水質(zhì)不良對工業(yè)鍋爐的危害及防護(hù)研究

蘇廣明

摘要：結(jié)合多年工作經(jīng)驗，并參考了大量文獻(xiàn)資料，闡述了工業(yè)鍋爐用水的一般水質(zhì)指標(biāo)，分析了鍋爐水質(zhì)不良對工業(yè)鍋爐造成的危害，并提出了防護(hù)對策。

關(guān)鍵詞：水質(zhì)；不良；工業(yè)；鍋爐；危害；防護(hù)

中圖分類號：X824文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1672-3198(2009)10-0283-01

1工業(yè)鍋爐用水的一般水質(zhì)指標(biāo)

(1)全固形物。通常將水中含有懸浮雜質(zhì)、膠體雜質(zhì)和溶解物質(zhì)等雜質(zhì)的總合稱為全固形物，鍋爐給水如果不經(jīng)過處理，使含有大量雜質(zhì)的水進(jìn)入鍋爐內(nèi)會造成以

(2)懸浮固形物。水中懸浮物顆粒直徑約在10-4毫米(mm)以上，是水產(chǎn)生混濁現(xiàn)象的主要原因。它在水中存在的形式因顆粒直徑大小和質(zhì)量的大小不同分為漂浮的、懸浮的和沉淀的三種形式。水中含有的各種形式的懸浮物的總合叫懸浮固形物，其單位是毫克／升，用符號mg／L表示。

(3)溶解固形物。溶解固形物是指溶解于水中的各種鹽類。在105～110℃不揮發(fā)性鹽類含量的總和。溶解固形物是判斷水質(zhì)好壞的一個重要指標(biāo)。它的值越大，說明水質(zhì)越差。當(dāng)水中溶解同形物值過高時，用作鍋爐給水，易造成鍋爐汽、水共騰和鍋爐腐蝕。因此，鍋爐給水的溶解固形物值須控制在一定的范圍內(nèi)。

(4)pH值。是表示水呈酸堿性強(qiáng)弱的一項指標(biāo)。鍋爐水則要求pH值控制在10～12之間。這是根據(jù)pH值對水中其他雜質(zhì)的存在形態(tài)和各種水質(zhì)控制過程以及水對金屬的腐蝕程度有密切的關(guān)系而確定的一項指標(biāo)，是最重要的水質(zhì)指標(biāo)之一。

(5)總堿度。指單位容積水中氫氧根(OH－)、碳酸根(CO－3)、重碳酸根(HCO-3)及其他一些弱酸鹽類的總含量。總堿度根據(jù)測定時所使用的指示劑不同分為以下兩種堿度。酚酞堿度和甲基橙堿度。

(6)氯化物。氯化物是指水中氯離子的含量，鍋爐水中氯化物含量越少，水質(zhì)就越好。

(7)總硬度。是指水中含有鈣、鎂離子的總合，按水中陰離子存在的情況，分為以下兩種硬度：碳酸鹽硬度和非碳酸鹽硬度。碳酸鹽硬度和非碳酸鹽硬度之和稱為總硬度。

(8)磷酸鹽。在鍋爐水中加入一定數(shù)量的磷酸鹽可保持鍋爐水中磷酸鹽的含量。爐內(nèi)處理使用的磷酸鹽有磷酸三鈉、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、六偏磷酸鈉等。在生產(chǎn)實踐中最常用的磷酸鹽是磷酸三鈉。

(9)溶解氧。水中的溶解氧會造成金屬表面產(chǎn)生腐蝕。對于蒸汽鍋爐，氧腐蝕是隨鍋爐參數(shù)的升高而加劇l對于熱水鍋爐，則隨著補(bǔ)給水量的增大而加重氧腐蝕。因此無論是蒸汽鍋爐還是熱水鍋爐均應(yīng)采取除氧措施，以延長鍋爐的使用壽命。

