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1、工业锅炉水处理,五常市特种设备检验所,蒸汽锅炉水处理特点,水质不良的危害,锅炉用水主要评价指标,锅炉给水处理,4,1,2,3,1 蒸汽锅炉水处理特点,高温使许多原本较慢的反应变得相当快,高压给锅炉爆炸带来隐患,因浓度的不断升高而形成水垢，这一现象特别易发生在剧烈蒸发的部位,高温,高压,快速浓缩,高温也要求锅炉本体得经受住热胀冷缩的考验，必须保证热量及时被水吸收,水质不良的危害,水质不良的危害,Contents,蒸汽锅炉水处理特点,水 质 不 良 的 危 害,锅炉用水主要评价指标,蒸汽锅炉水处理,4,1,2,3,水质不良的危害,Text in here,当水中某种盐分在炉水中的浓度超过其相应的溶
2、解度，即会从炉水中析出并形成沉淀物，形成水垢。,水垢成分复杂，一般是多种化合物的混合体，按其化学成分可分为钙镁水垢、硅酸盐水垢、铁垢和铜垢。,结 垢,腐 蚀,汽 水 共 腾,水质不良的危害,Text in here,金属构件破损,结 垢,腐 蚀,汽 水 共 腾,水质不良的危害,Text in here,即 在锅炉筒的水、汽界面上，若蒸汽和水不能迅速分离，在锅水沸腾蒸发过程中，液面就会产生泡沫，泡沫薄膜破裂后分离出很多的水滴，这些含盐很高的水滴不断被蒸汽带走，严重时，蒸汽携同泡沫一同进入蒸汽系统。,锅水中含有过多的氯化钠、磷酸钠、油脂和硅化物时易引起汽水共腾,结 垢,腐 蚀,汽 水 共 腾,水质
3、不良的危害,Text in here,锅炉汽水共腾会造成危害：蒸汽受到严重污染过热器管和蒸汽流通管道内出现积盐，严重时能将管道堵塞使过热蒸汽的温度下降水面计内充有气泡，造成液面分辨不清在蒸汽流通系统中产生水锤作用，容易造成蒸汽管路连接部位损坏容易引起蒸汽阀门、管路弯头及热交换器内的腐蚀。,结 垢,腐 蚀,汽 水 共 腾,Contents,蒸汽锅炉水处理特点,水质不良的危害,锅 炉 用 水 主 要 评 价 指 标,锅炉给水处理,4,1,2,3,锅炉水汽系统分为两个部分：给水系统和蒸汽系统。锅炉用水可分为原水，未经任何处理的天然水，是锅炉补水的原料；补水，原水经过各种方法净化处理后，用以补充锅炉损
4、失的水；回水，蒸汽经用汽设备的作功或热交换；给水，送进锅炉的水，通常包括回水和补水两部分；炉水，在锅炉本体的蒸发系统中流动着的水；排污水，锅炉炉水的含盐量或碱度在不断蒸发和浓缩作用下，其水质指标超过标准要求时排放掉的炉水。,悬浮物是表示不容于水的颗粒较大的一些物质，是表征杂质含量的指标。其单位为mg/l。对于锅炉内水处理，水中的悬浮物会增加锅内沉积物的量，给防垢工作带来难度，严重者还有可能堵塞排污管；对于锅炉外水处理，水中的悬浮物进入离子交换器后易覆盖在树脂颗粒表面，影响离子交换树脂的正常工作。水中的悬浮物较易去除，当采用锅内加药处理时，规定悬浮物小于20mg/l，当采用锅外化学处理时，规定悬
