浅谈工业锅炉水质各项控制指标的定义及其控制意义

程超，何仁，赵兴杰，万其军

（安徽省特种设备检测院，安徽 合肥 230051）

随着2021年6月1日新版锅炉安全技术规程的颁布实施，对于工业锅炉水介质处理的要求提上了一个新的高度。新版锅归要求水（介）质处理定期检验结合锅炉外部检验进行。TSG11-2021附件H锅炉外检项目中H4.5明确了水介质处理项目，其中应包括水处理情况及记录，超高压及以下锅炉应当取样检验水（介）质质量。工业锅炉水质控制指标较多，对于各个控制指标的定义及其控制意义的认识就显得尤为重要。本文从各控制指标的定义出发，并结合锅炉实际运行情况，对各个指标的控制意义进行进一步说明。

1 给水的定义、检测和控制指标及其意义

给水是指直接进入锅炉的水，通常由补给水、回水和疏水等组成。工业锅炉常见给水系统布置有两种，一种是制水系统储水箱经给水泵进入省煤器后进入锅筒（壳）；另一种是制水系统的水进入节能器水箱，节能器水循环不断加热给水，由节能器水箱经给水泵进入锅筒（壳）。

1.1 浊度

水中由于含有悬浮及胶体状态杂质而产生浑浊现象，其浑浊的程度可以由浊度表示。浊度是一种光学效应，表现出光线透过水层时受到阻碍的程度。

浊度指标作为一个直观指标有其积极的作用，水处理检测人员在取到水样后在日光或者灯光下就可以直观地观察到给水水质的混浊度情况。主要用来判断原水品质的好坏及原水的处理情况。

1.2 硬度

硬度是指水中易于形成沉淀物的金属离子总浓度，通常指水中钙、镁离子的总浓度，它在一定程度上反映了水中结垢物质的多少，是衡量锅炉给水水质的一项重要技术指标。按阳离子分类，硬度可分为钙硬度和镁硬度。按阴离子可分为碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度。

控制给水硬度指标实际上是控制给水中结垢物质的总量，防止锅炉受热面的结垢，从而保证锅炉安全、节能、高效运行。对于实际现场，锅炉结垢问题还要考虑不同炉型的受热面布置情况、水动力循环状况、锅炉运行热负荷状况、水处理设备运转状况，并结合最近一个检验周期内的锅炉内部检验报告来综合判定锅炉的实际运行状况。

1.3 PH

是表征溶液酸碱性的一项指标。PH对水中其他杂质的存在形态和各种水质控制过程以及金属的腐蚀程度有着广泛的影响，是重要的水质指标之一。

常见的给水处理形式有除盐水和软化水两种，其中除盐水较为纯净，PH缓冲性小，易吸收CO2使溶液PH下降，酸性除盐水易造成给水系统的酸性腐蚀。故采用除盐水做补给水时，应调整其PH达到规定值范围。原水经软化处理后，重碳酸盐硬度转化为重碳酸钠，补给水PH有所升高，易达到标准控制值。总之，控制给水PH值在标准范围内是为了避免给水发生酸性腐蚀，以及后续腐蚀产物可能对锅炉系统造成的危害。

1.4 电导率

水中溶解的盐类物质均以离子状态存在，具有一定的导电能力，因此，电导率可以间接地表示溶解盐类的含量。通过给水电导率的大小判断给水中盐类物质的浓度，可以间接反映给水中溶解固型物的多少。

如果给水电导率测量值突然变化很多，可以排查并判断原水突然劣化、钠离子交换器树脂失效或者漏钠等情况。

1.5 溶解氧

给水中的溶解氧指标是一项重要的检测指标，在工业锅炉热力系统中，给水溶解氧含量较高易造成给水系统及水冷受热面的氧腐蚀。GB/T1576-2018《工业锅炉水质》中4.2.3条规定，额定蒸发量大于等于10t/h的锅炉，给水应除氧；额定蒸发量小于10t/h的锅炉如果发现局部氧腐蚀，也应采取除氧措施。

