红河州承压蒸汽锅炉水处理常见问题

(红河州质量技术监督综合检测中心 云南 红河 661400)

承压蒸汽锅炉水处理是保证锅炉安全运行的必要措施。锅炉的水质不合格，可能会造成锅炉受热面结垢，致使锅炉导热能力下降，轻则燃料浪费，重则引发受热面过烧、变形或爆管事故；对于蒸汽品质要求高的企业，则会导致蒸汽品质降低甚至恶化，从而造成生产事故。因此，搞好锅炉水处理工作是企业安全生产的必要条件之一。

一、水垢

水在锅炉运行过程中一部分由于物理条件的改变，导致各类盐在水中的溶解度发生变化，造成各类盐在受热面结晶固化，形成水垢，另一部分有机物或悬浮物以松散的细微颗粒悬浮于锅水中，称为水渣，水渣若能通过排污排除，若未排除，则可能在锅筒底部、集箱底部立式锅炉下脚圈等缓慢部位沉积，长时间未被清除则同样可能转化为水垢，最典型的为立式锅炉下脚圈。

红河州位于云贵高原，是典型的喀斯特地貌水质，天然水中钙、镁离子含量很高，原水硬度高达4.000mmol/L，水垢一般为钙、镁水垢，其形成速度主要与锅炉的热负荷和结垢物质的离子浓度有关，在水的PH值为7-11范围内，结垢物质物质的离子浓度超过溶度积时，钙镁水垢的形成速度一般用经验公式表示：ACaMg=1.3×10-13SG,Ca,Mg×q2

式中：ACaMg为钙镁水垢的形成速度[mg/(cm2.h)];q为锅炉受热面上的热负荷[w/m2]; SG,Ca,Mg为锅炉水中钙镁离子含量[mg/kg]。由此可看出若直接使用原水运行锅炉，形成水垢的速度十分迅速。[1]

水垢对于危害的根本原因在于水垢的热导率太低，远低于锅炉使用钢材的热导率，水垢对于锅炉的危害主要有：1.传热恶化，增加燃料消耗，导致排烟温度升高，不利于节能环保；2.导致金属受热面过烧，严重时造成变形、泄漏甚至爆管事故；3.造成锅炉受热面金属腐蚀，一般是金属垢下腐蚀；4.蒸发量远远低于额定蒸发量，影响企业生产；5.增加检修人员及检修成本，严重时必须酸洗，增加企业负担；6.增加了锅炉事故发生率，影响社会公共安全。

二、红河州承压蒸汽锅炉水处理存在的问题

大型承压蒸汽锅炉的水处理工作，由于使用单位自身管理完善、水处理人员自身水平较高，能够严格按照国家相关标准的规定进行检验检测，能够长期保证锅炉水处理工作符合相关标准要求。然而，占本州锅炉总是70%锅壳锅炉及立式锅炉，由于管理人员文化水平参差不齐，使用人员概念模糊，造成水处理工作基本没有开展，或者及时开展也水平低下，无法达到标准要求，本文针对结合锅炉检验情况，对水处理方面存在的问题给出合理化建议。

(一)使用单位不重视锅炉的水处理工作，甚至没有水处理工作这种概念，给水不经任何处理直接使用，造成锅炉的腐蚀、结垢现象严重，严重的直接导致受热集中部位过烧、变形、泄漏；一些锅炉使用单位未按照相关标准的要求制定相应的管理制度，不配备水处理作业人员或对水处理作业人员不进行任何培训，由锅炉操作人员自行处理。一部分水处理人员虽然经过取证培训，但由于自身能力有限，仅仅学习了基本的操作方法，对于水处理原理任然毫无概念，甚至分不清工业盐跟食用盐的区别，用食用盐还原树脂，增加生产成本。这类企业的锅炉检验结果大部分不合格，基本上是锅筒内水位线以下部位水垢超标，锅筒底部或下脚圈水垢堆积，轻则水垢厚1-3mm，严重时可达5mm以上，部分锅炉承压部件已经出现过热甚至变形的情况。

