锅炉水处理学习资料

锅炉水处理学习内容熟知水质指标和水质标准掌握锅外化学水处理标准了解锅外水处理的方法熟知锅炉给水除氧的方法掌握锅炉化学清洗要领水质指标和水质标准锅外化学水处理锅外水处理锅炉给水除氧锅炉化学清洗锅炉给水为什么要处理锅炉是承受一定温度和一定压力的热能动力设备，他用水做工质，而一般生水中含有大量杂质，他在高温下易产生水垢，影响传热，浪费燃料，同时会使锅炉造成腐蚀和产生苛性脆化，危及安全，严重时可能发生爆炸事故。

因此，对锅炉给水一定要处理，达到合格标准才能使用，目的是防止结垢、腐蚀，保证安全。

因此，锅炉水处理对锅炉安全、经济运行，节约燃料有着重要意义，它是锅炉运行中的一项重要的技术基础工作，锅炉使用单位和运行操作人员必须贯彻执行《工业锅炉水质》（GB1576-2008），认真做好锅炉水处理工作。

一、水质指标和水质标准1、水质指标1.1. 各种天然水都是由水和杂质组成的。

杂质并非单纯地与水混合，它们之间发生着物理、化学和生物作用。

因此，水质是指水和其中杂质的综合特性。

评价水质好坏的项目，称为水质指标。

1.2.工业锅炉用水的水质指标有两种表示方法：一种是客观反应水中某些杂质含量的成分指标，例如：溶解氧、氯离子、钙离子等。

另一种是为了技术上的需要反应水质某一方面特性的技术指标。

例如：硬度、碱度溶解固形物的含量。

2、悬浮固形物（悬浮物）悬浮固形物是指悬浮水中经过过滤分离出来的不溶性固体混合物，由于这种杂质没有统一的物理和化学性质，所以。

很难确切地它们的含量，通常采用某些过滤材料分离水中不溶性物质（其中包括不溶于水中的泥土、有机物、微生物等）的方法来测定悬浮固形物，单位为mg/L。

3、硬度硬度是指溶解水中的钙、镁离子的总量。

钙离子存在于重碳酸钙、碳酸钙、硫酸钙、氯化钙等盐类中；镁离子存在于重碳酸钙、碳酸钙、硫酸钙、氯化镁等盐类中。

硬度用符号“YD”表示，单位为mmol/L。

3.1碳酸盐硬度---碳酸盐硬度是指溶解水中的钙，镁的重碳酸钙与碳酸盐的含量，用符号“YDT”示。

天然水中的碳酸钙盐含量非常少，所以，碳酸盐硬度实际就是水的中碳酸盐硬度。

此类盐类在水沸腾是就从溶解中析出而产生沉淀，所以又叫暂时硬度。

3.2非碳酸盐硬度---非碳酸盐硬度是指溶解水中的钙，镁的硫酸盐和氯化物的含量。

用符号“YDF”表示。

由于这类盐类在水沸腾时不能析出沉淀，所以称为永久硬度。

3.3负硬度，负硬度指水中的钠盐硬度，用符号“YD负”表示。

钠盐硬度不含钙、镁离子、不算硬度，但它在水中能消除永久硬度，其化学应用式为：Cacl2(氯化钙）+2NaHcO2（碳酸氢钠）=CaC03↓（碳酸钙）+2Nacl（氯化钠）+C02↑(二氧化碳）+H20（水）所以，习惯上把钠盐硬度叫做负硬度。

3.4硬度的测定---水的硬度采用EDTA（乙二胺四乙酸二钠盐的简称）标准溶液滴定法，EDTA标准溶液并不只是（钙）Ca2+、（镁）Mg2+生成的络合物，而且能与Fe2+(铁）、Cu2+（铜）、Zn2+(锌）等多种金属离子形成稳定的络合物，因此，测定硬度时就会发生干扰。

但是EDTA在不同PH值下与不同金属离子形成络合物的稳定性不同，当PH值=10时，与（钙）Ca2+、（镁）Mg2+形成稳定的络合物，故在硬度测定前在水中加入氨-氯化钠，将其PH调整到10，此时测出的（钙）Ca2+、（镁）Mg2+的数据是准确的。

