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浅析工业锅炉水质对锅炉安全运行的意义

2019-08-08胡松罗培信高翔翟瑞峰

天工 2019年4期
关键词:安全运行锅炉水质

胡松 罗培信 高翔 翟瑞峰

[摘 要]锅炉是工业生产中常用的换热设备,能为生产提供热能。锅炉水质的好坏直接影响锅炉的安全运行,在此就锅炉水质几项重要指标:硬度、碱度、pH酸碱度、溶解氧、氯离子含量做简要介绍,以期为锅炉安全运行提供有益参考。

[关键词]锅炉;水质;安全运行

一、前言

工业锅炉可以生产出蒸汽和热水,是能量转换设备,在工业生产和生活中使用频繁。通常工业锅炉传热介质为水,若水质监控不到位,不但影响锅炉正常运行,还会带来生产安全问题。在生活生产中常出现这两种情况:一是使用单位忽略水质监控,以清洗锅炉代替水质管理;另一种是使用单位只知道对工业锅炉的水质进行化验,但对化验的结果置之不理。针对上述问题,本文就“工业锅炉水质几项重要指标含量对运行中的锅炉所起的作用”进行简要介绍,为锅炉使用单位在锅炉安全运行方面提供参考。

二、水质指标对锅炉的影响

(一)硬度与碱度

水中易于形成沉淀物的金属离子的总浓度构成了水的硬度,通常以水中Ca2+、Mg2+的总浓度表示。水中能接受氢离子(H+)的物质的量称为碱度,包括强碱、弱碱和强碱弱酸盐等,CO32+、HCO3-、OH-是构成碱度的主要阴离子。

在天然水中,硬度物质以Ca2+、Mg2+存在,碱度以HCO3-存在,在常温下他们是以自由状态各自存在,当水在蒸发浓缩时,这些离子将根据溶解度的大小而组合成不同的化合物。有以下三种情况:

1.硬度>碱度:在这种水中,Ca2+、Mg2+将优先与HCO3-形成碳酸盐硬度,剩余离子与SO42-、Cl-等其他阴离子形成非碳酸盐硬度。

2.硬度=碱度:在这种水中,Ca2+、Mg2+与HCO3-全部形成碳酸盐硬度。

3.硬度<碱度:在这种水中,Ca2+、Mg2+全部形成碳酸盐,剩余HCO3-与Na+、K+形成负硬度。

通过对锅炉水硬度和碱度的测定,并对比上述三种情况就能有效地判断锅炉会产生何种水垢,指导锅炉水加药。

(二)pH酸碱度

锅炉水pH大小是影响金属腐蚀速率的重要因素,锅炉水中溶解氧含量过高pH对金属影响主要有以下三种情况:

1.pH很低时,pH酸碱度越低,腐蚀速度越大,这是因为H+充当去极化是铁腐蚀的主导因素。

2.pH在中性点时,金属腐蚀随pH的变化不大。此时,溶解氧扩散到金属表面的速度是主要因素。

3.pH大于8以后,随着pH酸碱度的增大腐蚀速度降低,是因为在铁的表面形成保护膜。但pH酸碱度过高,金属也会发生碱性腐蚀。

(三)溶解氧

锅炉水中氧的含量过高将发生电化学腐蚀,其中铁、氧将分别形成电池两极。通常铁的电极电位低于氧,铁为阳极,易被腐蚀,氧为阴极,会发生还原反应。反应式如下:

氧化反应:Fe→Fe2++2e

還原反应:O2+2H2O+4e→4OH-

钢铁受到溶解氧腐蚀时,会在其表面形成许多黄褐色或砖红色小型鼓包,鼓包下面是黑色粉末状物质,将粉末状物质清除后,便会出现陷坑。

(四)氯离子含量

天然水以及锅炉用水中氯化物都较稳定,在高温下不易分解、挥发或沉淀。因此,在一定的水质条件下,水中的溶解固形物含量与Cl-的含量之比接近常数。工业锅炉水质监测就可以通过测定Cl-来间接监控溶解固形物含量。在日常水质监控中检测Cl-浓度,可及时指导锅炉排污,控制锅水溶解固形物含量。

做好锅炉水质监控工作,能有效保障锅炉安全运行,为企业创造经济效益,对锅炉节能减排具有十分重要的现实意义。

参考文献:

[1]苗琪,刘喜文,周德超.浅谈工业锅炉水质不合格的风险及防范措施[J].工艺与设备,2017.

[2]韩方东,王传玉,王伟国,等.工业锅炉水质管理的能效分析[J].节能技术,2014.

[3]周英,陈慧琴.全自动钠离子交换器使用中存在的问题及措施[J].中国锅炉压力容器安全,1998.

[4]温计格.浮法玻璃生产线循环水系统的水质控制[J].玻璃,2015.

[5]杨凤荣.影响锅水固氯比的因素及如何根据固氯比控制锅炉的排污率[J].应用科技,2011.

[作者简介]

胡松(1988—),男,硕士,工程师,从事特种设备检验检测工作。

[作者单位]

六盘水市特种设备检验所

(编辑:温子超)

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