对于这类企业，监管部门应加强监督，敦促使用单位派遣专人进行学习，要充分认识到水处理工作的重要性，并且认真学习水处理工作的原理及水处理设备的相关知识[1]。

(二)盲目相信自动离子交换器，认为只要保证饱和盐水足够就能达到使用要求，自动软水器的控制器品牌及种类都比较多，但按照控制器启动再生的方式分为时间型控制器、流量型控制器及在线监测型控制器，红河州内中小企业使用的控制器基本是时间型和流量型控制器，大部分使用单位，根本不懂其使用原理，一般是由安装单位安装完成后，进行简单设置，未实际考虑使用单位用水，一部分设置周期较长，导致水处理运行后期树脂失效，给水水质不符合标准要求，一部分设置周期过短，造成大量浪费水及盐。对于上述情况，使用单位应该按照实际使用情况调整水处理周期，在锅炉运行时间未改变但是原水水质可能改变的情况下，应该进行水质分析后，重新调整水处理周期，在原水水质未改变，但锅炉的运行时间发生改变也应该调整再生周期，对于时间型控制器运树脂失效时间可以根据水处理设备树脂总量、工作交换容量、原水的硬度、软水的每日用进行估算，估算失效天数为D=(V×E)/(YD×Qd×T)取整数，估算失效小时为t= V×E/(YD×Qd)，式中：D为再生后可运行天数(d)；t为再生后可运行时间(h)；V为水处理设备树脂总量(m3);E为树脂的工作交换容量(mol/m3)，一般在800 mol/m3-1000 mol/m3计算；，Qd为单位时间产水量t/h，T为锅炉日运行时间h/d；如：某单位锅炉型号为DZG1-1.25-M，所配钠离子交换器内装有0.2m3树脂，其水处理设备单位时间产水量为1t/h,锅炉24小时运行，原水硬度按4.0mmol/L计算，则能估算失效时间为40小时,但是考虑到后期树脂交换能力下降，一般在失效周期的60%时应该进行再生，即再生周期应该为24小时。又如：某学校食堂锅炉型号为LHC0.5-0.7-M，所配水处理设备树脂总量为0.1m3，锅炉每天运行2小时，原水硬度按4.0mmol/L计算，水处理设备单位时间产水量为0.5 t/h，则能估算失效时间为20天，再生时间为12天。对于流量型交换器的失效量的估算则按照水处理设备树脂能除去的总硬度进行，即Q= V×E×/YD。估算所得数据一般采用去尾法保留整数，这是基于确保锅炉的安全运行，保证未向锅炉供给硬度超标的水[2]。

(三)忽略停炉保养，部分小型食品加工企业为季节性生产企业。每年仅运行4-5个月时间，典型的为蔗糖加工企业，只有每年11月至次年3月之间，甘蔗成熟才能投入生产。停炉后使用单位忙于其他工作，未对锅炉进行任何保养，造成锅炉内部发生化学、电化学腐蚀，其腐蚀产物再下次投用后随蒸汽进入设备，可能导致生产设备腐蚀，严重时损坏设备，对于锅炉本身，长期化学腐蚀可能导致金属损失，严重时造成晶间腐蚀从而导致锅炉金属失效，发生锅炉事故。对于此类锅炉，在生产结束后，应当将炉水放完后，彻底清除锅炉内部沉积物，尤其是锅筒底部，下集箱等炉水循环较为缓慢，容易沉积部位，然后用小火将锅炉烘干，然后长期保证锅炉内部处于干燥状态，能有效防止锅炉停炉腐蚀。

[1]《锅炉安全技术监察规程》.中华人民共和国国家质量技术监督检验检疫总局颁布.2012.10.23

[2]《工业锅炉水处理技术》.郝景泰 于萍 周英 气象出版社2000.4