4、碱度：碱度是指水中能与强酸(Hcl（盐酸）、HzSO4（硫酸）)发生中和作用的所有碱性物质的含量。

天然水中碱性物质主要是Hco3-（碳酸氢根）锅水中碱性物质有（氢氧根）OH-、（碳酸根）co32-；若锅内采用磷酸盐处理时，锅水中还有（磷酸氢根）HPO2-4、（磷酸根）Po3-4等。

碱度用符号“JD”表示。

单位为mmol/L。

4.1 相对碱度是为防止锅炉产生苛性脆化而规定的一项技术指标。

当锅水中相对碱度达到一定数值时，锅筒的金属材料会产生晶间腐蚀，导致发生脆性破裂，称为苛性脆化。

4.2PH值pH值是用溶液中氢离子浓度的负对数来表示溶液酸碱性强弱的指标。

当pH<7时水呈酸性；pH_=7 水呈中性；pH>7 水呈碱性。

酸性水进入锅炉，会使金属产生酸性腐蚀。

pH值越高，给水管路和锅炉越不容易腐蚀．当pH=12时，在无氧的情况下炉水对锅炉和给水管路的腐蚀近似于零，当pH>12时，容易引起锅炉的苛性脆化，缩短锅炉的使用寿命。

4.3.溶解氧水中溶解氧气的浓度叫溶解氧。

单位为mg／L。

氧气在水中的溶解度随着温度的变化而变化，水温越高，其溶解度越小。

由于水中的溶解氧能腐蚀金属，所以，锅炉给水中的溶解氧应尽量除去。

控制溶解氧的含量是防止锅炉腐蚀的主要措施之一。

热水锅炉循环水处于密闭循环系统内．给水带入的溶解氧不能像蒸汽锅炉那样可以随蒸汽蒸发掉一部分，所以给水中溶解氧对热水锅炉的腐蚀更为严重。

4.4.亚硫酸根（SO2-3）给水中的溶解氧可用化学方法去除，常用的化学药剂为亚硫酸钠。

为了使反应完全，提高除氧效果，药剂的实际加入量要求多于理论计算量，以维持水中一定的亚硫酸根离子浓度。

但加入量过多，不仅增加了运行费用．而且使锅水溶解固形物增加，从而增加锅水的泡沫，污染蒸汽，使蒸汽品质易恶化，还可能发生汽水共腾事故。

因此，对锅水中（亚硫酸根）SO2-3 ：浓度也作为一项控制指标。

单位为mg／L。

4.5.磷酸根（PO3-4）天然水中一般不含磷酸根，为了消除锅炉给水带入汽锅的残留硬度，使之形成松软的碱式磷酸钙水渣，随锅炉排污排走，通常在锅内进行加磷酸盐处理，同时还可消除一部分游离的苛性钠，保证锅水的pH值在一定范围内。

但锅水中的磷酸根含量不能太高，过高时会生成Mg3(PO4)2（磷酸镁）水垢，也会增加不必要的运行费用。

因此．对锅水中的（磷酸根）PO3-4浓度应作为一项控制指标。

单位为mg／L。

4.6.含油量天然水中一般不含油，但蒸汽凝结水或给水在其使用过程中受到污染后可能混入油类物质。

锅水含油在锅筒水位面易形成泡沫层，使蒸汽带水量增加．影响蒸汽品质．严重时造成汽水共腾，还会在传热面上生成难以清除的含油水垢。

含油量的单位为mg ／L。

4.7工业锅炉水质标准4.7.1、2001年国家重新修订颁发的《工业锅炉水质》(GB 1576- 2001)。

规定了工业锅炉运行时的水质要求．此标准适用于额定出口蒸汽压力小于等于2．5MPa．以水为介质的固定式蒸汽锅炉和汽水两用锅炉．也适用于以水为介质的固定式承压热水锅炉和常压热水锅炉。