5、浮物小于5mg/l，一般将原水经澄清、混凝、过滤后都能达到此标准。当采用市政自来水作补给水源时，自来水中的悬浮物含量已远远小于此标准，因此可直接使用。,（1）悬浮物,水的总硬度是指水中钙、镁离子的总浓度。实践证明热强度最大的受热面上每年所积水垢厚度不超过1.5mm，因此规定给水总硬度3.5mmol/l；采用锅外化学水处理时，在采用锅炉定期清洗条件下，能保证热强度最大的受热面上每年所结水垢厚度不超过0.5mm，因此，规定给水总硬度0.03mmol/l。,（2）总硬度,提高给水PH值对给水管道及设备的防腐非常有利。给水PH值过高，不利于锅水PH值的控制，同时提高给水PH值须加药设施，提高了水处理工
6、作的复杂性，考虑到我国的实际情况，通常规定给水PH值7.0，高压锅炉的除盐水PH值8.0,（3）PH,溶解氧是造成给水设备和锅炉本体腐蚀的主要因素之一，特别在锅炉内部，溶解氧对烟管等高温部件腐蚀很快。锅炉蒸发量愈大，单位水容积愈小，在相同的时间内，金属表面接触的溶解氧也愈多，所以规定锅炉额定蒸发量大于等于6t/h时应除氧，额定蒸发量小于6t/h的锅炉如发现局部腐蚀时，应采取除氧措施，对于供汽轮机用汽的锅炉给水含氧量应小于等于0.05mg/l。,（4）溶解氧,给水含油量高时，会使锅水产生泡沫，影响蒸汽品质；也会使锅内形成导热系数很小的油质水垢。另外在温度较高的受热面下，由于油质的分解，可能转变成
7、导热性极差的碳质水垢。,（5）含油量,碱度过低，防垢较差碱度过高，则易产生碱腐蚀，并且还可能产生锅水发泡和汽水共腾。当采用锅内水处理时，总碱度应控制在8-26mmol/l；当采用锅外化学水处理时，总碱度控制在6-24mmol/l，蒸汽压力高或有过热器时，总碱度控制值上限宜下降。,（1）总碱度,由于锅水处于高温状态，当PH低于8或大于13.5时，锅炉表面的保护膜都会因溶解而遭到破坏，而使金属的腐蚀加剧。控制锅水的PH值不仅仅是金属防腐蚀的需要，同时也是锅炉防垢的需要，因为只有维持锅水一定的PH值和碱度，才能使成垢物质不结为水垢而变为水渣，从而达到良好的防垢效果。实践证明，维持锅水PH在10-12
8、之间是合适的。,（2）PH,由于蒸汽品质相对比较纯净，溶解在给水中的盐等各种杂质大部分都留在锅水里，因此锅水含盐量急剧增加。当含盐量达到一定的程度，锅水就会形成很厚的泡沫层，即所谓汽水共腾。所以为了保证锅炉的安全运行，保证蒸汽的品质，必须控制溶解固形物的含量。,（3）溶解固形物,锅水中亚硫酸盐是由于采用亚硫酸盐作除氧时产生的，锅水内亚硫酸盐剩余量越高，与氧反应的速度越快，但剩余量太大，不仅增加药剂的消耗量，而且也增加了水中的含盐量。所以水质标准规定锅水中的SO32-控制在10-30mg/l。,（4）亚硫酸盐,锅水中的磷酸盐也是由于加药处理时的控制指标。磷酸盐能使水中残留的Ca2+、Mg2+形成
9、磷酸盐水渣，并使锅炉的金属表面形成磷酸铁保护膜，以达到防垢、防腐的目的。磷酸盐含量太高的害处是增加药剂的消耗量和增加水的含盐量。水质标准规定锅水中的PO43-控制在10-30mg/l。,（5）磷酸盐,当锅水中游离氢氧化钠含量较高时，锅炉在有缝隙部位并存在应力时易发生苛性脆化腐蚀。铆接和胀管锅炉最易发生这种情况。研究表明，相对碱度控制在小于0.2时，一般不会发生苛性脆化。,（6）相对碱度,Contents,蒸汽锅炉水处理特点,水质不良的危害,锅炉用水主要评价指标,锅 炉 给 水 处 理,4,1,2,3,1、去浊度2、软化：除离子-去钙、镁离子等。（阳、阴双床）3、去除溶解氧防止氧腐蚀4、调整pH
