责水处理的人员，技术素质不高，工作责任心不强，化验不认真，怕麻烦，不及时取样化验，甚至照抄以往的化验记录，造成假象，表面上看水处理都合格，实际上不合格，导致锅炉结垢。

2.3 设备方面的原因

2.3.1 水处理设备能力与锅炉吨位不匹配

有的单位水处理能力小而锅炉负荷大，造成软水“供不应求”，为此加大数量，残硬大大超标，大量硬水进入锅炉，又没有其他防垢措施，所以锅炉必然结生水垢。

2.3.2 设备安装调试方面的问题

锅炉安装过程中，有的施工单位对水处理设备的安装调试技术不熟悉，造成安装不正确，有的水处理设备出厂时就不合格，但一样安装使用，造成“先天不足”。有的单位对树脂性能不太熟悉，采购时购进劣质树脂或废树脂，又未经必要的检验，就装入柱内投入运行，使出水硬度大大超标，导致结垢。

2.3.3 设备陈旧失修所致

这类问题比较普遍，一些单位的水处理设备由于年久失修，不免会出现这样那样的故障，这也是正常现象，问题是出现故障后应及时发现并修复。如固定床钠离子处理设备，常发现交换器进出水压力表失效或损坏，无法掌握交换器进出水压力，造成出水硬度超标。我们知道，进水压力过低（＜0.1Mpa＝），会造成进水在树脂层中偏流，再生时又会使盐液流速过低，再生不彻底，交换周期缩短，残硬升高。

进水压力过高（＞0.6Mpa），水流速过大，又会造成交换不完全，出水不符合要求，再生时造成树脂乱层，反洗时则偏流，使再生二次恶化，影响下一个周期的使用。

又如水处理设备中，反洗水阀门损坏，关闭不严密，会使反洗原水漏入交换器的出水则与软水混合，使出水残硬迅速升高，若不及时发觉修复，必然导致结垢。

2.3.4 系统与设备选用的问题

系统与设备的选用，应考虑到原水水质硬度。有些单位原水硬度属高硬度水（＞6.5mmol/L），水处理系统仍采用单级离子交换设备，这就不能满足水质要求。因为单级钠树脂交换，对高硬度水，处理周期缩短，出水残硬较高，而且往往不稳定，时间一长，锅炉必然结垢。对此种水质宜采用双级钠离子处理设备串联运行。

2.4 原水水质方面的原因

锅炉原水一般有两种，地表水和地下水。一般而言，地表水硬度较低，悬浮物较多、浊度较高，随季节变化较大，枯水期和洪水期不一样。地下水悬浮物较少，浊度小，受季节变化较小，水质稳定，其硬度主要与六出的地层有关，出自喀斯特地层的硬度较高，含SiO₃^2-较少，出自花岗岩地层的硬度低，SiO₃^2-增高。对高硬度水（＞5mmol/L），宜采用双级钠离子处理。否则，效果不好导致锅炉结垢。

对含SiO₃^2-高的原水，钠离子处理不了，进入锅炉后易与Ca²⁺、Mg²⁺残硬生成CaSiO₃^2-、MgSiO₃^2-硅垢，这是一类坚硬的水垢，从化学角度虽然可以创造条件，使水中MgO·SiO₂的重量比保持在1.0～1.6之间，使所生成流动性好的蛇纹石软泥（3MgO·2SiO₂·2H₂O），通过排污排出。但是实际操作起来，要做大量分析工作，否则，达不到此效果。

另外，有的地方锅炉用水为温泉水，这种一般喊硫较高，硫经氧化生成SO₄^2-，此阴离子也不能被钠树脂交换，进入锅炉与残硬Ca²⁺生成CaSO₄^2-，这也是一类坚硬难除的水垢。

原水浊度太高，超过GB1756-1996标准，尤其是那些直接使用河水、塘坝水等地表水作原水的单位，雨季期间原水中含大量泥质悬浮物，未经沉淀处理很容易使树脂堵塞，锅炉结垢加快。

特殊水质影响：有些水质比较特殊，水中含铁、锰杂志较高，易使树脂“中毒”失效。对强酸性树脂而言，对水中金属离子的吸附是有选择性的，其吸附强弱的规律为：

Fe³⁺＞Al³⁺＞Ca²⁺＞Mg²⁺＞K⁺＞Na⁺＞H⁺

阳离子树脂对铁的亲和力特强，吸附形成不可逆交换^[2]，用盐液不易交换下来。这就是常说的树脂“中毒”。当交换器防护层破、设备腐蚀后在酸性溶液的作用下，也常发生Fe³⁺“中毒”现象。树脂的铁污染通过观察树脂颜色变深即可发现。

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