4.7.2直流(贯流)锅炉给水应采用锅外化学水处理，其水质按表8-l中额定蒸汽压力为大于1.6MPa、小于等于2.5MPa的标准执行。

4.7.3余热锅炉及电热锅炉的水质标准应符合同类型、同参数锅炉的要求。

二、锅外化学水处理1、水的离子交换处理1.1离子交换水处理，就是将进入锅炉之前的水，通过离子交换剂进行交换反应，除去水中的离子态杂质。

离子交换法是当今广泛采用的除硬、除碱和除盐方法。

1.2.按照离子交换剂功能基团性质分为：阳离子交换剂和阴离子交换剂两类。

阳离子交换剂中的阳离子能与溶液中的阳离子互相交换。

阳离子交换剂根据酸性强弱又分为强酸性阳离子交换剂和弱酸性阳离子变换剂两种，阴离子交换剂中的阴离子能与溶液中的阴离子互相交换。

阴离子交换剂根据碱性强弱又分为强碱性阴离子交换剂和弱碱性阴离子交换剂两种。

1.3离子交换剂的表示方法：离子交换剂主要由骨架及活性基团两部分组成。

骨架具有立体网状结构和四通八达的孔隙，属离子交换剂母体；活性基团卫称交换基团。

充填在网眼或孔隙内，它们可以离解出交换离子，与从溶液中进来的离子进行等摩尔交换。

为了便于描述，通常用R表示离子交换剂骨架，然后再写出它的活性基团。

如氢离子交换剂写成RH、钠离子交换剂写成RNa、氨离子交换剂写成RNH4，阴离子交换剂写成ROH等。

2、离子交换除硬（软化）利用离子交换法消除或减少存在于锅炉给水中的（钙离子）Ca2+、（镁离子）Mg2+离子含量，以防锅炉受热面结垢的方法，称为除硬。

为达此目的，常采用钠离子交换处理。

目前，用于锅炉水质处理的钠离子交换器有顺流再生、逆流再生和浮动床三种型式。

2.1. 钠离子交换软化原理原水经钠离子交换剂进行离子交换反应，其化学反应式(以钙盐为例)为：通常以R表示离子交换剂中的复合阴离子根Ca(HCO3)2（碳酸氢钙）+2RNa （钠离子交换剂）=R2Ca+2NaHCO3（碳酸氢钠）CaSO4（硫酸钙）+2RNa（钠离子交换剂）=R2Ca+Na2SO4（硫酸钠）CaCl2（氯化钙）+2RNa （钠离子交换剂）=R2Ca+2NaCl （氯化钠）当交换器内离子变换剂全部变成钙ca型和镁Mg型，丧失了交换能力时，称为交换剂老化(失效)。

失效后的离子变换剂用浓度为5％～8％的NaCl(氯化钠食盐)溶液进行还原(再生)。

即用钠Na2+离子把交换剂中的钙Ca2+、镁Mg2+(是钠离子交换出来的物质)离子置换出来。

使交换剂恢复成RNa型。

其化学反应式为：CaR2+2NaCI（氯化钠）=2RNa+CaCl2（硫化钙）MgR2+2NaCI（氯化钠）=2RNa+MgCl2 （硫化镁）2.2经钠离子交换处理后的水质具有下列特点；2.2.1原水中的钙Ca2+、镁Mg2+ 离子消除了．达到了除硬的目的。

2.2.2原水中的碱度在离子交换前后没有变化，仅仅是Ca （HCO3)2（碳酸氢钙），Mg(Hc03)2（碳酸氢镁）碱度变成了钠盐碱度，而且摩尔数相等。

因此，钠离子交换达不到除碱的目的。

2.2.3经钠离子交换后，出水中的含盐量略有增加。

原水中的钙盐、镁盐经钠离子交换后变成了钠盐，而Na+的摩尔质量略高于1／2 钙Ca2+ 、1／2 镁Mg2+,所以出水含盐量略有增加。

2.2.4当原水硬度YD≥mmol／L时,采用单级钠离子交换系统无论从技术上还是从经济上分析，都不尽合理，此时应采用双级钠离子交换系统，即将第一级钠离子交换软化后的水，作为第二级钠离子交换器的进水，再经第二级钠离子交换器软化处理，使水质更好。

2.3顺流再生钠离子交换器---顺流再生是指在离子交换器运行交按和再生时，水的流向和再生液的流向一致，原水和再生液都是自交换器上部进人并向下流动，从下部排出。

顺流再生离子交换器由交换器本体、进水装置、排水装置、再生液分配装置、排气管、反洗管、阀门等部件组成；顺层再生钠离子交换器运行操作步骤分为：反洗、再生、正洗和交换。

2.3.1反洗---当交换器中离子交换剂失效后，用原水自下而上进行反洗，作用有二：其一是松动离予交换剂层，因为在交换过程中，原水自上而下通过交换剂层，交换剂被压实，经反洗松动后的离子交换剂层与再生液充分接触。

使交换剂再生效果好；其二是清除交换剂层中的悬浮物、破碎的交换剂和积存在层中的气泡。