(10)含油量。指水中油脂的含量，單位是毫克／升，用符號“mg／L”表示。油脂粘結(jié)在鍋爐受熱面上產(chǎn)生的油泥狀水垢很難清除。還可能造成汽水共騰，污染蒸汽。

(11)相對堿度。一般相對堿度<0.2，如果相對堿度≥0.2時，應(yīng)采取防止苛性脆化的措施。

2鍋爐水質(zhì)不良對工業(yè)鍋爐造成的危害分析

2.1鍋爐結(jié)垢后產(chǎn)生的后果

鍋爐是一種熱交換設(shè)備，它是起到將燃料燃燒時放出的熱量傳遞給水，從而產(chǎn)生蒸汽的作用。如果水質(zhì)不良，受熱面上就形成水垢，水垢的生成會極大地影響鍋爐導(dǎo)熱能力。物體的導(dǎo)熱能力通常用導(dǎo)熱系數(shù)來表示的，導(dǎo)熱系數(shù)越大，說明導(dǎo)熱能力強(qiáng)。從下表可以看出：

水垢的導(dǎo)熱系數(shù)比鋼鐵的導(dǎo)熱系數(shù)小數(shù)十倍到數(shù)百倍。因此，鍋爐結(jié)垢產(chǎn)生以下幾種不良后果：(1)浪費(fèi)燃料。鍋爐結(jié)垢后，使受熱面的傳熱性能變差，為保持鍋爐額定參數(shù)，就必須多投加燃料，因此浪費(fèi)燃料。(2)受熱面損壞。結(jié)了水垢的鍋爐，受熱面兩側(cè)的溫差增大，金屬璧溫升高，強(qiáng)度降低，在鍋內(nèi)壓力作用下，發(fā)生鼓包，甚至引起爆管等嚴(yán)重事故。(3)降低鍋爐出力。鍋爐結(jié)垢后，水垢的生成還會減少受熱管內(nèi)流通截面，增加管內(nèi)水循環(huán)的流動阻力，嚴(yán)重者甚至完全堵塞。這就破壞了鍋爐的正常水循環(huán)，妨礙鍋爐內(nèi)部的傳熱，降低鍋爐的蒸發(fā)能力。因此，鍋爐出力就會降低。

2.2腐蝕

鍋爐的省煤器、水冷壁、對流管束及鍋筒等構(gòu)件都會因水質(zhì)不良而引起腐蝕。結(jié)果，使這些金屬構(gòu)件變薄和凹陷，甚至穿孔。更為嚴(yán)重的腐蝕會使金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)遭到破壞。被腐蝕的金屬，強(qiáng)度顯著降低。因此，嚴(yán)重影響鍋爐安全運(yùn)行，縮短鍋爐使用年限，造成經(jīng)濟(jì)上的損失。金屬腐蝕產(chǎn)物被鍋水?dāng)y帶到鍋爐受熱面上后，容易與其他雜質(zhì)結(jié)成水垢。含有高價鐵的水垢，容易引起與水垢接觸的金屬鐵腐蝕。而鐵的腐蝕產(chǎn)物又容易重新結(jié)成水垢。這是一種惡性循環(huán)，它會導(dǎo)致鍋爐構(gòu)件的迅速損壞。

2.3汽水共騰

當(dāng)鍋水中含有較高的氯化鈉、磷酸鈉、油脂或鍋水的有機(jī)物與堿作用發(fā)生皂化時，在鍋水沸騰蒸發(fā)過程中，液面就會產(chǎn)生泡沫，泡沫破裂后分離出很多的水滴，這些含鹽量很多的水滴不斷被蒸汽帶走。而發(fā)生汽水共騰，其危害如下：蒸汽受到嚴(yán)重污染；過熱器管和蒸汽管道積鹽，嚴(yán)重時堵管；使水位計內(nèi)充有汽泡，造成液面分辨不清；產(chǎn)生水錘作用，易造成管路蒸汽系統(tǒng)連接處損壞；易引起蒸汽閥、回水彎頭等部位的腐蝕。