10、值-防止酸腐蚀和碱性钢保护膜溶解脆化。,锅炉给水处理内容,1防止结垢和泥渣堆积、管道堵塞 1) 硬度：钙、镁结垢物降低热传导且引起管子金属过热。 天然水的硬度有几ppm到超过500ppm的差异，高压锅炉只能容许02ppm。2) 硫酸盐和硅：硫酸盐和硅酸盐常在锅炉金属上沉淀而不形成泥渣，较难防止沉淀。3) 铁和钠：溶解或悬浮的铁也会沉积在金属表面。由于钠化合物的溶解度很高，通常只在水近乎蒸干时才会沉积。,四项处理技术的目的,2.腐蚀和点蚀防止氧气和二氧化碳(酸腐蚀）：腐蚀的最常见形态为水中存氧和因二氧化碳存在而使PH偏低所产生。CO2直接来自水中碳酸盐分解。氮和硫化氢：当这些气体存在于水中，会增
11、加对铜合金的腐蚀。螯合剂（chelates）：水处理有时经常使用螯合剂，然而过量螯合剂残余超过20ppm（以CaCO3计）也可产生腐蚀。,3.防止脆化 高碱度引起脆化。在正常操作条件下，当碱在炉鼓缝隙，铆钉底下及在水闪沸成蒸汽的管子末端浓缩时会发生脆化。至少必须有一些硅存在以防止脆化。4.防止挟带（蒸汽带水）,原水 原水泵 多介质过滤器 活性炭过滤器 软水处理器 高压泵 一级反渗透（RO）装置 纯净水箱 高压泵二级反渗透紫外线杀菌装置 用水点,锅炉给水处理常用工艺,1、过滤（传统的过滤一般采用沙虑）根据进水浊度的及处理的水量选择滤罐的尺寸目的：去除大颗粒浊度等,工艺说明,功能：在水质预处理系统
12、中，活性炭过滤器能够吸附前级过滤中无法去除的余氯以防止后级反渗透膜受其氧化降解，同时还吸附从前级泄漏过来的小分子有机物等污染性物质，对水中异味、胶体及色素、重金属离子、COD等有较明显的吸附去除作用。可以进一步降低RO进水的TOC值，保证TOC2.Oppm。,2 活性碳过滤,由于水的硬度主要由钙、镁形成及表示，故一般采用阳离子交换树脂(软水器)吸附：将水中的Ca2+、Mg2+（形成水垢的主要成份）置换出来，随着树脂内Ca2+、Mg2+的增加，树脂去除Ca2+、Mg2+的效能逐渐降低。再生：再生过程就是用盐箱中的食盐水冲洗树脂层，把树脂上的硬度离子在置换出来，随再生废液排出罐外，树脂就又恢复了软
13、化交换功能。,离子交换（软化）,膜技术知识膜分离技术是一项新兴的分离技术，自从60年代开始大规模工业化应用，发展十分迅速，其品种日益丰富，应用领域不断扩展，是21世纪初最有发展前途的高新技术之一。,膜处理技术介绍,常用膜的种类,微滤，膜的截留特性是以膜的孔径来表征，通常孔径范围在0.1-10微米，故微滤膜能对大直径的菌体、悬浮固体等进行分离，而去除蛋白的能力很弱。可作为一般料液的澄清、保安过滤、空气除菌。超滤，膜的截留特性是以对标准有机物的截留分子量来表征，通常截留分子量范围在1000 300000，故超滤膜能对大分子有机物（如蛋白质、细菌）、胶体、悬浮固体等进行分离，广泛应用于料液的澄清、大
