锅炉水处理 课件

锅炉给水和回水PH值过低的主要原因是水中含有大量的 CO2。实践证明，当给水和回水的PH值达到９以上时，能 使金属表面的氧化膜保持良好无损，即可防止管道腐蚀的 发生。
采用石灰沉淀或H-Na离子交换法处理，可防止大量的 HCO3- 进入锅内，以免分解出较多的CO2。
给水或回水系统加氨处理，也能消除CO2带来的腐蚀，反 应式如下：
超滤，膜的截留特性是以对标准有机物的截留分子量来表 征，通常截留分子量范围在1000 –300000，故超滤膜能 对大分子有机物（如蛋白质、细菌）、胶体、悬浮固体等 进行分离，广泛应用于料液的澄清、大分子有机物的分离 纯化、除热源。
纳滤，膜的截留特性是以对标准NaCl、MgSO4、CaCl2 溶液的截留率来表征，通常截留率范围在60%-98%，相 应截留分子量范围在100 –1000，故纳滤膜能对小分子 有机物等与水、无机盐进行分离，实现脱盐与浓缩的同时 进行。
实践证明，维持锅水PH在10-12之间是合适的。
由于蒸汽品质相对比较纯净，溶解在给水中的盐等各种杂 质大部分都留在锅水里，因此锅水含盐量急剧增加。
当含盐量达到一定的程度，锅水就会形成很厚的泡沫层， 即所谓汽水共腾。所以为了保证锅炉的安全运行，保证蒸 汽的品质，必须控制溶解固形物的含量。
锅水中亚硫酸盐是由于采用亚硫酸盐作除氧时产生的，锅 水内亚硫酸盐剩余量越高，与氧反应的速度越快，但剩余 量太大，不仅增加药剂的消耗量，而且也增加了水中的含 盐量。
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蒸汽锅炉水处理特点
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水质不良的危害
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锅炉用水主要评价指标
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蒸汽锅炉水处理
▪结 垢
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▪腐蚀
▪汽 水 共 腾
当水中某种盐分在炉水 中的浓度超过其相应的 溶解度，即会从炉水中 析出并形成沉淀物，形 成水垢。
水垢成分复杂，一般是 多种化合物的混合体， 按其化学成分可分为钙 镁水垢、硅酸盐水垢、 铁垢和铜垢。
2.腐蚀和点蚀防止
氧气和二氧化碳(酸腐蚀）：腐蚀的最常见形态为水中存氧 和因二氧化碳存在而使PH偏低所产生。CO2直接来自水 中碳酸盐分解。
氮和硫化氢：当这些气体存在于水中，会增加对铜合金的 腐蚀。
螯合剂（chelates）：水处理有时经常使用螯合剂，然而 过量螯合剂残余――超过20ppm（以CaCO3计）――也 可产生腐蚀。
反渗透的截留对象是所有的离子，仅让水透过膜，出水为 无离子水。反渗透法能够去除可溶性的金属盐、有机物、 细菌、胶体粒子、发热物质，也即能截留所有的离子等， 在生产纯净水、软化水、无离子水方面反渗透膜已经应用 广泛。
除氧器是锅炉及供热系统关键设备之一，每年因氧腐蚀而 对锅炉给水管道、省煤器和其它附属设备的腐蚀造成的严 重损失，已引起国家越来越多的注意，因此颁步了国家标 准予以规定，即额定蒸发量小于10t/h的锅炉如果发现局 部氧腐蚀，应采取除氧措施，额定蒸发量大于10t/h的锅 炉给水应除氧，供汽轮机用气的锅炉给水含氧量应小于或 等于0.050mɡ/L。
给水PH值过高，不利于锅水PH值的控制，同时提高给水 PH值须加药设施，提高了水处理工作的复杂性，考虑到我 国的实际情况，通常规定给水PH值≥7.0，高压锅炉的除盐 水PH值≥8.0
溶解氧是造成给水设备和锅炉本体腐蚀的主要因素之一， 特别在锅炉内部，溶解氧对烟管等高温部件腐蚀很快。
锅炉蒸发量愈大，单位水容积愈小，在相同的时间内，金 属表面接触的溶解氧也愈多，所以规定锅炉额定蒸发量大 于等于6t/h时应除氧，额定蒸发量小于6t/h的锅炉如发现 局部腐蚀时，应采取除氧措施，对于供汽轮机用汽的锅炉 给水含氧量应小于等于0.05mg/l。
▪结 垢
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▪腐蚀
▪汽 水 共 腾
金属构件破损
增加锅炉水中的结垢成份 例如，混有铁、二氧化硅 的1mm厚的水垢所造成的 热损失，相当于4mm厚的 其他成份的水垢。
产生垢下腐蚀 含有高价铁的水垢，容 易引起与水垢接触的金 属铁的腐蚀。
▪结Baidu Nhomakorabea垢
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▪腐蚀
