关于工业锅炉水质处理的问题探讨

2017-03-05段文莉天津市泰伦特生物工程有限公司天津300400

化工管理 2017年11期

段文莉(天津市泰伦特生物工程有限公司，天津 300400)

关于工业锅炉水质处理的问题探讨

段文莉(天津市泰伦特生物工程有限公司，天津 300400)

工业锅炉水质如何将会在很大程度上影响锅炉的运行效率，关系着锅炉功能质量，因此锅炉水质处理一直都是技术研究要点，需要总结经验，根据常见问题进行分析，采取措施来降低各项因素的影响，解决锅炉水质问题。本文从工业锅炉水常见问题出发，为降低其对锅炉影响提出了相应处理措施。

工业锅炉；水质；pH值；氯离子

基于工业锅炉运行特点，在对其进行检测维护时，需要提高对水质的管理和分析，确定常见各类锅炉水问题，并对其可能会对锅炉产生的影响进行分析，确定其产生原因，从专业角度出发，选择有效措施进行处理，消除锅炉水质存在的问题。

1 工业锅炉水质处理分析

工业锅炉为社会生产生活重要设备，运行环境条件比较恶劣，需要处于高压、高温环境持续运行，对检修维护工作具有严格要求，是维持锅炉高效运行的关键。为减少锅炉运行事故的发生，需要对其进行定期检测，但是因为其结构复杂度高，检测量以及作业难度较高，应结合以往经验，确定检测方案，对每个环节进行优化。其中，水质检测为关键内容，锅炉水质检测和处理决定了锅炉运行综合效率，如果锅炉水处理不当甚至不做处理，随着时间的延长锅炉受热表面上将会逐渐积存很多水垢。水垢的导热性很差，其导热系数要比锅炉钢板的导热系数小几十倍至数百倍，严重阻碍传热。锅炉金属因过热而发生蠕变，因降低强度而发生变形，引起金属鼓包、裂缝、甚至爆管等影响锅炉安全运行的事故。其次，锅炉结垢严重影响受热面传热，降低效率，增加燃料消耗。同时造成排烟温度升高，增加排烟热损失，浪费燃料。锅炉结垢还易引起垢下腐蚀，有些结构紧凑或复杂的锅炉，受热面难于清理，增加了检修费用，不仅耗费人力物力，还会降低锅炉寿命。因此，必须要正确认识工业锅炉水质处理的重要性，确定各类常见问题，并选择科学合理的处理措施，消除锅炉水质问题[1]。

2 工业锅炉用水常见问题

2.1 悬浮物影响

如果生产直接选择应用未经处理的自然水，其内部含有大量悬浮物质，溶解杂质与胶体杂质化学特性将会对锅炉蒸汽品质产生影响，降低锅炉运行效率。主要为水内悬浮物逐渐沉积在锅炉内部，对炉管和阀门造成堵塞，导致锅炉无法正常水循环。还存在部分漂浮在蒸发表面的悬浮物，会降低蒸汽品质，同时还会造成离子交换器污染，降低锅炉出水质量。简单来讲，可选取沉降和过滤技术进行预处理。

2.2 胶体杂质影响

选择以地表水为锅炉用水，会因为其内部所有的大量胶体杂质对锅炉性能产生影响。锅炉产生蒸汽过程中，水内胶体受热后稳定性降低，会产生大量泡沫然后依附在蒸发面上，降低蒸汽质量，进而会对锅炉运行综合效率产生影响。并且，胶体泡沫的依附还会导致锅炉水位计的显示数值产生偏差，影响锅炉运行与管理。另外，在锅炉运行阶段，水内胶体会逐渐进入到锅炉与离子交换器内，部分稳定性低的胶体，会依附在锅炉受热面上，形成难以去除的水垢。而进入到离子交换器的胶体物质，将会依附在树脂表面，降低离子交换器表面树脂交换能力，缩短树脂作业周期，对最终出水质量造成严重影响。去除天然水中的胶体杂质通常采用混凝处理,使胶体物质所带电荷被中和而凝聚成絮状物质从水中沉淀出来；也可采用活性碳吸附,但成本偏高,此方法应用不广泛[2]。