2.4增加鍋爐檢修量

鍋爐板或管道結(jié)有水垢以后，非常難以清除，特別是由于水垢引起鍋爐的泄漏，裂紋，折損，變形，腐蝕等病害。不僅損害了鍋爐，而且耗費(fèi)大量人力，物力去檢修，不但縮短了運(yùn)行的時間，也增加了檢修費(fèi)用。

2.5造成安全事故

鍋爐因水垢引起的事故，占鍋爐事故總數(shù)的20％以上，不但造成設(shè)備損失。也威脅著人身安全。據(jù)美國統(tǒng)計資料介紹，鍋爐進(jìn)行水處理，從全局講是“一本萬利”的事，而水處理的基建和運(yùn)行費(fèi)用，占各項節(jié)約費(fèi)用的四分之一。

3鍋爐危害防護(hù)

(1)規(guī)范鍋爐水處理方法和設(shè)施的選用。鍋爐使用單位應(yīng)當(dāng)根據(jù)鍋爐的數(shù)量、參數(shù)、水源情況，選擇合理有效的水處理方法，配套合適的水處理系統(tǒng)及設(shè)備，保證鍋爐水質(zhì)符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。①額定蒸發(fā)量小于等于2t／h，且額定蒸汽壓力小于等于1.0MPa的蒸汽鍋爐和汽水兩用鍋爐可采用鍋內(nèi)加藥處理。但必須對鍋爐的結(jié)垢、腐蝕和水質(zhì)加強(qiáng)監(jiān)督，認(rèn)真做好加藥、排污和清洗工作。②采用鍋外化學(xué)處理的，選擇的離子交換器的周期制水量、工作交換容量、清洗水耗、鹽耗或酸耗要求等應(yīng)和鍋爐的出力相匹配。并能經(jīng)濟(jì)性運(yùn)行。③鍋爐使用單位在選擇水處理方法時應(yīng)結(jié)合實際使用情況，采取鍋外水處理方法和鍋內(nèi)水處理方法相結(jié)合的方式。鍋內(nèi)加藥處理做為鍋外水處理方法的一種補(bǔ)充，有利于鍋爐金屬表面形成保護(hù)膜，減少腐蝕。并能消除殘余硬度，使鍋爐可以無垢或薄垢運(yùn)行，進(jìn)一步降低鍋爐能耗。確保鍋爐安全運(yùn)行。

(2)水處理作業(yè)人員必須經(jīng)過考核合格持證上崗。各鍋爐使用單位應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)GB 1576《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》，必須堅持鍋爐的原水、給水、鍋水、回水的水質(zhì)和蒸汽品質(zhì)的日常化驗分析。每次化驗分析的時間、項目、數(shù)據(jù)及采取的相應(yīng)措施，均應(yīng)當(dāng)詳細(xì)填寫在水質(zhì)化驗記錄表上。對不合格的水質(zhì)及時進(jìn)行處理，確保鍋爐的給水和鍋水達(dá)到國家相關(guān)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

(3)規(guī)范鍋爐水處理設(shè)備的安裝調(diào)試。①鍋外水處理系統(tǒng)、設(shè)備安裝完畢后，應(yīng)當(dāng)由具有調(diào)試能力的單位進(jìn)行調(diào)試，確定合理的運(yùn)行參數(shù)；采取鍋內(nèi)加藥處理的鍋爐應(yīng)當(dāng)由具有調(diào)試能力的單位進(jìn)行調(diào)試，確定合理的加藥方法和數(shù)量。調(diào)試后的水、汽質(zhì)量應(yīng)當(dāng)達(dá)到水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求，調(diào)試報告應(yīng)當(dāng)存入鍋爐使用單位的鍋爐技術(shù)檔案中。②鍋爐水處理系統(tǒng)的安裝驗收是鍋爐總體驗收的組成部分，應(yīng)杜絕不合格的水處理設(shè)備匆忙投入運(yùn)行，埋下事故隱患。對鍋爐水質(zhì)驗收不合格的，將不發(fā)鍋爐使用登記證。