▪汽 水 共 腾
•理论依T据ex：t 任in何h气e体re在水
中的溶解度都与此气体在 水面上的分压成正比。水 的温度越高，其中气体的 溶解度就越小
•热力除氧不但能去除大部 分的溶解氧，而且还能去 除水中的CO2、NH3、 H2S等腐蚀性气体，且不 增加给水的含盐量。
•理论依据：利用水在 沸腾状态时气体的溶解 度接近于零的特点
实践证明热强度最大的受热面上每年所积水垢厚度不超过 1.5mm，因此规定给水总硬度≤3.5mmol/l；采用锅外化 学水处理时，在采用锅炉定期清洗条件下，能保证热强度 最大的受热面上每年所结水垢厚度不超过0.5mm，
因此，规定给水总硬度≤0.03mmol/l。
提高给水PH值对给水管道及设备的防腐非常有利。
当锅水中游离氢氧化钠含量较高时，锅炉在有缝隙部位并 存在应力时易发生苛性脆化腐蚀。铆接和胀管锅炉最易发 生这种情况。
研究表明，相对碱度控制在小于0.2时，一般不会发生苛性 脆化。
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蒸汽锅炉水处理特点
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水质不良的危害
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锅炉用水主要评价指标
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锅炉给水处理
1、去浊度 2、软化：除离子---去钙、镁离子等。（阳、阴双床） 3、去除溶解氧—防止氧腐蚀 4、调整pH值---防止酸腐蚀和碱性钢保护膜溶解脆化。
水中的悬浮物较易去除，当采用锅内加药处理时，规定悬 浮物小于20mg/l，当采用锅外化学处理时，规定悬浮物小 于5mg/l，一般将原水经澄清、混凝、过滤后都能达到此 标准。
当采用市政自来水作补给水源时，自来水中的悬浮物含量 已远远小于此标准，因此可直接使用。
水的总硬度是指水中钙、镁离子的总浓度。
1、过滤（传统的过滤一般采用沙虑） • 根据进水浊度的及处理的水量选择滤罐的尺寸 • 目的：去除大颗粒浊度等
• 功能：在水质预处理系统中，活性炭过滤器能够吸附前级过滤中 无法去除的余氯以防止后级反渗透膜受其氧化降解，同时还吸附 从前级泄漏过来的小分子有机物等污染性物质，对水中异味、胶 体及色素、重金属离子、COD等有较明显的吸附去除作用。
腾。
当采用锅内水处理时，总碱度应控制在8-26mmol/l；当采用 锅外化学水处理时，总碱度控制在6-24mmol/l，蒸汽压力高 或有过热器时，总碱度控制值上限宜下降。
由于锅水处于高温状态，当PH低于8或大于13.5时，锅炉表面 的保护膜都会因溶解而遭到破坏，而使金属的腐蚀加剧。
控制锅水的PH值不仅仅是金属防腐蚀的需要，同时也是锅炉防 垢的需要，因为只有维持锅水一定的PH值和碱度，才能使成垢 物质不结为水垢而变为水渣，从而达到良好的防垢效果。
▪腐蚀
▪汽 水 共 腾
锅炉汽水共腾会造成危害： ①蒸汽受到严重污染 ②过热器管和蒸汽流通管 道内出现积盐，严重时能 将管道堵塞 ③使过热蒸汽的温度下降 ④水面计内充有气泡，造 成液面分辨不清 ⑤在蒸汽流通系统中产生 水锤作用，容易造成蒸汽 管路连接部位损坏 ⑥容易引起蒸汽阀门、管 路弯头及热交换器内的腐 蚀。
•当水温一定时，压力 越低（即真空度越高）， 水中残留气体的含量越 少。
化学除氧有两种方法，一 种是使给水流经装有还原 性填料的塔，使水中的溶 解氧与还原性填料反应而 被消耗尽或大部分被消耗 掉。
另一种方法是向给水中加 入一定浓度的化学除氧剂， 使水中的溶解氧与化学除 氧剂反应而降低。
热力除氧
真空除氧
3.防止脆化 高碱度引起脆化。在正常操作条件下，当碱在炉鼓缝
隙，铆钉底下及在水闪沸成蒸汽的管子末端浓缩时会发生 脆化。至少必须有一些硅存在以防止脆化。
4.防止挟带（蒸汽带水）
原水 → 原水泵 →多介质过滤器 →活性炭过滤器 → 软水处理器 → 高压泵 → 一级反渗透（RO）装置 → 纯净水箱 → 高压泵→二级反渗透→紫外线杀菌装置 → 用水点
1．防止结垢和泥渣堆积、管道堵塞
1) 硬度：钙、镁结垢物降低热传导且引起管子金属过热。
天然水的硬度有几ppm到超过500ppm的差异，高压锅 炉只能容许0～2ppm。
2) 硫酸盐和硅：硫酸盐和硅酸盐常在锅炉金属上沉淀而不 形成泥渣，较难防止沉淀。
3) 铁和钠：溶解或悬浮的铁也会沉积在金属表面。由于钠 化合物的溶解度很高，通常只在水近乎蒸干时才会沉积。
给水含油量高时，会使锅水产生泡沫，影响蒸汽品质；也 会使锅内形成导热系数很小的油质水垢。
