浅析影响锅炉炉水pH值的因素及处理措施

林景峰

（江西铜业集团有限公司 贵溪冶炼厂，江西 贵溪 335424）

1 引言

江铜贵溪冶炼厂动力车间1#动力中心承担了一系统余热锅炉给水及炉水水质管理［1］工作，而炉水pH值是锅炉运行中的一项重要监控参数。在锅炉正常运行条件下，由于炉水不断蒸发浓缩和某些盐类的分解，炉水的pH值比给水高，这时在金属表面就能形成一层致密的Fe3O4保护膜,这对锅炉表面的防腐十分有力，因此规定锅炉炉水控制范围为10.0～11.0之间。但由于各种因素的影响会造成锅炉炉水的pH值偏高或偏低，当炉水水质pH值出现异常后，操作人员应立即采取有效的处理措施，在最短的时间内帮助炉水水质恢复正常，否则将给锅炉安全运行带来严重的后果。

2 锅炉炉水pH值偏低或偏高的危害

当锅炉炉水pH值低于7.0，水中有游离二氧化碳存在时，就会同相接触的金属发生以二氧化碳为去极剂的电化学腐蚀。如给水不除氧、除气，给水回水管路系统就会产生这种酸腐蚀。反应生成物重碳酸亚铁，系氢氧化亚铁与二氧化碳化合而成，易溶于水，不易在金属表面形成保护膜，使金属表面形成结构壁面均匀减薄。

当锅炉炉水pH高于13.0，NaOH的含量浓缩到5%时，即使温度在310℃的条件下，金属表面Fe3O4保护膜也将会遭到破坏被溶解而生成铁盐。

其反应如下：

3 影响锅炉炉水pH值的因素

3.1 锅炉补给水pH值

江铜贵溪冶炼厂一系统余热锅炉补给水均由1#动力中心反渗透装置［2］提供，如反渗透产水pH异常，将直接影响余热锅炉炉水水质。

为实时监控反渗透产水pH值合乎要求，1#动力中心反渗透装置在二级浓水管道流量计前安装pH计，正常运行范围一般控制在6.8～7.5之间,当超出该范围时，岗位人员将及时调整反渗透药剂NaOH的注药量。

3.2 NaOH注药量

因江铜贵溪冶炼厂一系统余热锅炉给水pH值正常控制在8.0～9.0之间，为使锅炉炉水pH处于10.0～11.0之间，1#动力中心通过注药装置向余热锅炉内注入一定量NaOH药剂。如NaOH注药不当，将直接影响炉水pH值。

1#动力中心岗位人员根据炉水pH值化验结果，对锅炉NaOH注药量及时调整，确保炉水pH值合格。

3.3 Na3PO4注药量

为使锅炉炉水中保持足够的磷酸根含量，防止锅炉水冷壁管沉积水垢，使水中的Ca2+、Mg2+形成磷酸盐水渣，并使锅炉金属表面生成磷酸铁保护，以达到防垢、防腐的目的。1#动力中心通过注药装置向余热锅炉内注入一定量的Na3PO4药剂，使炉水PO43-保持在5～15ppm。而如果Na3PO4注药量太大，会使炉水呈碱性，产生苛性脆化，影响炉水pH值。

3.4 有酸性或碱性物质进入锅炉炉水中

江铜贵溪冶炼厂一系统余热锅炉通过吸收冶炼排出的高温烟气余热后，锅炉炉水将转变成高压饱和蒸汽［3］，送往1#动力中心透平发电机发电，而透平发电机的低压排汽则主要用于闪速炉蒸汽干燥机［4］干燥精矿粉，其干燥冷凝水再送回动力中心除氧器除氧，再送回余热锅炉汽包，以此循环利用。而如果酸性或碱性物质在汽、水流程中的任一环节进入锅炉给水中，将直接影响锅炉炉水pH值。余热锅炉汽、水流程如图1所示。

图1 余热锅炉汽、水流程图

4 锅炉炉水pH值偏高或偏低时的处理措施

4.1 检查反渗透装置产水pH值是否正常

1#动力中心反渗透装置生产的纯水经除氧器除氧后由锅炉给水泵送往余热锅炉，一旦反渗透产水pH值超出规定范围，将直接引起锅炉炉水pH值波动。当锅炉炉水pH值发生异常后，岗位人员应首先检查反渗透产水pH值是否正常，再视情况调节反渗透装置的NaOH药剂加入量。

4.2 调整锅炉注药装置注药量或注药浓度

江铜贵溪冶炼厂一系统余热锅炉中的炉水pH值是通过1#动力中心NaOH和Na3PO4注药装置［5］调节控制的。如果炉水pH值超出规定范围，动力中心岗位人员将根据炉水pH值和PO43-值调节药剂加药量或注药泵冲程，维持炉水pH值处于正常范围之内。

4.3 检查闪速炉蒸汽干燥机疏水pH值是否正常

在整个余热锅炉汽、水循环流程中，蒸汽干燥冷凝水回收过程中，是唯一有可能带入酸性物质的环节。而当闪速炉蒸汽干燥机进行检修或停机后，盘管内壁粘结牢固的精矿粉有可能在蒸汽与水的反复作用下溶出，进入冷凝水并回收至动力中心除氧器，从而进入锅炉水系统，因精矿粉呈酸性，将导致锅炉炉水pH偏低。

所以当闪速炉蒸汽干燥机进行检修、停机后或运行时发现蒸汽干燥机疏水pH值偏低，岗位人员应及时将蒸汽干燥机疏水外排，直至干燥机疏水pH值恢复正常，防止被污染的蒸汽疏水进入锅炉水系统中。

4.4 如遇炉水pH值偏高，可对锅炉进行排污操作，必要时进行锅炉连续排污

给水中的不纯物以及作为锅炉内部处理剂注入的药品，经过一段运行时间后在锅炉内部聚积，炉水中的盐类、浓度和悬浊物的量逐渐增加，导致锅炉炉水的各项指标超标。这时就需要从炉内不断的排除含盐量较高的炉水和沉积的水渣，并补入含盐量低而清洁的除盐水，从而达到降低炉水盐分和pH值的目的，上述过程称为锅炉的排污。

锅炉排污可分为定期排污和连续排污，两种排污方式排污口的位置和目的不尽相同，其中锅炉定期排污又叫间断排污和底部排污，是在锅炉系统的最低点间歇地进行的。其目的是为了排除锅炉内形成的粘质物、泥渣、沉淀和腐蚀产物等。

锅炉连续排污的排污口一般是设置在汽包的中部，汽水分界层附近，由带开度指示的调节阀来控制，为连续进行，这对浓缩的炉水和浮游物的排出有效果。连续排污具有容易调节，可以回收热能且比较经济的特点。

4.5 余热锅炉检修后炉水pH值的变化

在余热锅炉发生漏水［6］检修后，大量的锅炉炉水将直接外排，并补充了大量的含盐量低而清洁的除盐水，炉水pH值将会降低。此时岗位人员应加大NaOH注药装置的注药量，使炉水pH值尽快恢复到正常值。

5 结语

在余热锅炉装置正常运行，锅炉补给水pH值正常的情况下，由于锅炉炉水浓缩，炉水pH值会发生变化，必须将其控制在规定要求的范围内。而影响锅炉炉水pH值的因素很多，岗位人员应根据炉水、给水化验结果，并及时判明导致炉水pH值异常原因，并采取相应的措施，保证锅炉安全经济运行。