2.3 溶解杂质影响

自来水和软化过的原水，也是常见的锅炉用水。一般来说，二者都经过了相关的处理，但其中的某些杂质诸如钙镁离子、硫酸盐、硅酸盐、碳酸氢盐、碳酸盐和氯离子等还是会降低水质质量。通常来讲，硬度越高，越容易结垢。钙镁离子是硬度组成部分，与其他酸根结合形成的诸如氯化钙、氯化镁、硫酸钙、硫酸镁、硅酸钙、硅酸镁等永久硬度也是防止锅炉结垢的一项重要指标。碳酸氢根离子除了影响暂时硬度外，还和碳酸根离子对碱度有一定影响。碱度值过大会产生碱性腐蚀、苛性脆化腐蚀，影响蒸汽品质还容易发生汽水共腾事故；过小则发生氧腐蚀。一般来说，工业锅炉的炉管都是由20号碳钢组成的，而铁-水体系又是一个十分不稳定的热力学体系。水中氯离子是使得碳钢被腐蚀的最主要离子之一，给水中氯离子含量过高且与溶解氧共同作用发生复杂的电化学腐蚀，造成腐蚀穿孔，对工艺和设备造成不良影响，危害锅炉安全[3]。

3 工业锅炉水质问题处理措施

3.1 锅炉水pH控制

为解决锅炉水质问题，应重点做好锅炉水pH值控制，合理选择用水水源，对于可选水源较少的情况，对于地面水或自来水，为避免其对锅炉运行产生影响，需要向其中添加药剂进行处理。无论是选择应用何种水源，均需要在引用前对其进行检测，确定其相关特性，然后制定相应控制措施。一般情况下应将锅炉用水水源pH控制在7.0～10.0范围内，避免过低造成锅炉腐蚀。另外，在前期向锅炉水水源中添加药剂时，需要以锅炉水总体积作为计算基准，而运行加药则是以每天补充水量和每小时补充水量作为计算基准，保证所加药剂数量的合理性。要求运行加药要以各厂家所提供的药剂配方为依据，与水质计算结果以及锅炉水化验结果进行综合分析，对药剂添加量进行调整和控制，将锅炉水pH值控制在10.0～12.0范围内。

3.2 锅炉水硬度控制

在水源正式应用前，需要对其水质进行全面检测，并且在实际运行过程中，还需要对锅炉水质进行实时监测，对比锅炉结垢情况，对水源和药剂添加量等进行科学调整，保证其不会对锅炉运行效率产生不良影响。对于部分未利用钠离子交换器的锅炉，如果对药剂添加量进行调整后仍然不能消除结垢问题，就需要对引用水进行软化处理，降低其硬度。而对于原锅炉水已经为软化水的，需要对钠离子交换器出水水质进行实时监控，避免树脂失效而造成锅炉给水硬度过高。对于原水为负硬度水的，需要与锅炉炉水以及蒸汽质量进行综合分析，然后对原水进行降碱处理，避免锅炉水碱性过高，而造成排污时热量浪费严重，提高锅炉运行效率。

3.3 锅炉水氯离子控制

我国当前执行的GB1576-2008《工业锅炉水质》中没有对氯离子的控制指标作要求，致使某些单位长期忽视氯离子含量测定，锅炉在氯离子严重超标情况下运行，导致水冷管壁穿孔泄漏事故[4]。采用纯水作为补水的锅炉，为了防止酸腐蚀要加入碱性药剂控制pH；软化水作为补水的锅炉，也需加入碱性缓蚀阻垢剂来调节水质，提高氯离子容许度。再生剂纯度低，也可能引入氯离子进入给水系统中；补水系统阴离子交换树脂的平衡度也会影响氯离子含量。值得注意的是，钠离子交换器，尤其是自动软水器再生后正洗时间要充足，否则会导致运行初期氯离子含量出水高于进水。单纯地通过加大排污来降低氯离子含量，是浪费燃料，不利于环保和节能的行为。要想合理的控制氯离子含量，一定要严加控制氯离子的来源，调整工艺，提高除盐水平，定期检验氯离子含量，提高监督强度。科学的协调加药和排污的关系，减少氯离子浓缩，以达到降低锅炉腐蚀现象的目的。

3.4 氧腐蚀防护

氧腐蚀在工业锅炉生产运行中比较常见，使得锅炉金属管壁产生垢下腐蚀，降低锅炉运行效率。为降低给水钢铁氧化物含量，需要有效阻挡水体系氧腐蚀，利用化学除氧方法处理，向水内投入二甲基酮肟，去除水内残留氧，加快阳极极化速度，降低腐蚀速度，并与CuO、Fe2O3产生还原反应，避免铜垢、铁垢的产生。