另外在温度较高的受热面下，由于油质的分解，可能转变 成导热性极差的碳质水垢。
指标
给水指标
锅炉水指标
总碱度 PH
溶解固形物 亚硫酸盐
磷酸盐 相对碱度
碱度过低，防垢较差 碱度过高，则易产生碱腐蚀，并且还可能产生锅水发泡和汽水共
所以水质标准规定锅水中的SO32-控制在10-30mg/l。
锅水中的磷酸盐也是由于加药处理时的控制指标。 磷酸盐能使水中残留的Ca2+、Mg2+形成磷酸盐水渣，并使
锅炉的金属表面形成磷酸铁保护膜，以达到防垢、防腐的 目的。磷酸盐含量太高的害处是增加药剂的消耗量和增加 水的含盐量。 水质标准规定锅水中的PO43-控制在10-30mg/l。
化学除氧
化学除氧：
常用的化学除氧剂有亚硫酸钠和联氨
近几年来，国内外科技工作者又研制出了许多新型除氧剂， 这些除氧剂同联氨一样不会增加锅水含盐量,且除氧速度 快,对人体无害。目前用于实际应用的有以下几种:二甲基 酮肟、甲基乙基酮肟、乙醛肟、异抗坏血酸、碳酰肼、二 乙基羟胺。
⑴锅炉给水PH的调节和控制
膜技术知识 膜分离技术是一项新兴的分离技术，自从60年
代开始大规模工业化应用，发展十分迅速，其品种 日益丰富，应用领域不断扩展，是21世纪初最有发 展前途的高新技术之一。
微滤，膜的截留特性是以膜的孔径来表征，通常孔径范围 在0.1-10微米，故微滤膜能对大直径的菌体、悬浮固体 等进行分离，而去除蛋白的能力很弱。可作为一般料液的 澄清、保安过滤、空气除菌。
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蒸汽锅炉水处理特点
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水质不良的危害
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锅炉用水主要评价指标
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锅炉给水处理
锅炉水汽系统分为两个部分：给水系统和蒸汽系统。
锅炉用水可分为⑴原水，未经任何处理的天然水， 是锅炉补水的原料；⑵补水，原水经过各种方法净 化处理后，用以补充锅炉损失的水；⑶回水，蒸汽 经用汽设备的作功或热交换；⑷给水，送进锅炉的 水，通常包括回水和补水两部分；⑸炉水，在锅炉 本体的蒸发系统中流动着的水；⑹排污水，锅炉炉 水的含盐量或碱度在不断蒸发和浓缩作用下，其水 质指标超过标准要求时排放掉的炉水。
即 在锅炉筒的水、汽界 面上，若蒸汽和水不能迅 速分离，在锅水沸腾蒸发 过程中，液面就会产生泡 沫，泡沫薄膜破裂后分离 出很多的水滴，这些含盐 很高的水滴不断被蒸汽带 走，严重时，蒸汽携同泡 沫一同进入蒸汽系统。
锅水中含有过多的氯化 钠、磷酸钠、油脂和硅 化物时易引起汽水共腾
▪结 垢
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五常市特种设备检验所
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蒸汽锅炉水处理特点
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水质不良的危害
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锅炉用水主要评价指标
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锅炉给水处理
高温使许多原本较慢的反 应变得相当快
高温也要求锅炉本 体得经受住热胀冷缩 的考验，必须保证热 量及时被水吸收
高压给锅炉爆炸带 来隐患
高压
高温
水质不良的危害
快速浓缩
因浓度的不断升高而形 成水垢，这一现象特别 易发生在剧烈蒸发的部 位
• 可以进一步降低RO进水的TOC值，保证TOC<2.Oppm。
由于水的硬度主要由钙、镁形成及表示，故一般采用阳离 子交换树脂(软水器)
吸附：将水中的Ca2+、Mg2+（形成水垢的主要成份）置换 出来，随着树脂内Ca2+、Mg2+的增加，树脂去除Ca2+、 Mg2+的效能逐渐降低。
再生：再生过程就是用盐箱中的食盐水冲洗树脂层，把树 脂上的硬度离子在置换出来，随再生废液排出罐外，树脂 就又恢复了软化交换功能。
指标
给水指标
锅炉水指标
悬浮物 总硬度
PH 溶解氧 含油量
悬浮物是表示不容于水的颗粒较大的一些物质，是表征杂 质含量的指标。其单位为mg/l。
对于锅炉内水处理，水中的悬浮物会增加锅内沉积物的量， 给防垢工作带来难度，严重者还有可能堵塞排污管；对于 锅炉外水处理，水中的悬浮物进入离子交换器后易覆盖在 树脂颗粒表面，影响离子交换树脂的正常工作。