14、分子有机物的分离纯化、除热源。,膜的特性,纳滤，膜的截留特性是以对标准NaCl、MgSO4、CaCl2溶液的截留率来表征，通常截留率范围在60%-98%，相应截留分子量范围在100 1000，故纳滤膜能对小分子有机物等与水、无机盐进行分离，实现脱盐与浓缩的同时进行。反渗透的截留对象是所有的离子，仅让水透过膜，出水为无离子水。反渗透法能够去除可溶性的金属盐、有机物、细菌、胶体粒子、发热物质，也即能截留所有的离子等，在生产纯净水、软化水、无离子水方面反渗透膜已经应用广泛。,膜的特性,除氧器是锅炉及供热系统关键设备之一，每年因氧腐蚀而对锅炉给水管道、省煤器和其它附属设备的腐蚀造成的严重损失，已引起国
15、家越来越多的注意，因此颁步了国家标准予以规定，即额定蒸发量小于10t/h的锅炉如果发现局部氧腐蚀，应采取除氧措施，额定蒸发量大于10t/h的锅炉给水应除氧，供汽轮机用气的锅炉给水含氧量应小于或等于0.050m/L。,氧腐蚀的控制,氧腐蚀的控制,热力除氧,真空除氧,化学除氧,化学除氧：常用的化学除氧剂有亚硫酸钠和联氨近几年来，国内外科技工作者又研制出了许多新型除氧剂，这些除氧剂同联氨一样不会增加锅水含盐量,且除氧速度快,对人体无害。目前用于实际应用的有以下几种:二甲基酮肟、甲基乙基酮肟、乙醛肟、异抗坏血酸、碳酰肼、二乙基羟胺。,氧腐蚀的控制,锅炉给水PH的调节和控制锅炉给水和回水PH值过低的主要
16、原因是水中含有大量的CO2。实践证明，当给水和回水的PH值达到以上时，能使金属表面的氧化膜保持良好无损，即可防止管道腐蚀的发生。采用石灰沉淀或H-Na离子交换法处理，可防止大量的 HCO3- 进入锅内，以免分解出较多的CO2。给水或回水系统加氨处理，也能消除CO2带来的腐蚀，反应式如下：NH3H2OCO2NH4HCO3,控制酸、碱腐蚀的方法,锅水PH值的控制和调节采用锅内加药处理法控制锅水PH在10-12之间可有效地防止酸、碱腐蚀。锅水PH值偏低时，可加碳酸钠、磷酸钠、氢氧化钠等碱性药剂；当锅水PH值偏高时，可加磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、硫酸铵等药剂。,控制酸、碱腐蚀的方法,锅水碱度的控制和调节
17、控制和调节锅水碱度的目的，主要是为了防止锅炉本体的碱腐蚀和苛性脆化。可通过控制相对碱度，投加硝酸盐、磷酸盐等措施来控制好锅水中的游离碱。锅炉定期作化学清洗，去除金属表面的沉积物，可使锅水的局部浓缩现象减少。,控制酸、碱腐蚀的方法,（1）铁垢腐蚀机理氧化铁垢参与了电化学腐蚀的阴极过程，起着阴极去极化剂的作用。而垢下金属，由于结垢使金属过热使其保护膜破坏，成了腐蚀电池的阳极。锅水在垢下浓缩产生碱腐蚀。还有一种意见是垢下金属因过热而发生汽水腐蚀： 3Fe4H2OFe3O44H2,铁垢腐蚀及控制,（2）铁垢腐蚀的形态局部性贝壳状垢下腐蚀一般是在向火侧管内形成黑褐色隆起的腐蚀疙瘩，呈贝壳状，质地坚硬，有清晰的层状，其中也夹杂一些白色物质。贝壳状腐蚀产物与金属之间一般有一层白色或粉状的磁性氧化铁。去掉腐蚀产物后，金属面呈现出皿状或槽状的腐蚀凹坑。较大面积的结垢腐蚀垢一般呈黑褐色鱼鳞状，垢下金属大部分遭到腐蚀，呈现凹凸不平的麻坑，有时在局部上也有严重的深坑或穿孔，这种垢也较硬，在垢下有时也有一层白色的盐质或粉状磁性氧化铁。,铁垢腐蚀及控制,（3）防止铁垢腐蚀的措施防止给水系统的氧腐蚀和酸腐蚀，尽量减小腐蚀产物进入锅炉。对于进入锅炉的腐蚀产物，采取适当的锅内水处理措施。及时彻底地消除已经形成的氧化铁垢,铁垢腐蚀及控制,Thank You!,