控制给水溶解氧指标主要是为了防止给水系统及锅炉受热面水侧的氧腐蚀的发生，工业锅炉由于管理不善而发生氧腐蚀造成受热面氧腐蚀穿孔的现象屡见不鲜。首推给水管路加除氧药剂处理，该处理方式较为经济实用；其次，推荐可以利用低品位余热热量进行除氧的真空除氧，真空除氧器的工作压力低于大气压，通常小于0.06MPa。

1.6 油

给水中的如果油脂成分过多，会严重影响给水质量，长期的检测大数据表明，该项指标的不合格率较低。该指标可以用来指示原水受污染情况。

1.7 铁

给水中的铁指标是一项重要的检测指标。给水铁含量高易在高温受热面上结生氧化铁垢，并加剧金属腐蚀。控制给水中铁含量指标可以指示上游制水、管路系统或者储水箱是否有发生腐蚀的可能。

2 锅水需要检测和控制的指标及其意义

2.1 全碱度

水的碱度是指水中含有能接受氢离子的物质的量，例如，氢氧根、碳酸盐、重碳酸盐、磷酸盐、磷酸氢盐、硅酸盐、硅酸氢盐、亚硫酸盐、腐殖酸盐、和氨等，都是水中常见的碱性物质。全碱度是以甲基橙做指示剂时测出的量，终点PH值为4.2。

2.2 酚酞碱度

酚酞碱度是以酚酞做指示剂时测出的量，其终点的PH值为8.3。酚酞碱度主要反映氢氧化物含量和部分碳酸盐含量。分别设定总碱度和酚酞碱度指标的目的，主要是通过两者的相对含量可直接反映碱性物质的含量，更好地选配合适的阻垢剂，避免出现总碱度合格，PH却偏低或偏高的现象。

2.3 PH

锅水PH应不低于9.0，若低于该值，易对锅炉钢材造成腐蚀。锅水中的磷酸根与钙离子只有在一定的碱性环境下才可以生成易排除的水渣。控制锅水PH可以抑制硅酸盐的水解，减少硅酸在蒸汽中的溶解携带量。

2.4 电导率

工业锅炉锅水中的溶解固形物的测定，可根据它与电导率直接的比值关系，通过测定电导率近似地得到。测定锅水电导率可以用来确定锅水中溶解固形物的含量。

2.5 溶解固形物

指分离了悬浮物后的滤液，经蒸发、干燥至恒重，所得到的蒸发残渣，它包含水中各种溶解性的无机盐类和不易挥发的有机物等。工业锅炉常用锅水中溶解固形物含量来衡量锅水的浓缩程度，以便合理地控制排污。

工业锅炉一般只布置有定期排污而无连续排污，当锅水中溶解固形物含量较高时，由于热负荷升高锅水浓缩倍率剧增易造成汽水共腾，导致蒸汽质量的严重恶化。

2.6 磷酸根

磷酸盐是常用且经济的阻垢水处理药剂，锅水中通过加入磷酸盐去除水中的残余硬度，该指标主要表征该阻垢药剂的残余量。控制该指标主要为了防止加药过量导致的溶解固形物超标。

2.7 亚硫酸根

亚硫酸盐是常用的经济性除氧药剂，该指标主要表征该除氧药剂的残余量。控制该指标主要为了防止加药过量导致的溶解固形物超标。

2.8 相对碱度

该指标是为了防止锅炉产生碱脆而规定的一项技术指标。该指标主要针对受热面管与锅筒或者管板采用胀接工艺或者先胀后焊工艺的锅炉。

3 结语

工业锅炉各项水质指标的控制对于锅炉安全、节能、环保运行有着极为重要的促进作用，工业锅炉水质的每项检测指标都有其意义和功用。依托CNAS、CMA认证的实验室工业锅炉水质检测固然重要，然而，发现超标数据不是目的，除去水质取样、分析过程等因素的影响，我们还要探究每个控制指标背后的意义。

“学而不思则罔，思而不学则殆”，检验检测人员在进行水质化验的同时还要多思考。首先，要了解每个水质控制指标的定义及控制意义；其次，把超标指标与现场情况相结合，理论联系实际为用户提供合理化建议。一方面，提高了自己对于标准各项控制指标的把握，另一方面也促进使用单位锅炉水处理系统运行管理水平及工业锅炉水质质量的进一步提升。