热水锅炉结垢及水处理之浅见

工
业
锅
炉
,
41
流 程 一 中加 酸的 目的 是 为 了 使 原 水 中 的碳 酸 盐 硬 度 转化 为 非 碳 酸 盐 硬 度 从 而 达 到 防 止
热 力 系 统 结 垢的 目的 产生 的二 氧化 碳 气体 通 过 除 二 氧化碳 气 体 装 置 除 掉 加 酸 的量 根 据碳 酸
,
。
盐硬 度 的量 确定
。
1
0 1 ℃ 出水 温 度 为 1 8
, , ,
。℃ )
、
,
此 时 某 些 钙 镁 盐 类 在 水 中 的 溶解 度 下 降 不 是 很
,
,
、
因 此 在热 水锅 炉 内 非碳 酸 盐 硬 度 各 种 盐 类离 子积 一 般 不 会 超过 其对 应 温 度 和 压 力 下
,
,
的溶 度积 达 到 饱 和 状 态 从 而 在 受 热 面 上 沉积 下 来 形 成 水垢 或 水渣 而 是 呈 溶 液状 态
,
止 热水 锅 炉 结垢 的水 处 理方 法
。
主 题词
热 水锅炉
结垢
碳 酸 盐 硬度
水 处 理方法
。
热 水锅 炉作 为 一 种供 暖 锅 炉对 于 节 约 能 源 有着 十 分重要 的 意 义 对 于 热 水 锅炉 的 水 处 理
, , ,
,
传统 的方 法 是 采 用 钠离 子 交 换软 化 其 中 离子 交换 树脂 采用 强 酸 性 阳 树脂 如 强 酸 苯 乙 烯 型
,
。
反 应 式如 下
:
运行 时
Z H R + C a (H C O 3 ) ZH R +
2
,
: : C a l又 + ZH O + Z C O
:
牛
(5 )
3 2 Z M g (H C O ) ~ M g R : + ZH O + ZC O : 个
(6 )
再 生时
Z : C a R + ZH C I Z H R + C a C I ~ : : M g R + ZH C I ZH R + M g C I ~
,
。
、
,
; 硬 的水 垢 而 在 锅 筒 内 由 于 水 处 子剧烈 的沸腾 状 态 此 时析 出 的碳 酸 钙 常常形 成 松 软 的水 渣
,
,
。
同 时 蒸 汽锅 炉 一 般 都有 汽 包 (直 流 锅炉 除外 ) 无 论是 自然循 环 还 是 强 制循 环 蒸 汽 锅 炉
, ,
(通 常燃 煤
,
、
, , ,
、
,
,
; 碳 酸 盐 硬 度及 各 种盐类 的浓度 就不断 增 高 碱度的增 高 会 引 起锅 炉 的 苛性 脆 化 而 锅 筒 内温 度
。
都 比 较 高 (对 应 压 力 下 的饱 和 温 度 ) 随 着 水 温 的升高 某 些 钙 镁 盐 类在 水 中的溶 解度 下 降 从
, ,
、
,
而 非碳 酸 盐硬度 及 各种 盐类 离 子 的浓 度积 势 必 超 过 对 应 温 度 和 压 力 下 的溶 度 积 达 到 饱 和 状
2
.
;
。
结论
,
。
综上 所 述 对 于 热 水 锅 炉 的水 处 理 只 要 控制 碳酸 盐硬 度 的 指标 就 可 以 有 效 地 防 止 热 力系 统 的结垢
( 所 以 笔 者 认 为 《 压 锅 炉 水 质标 准 》 G B 低
,
1576 一8 5
)第 2 3 条 中 规 定 对 于 炉 内 化 学
,
。
;
其 中所 发 生的化 学反 应 见 式 (1 ) (2 )
、
。
因 此 热 水锅 炉 结 垢的 主 要 原 因 是 由 于 碳 酸 盐 硬 度 的 受 热分 解 由易 溶物 质 转变 成 难 溶 物
,
质而 析 出 蒸 汽 锅 炉 结 垢 的 主 要 原 因 除 了 碳 酸 盐 硬 度 的 影 响 外 还 有 非 碳 酸 盐 硬 度及 其 它 盐 类 的影 响
:
, ,
防 止 系统 的腐 蚀
。
; 经 过 流 程 一 处 理 的水 水 中的碳 酸盐 硬 度 都 转化 为 非碳 酸盐 硬 度 经 过 流 程 二 处 理 的水
,
,
水 中的碳酸 盐硬度 基 本 除掉 而 非 碳酸盐硬 度 基 本 没 有 变 化
,
。
应 该 说 这 两 种水 处 理 系 统 出 水
。
,
,
。
定期 排
污 一 般 是 从 锅 炉 水 循 环 系统 的 最低 点 (如 水冷 壁的 下 联 箱 处 ) 排放 部 分锅 水 主 要 是 为 了 排 除
产 生 的 水 渣 连 续排 污 连 续 地 从 汽 包 中 排放 锅 水 使 锅 水 各 种 盐 类 的 浓 度 保持 在 一 定 的 范 围
,
2 1诬 O
:
D l 1
.
号 树 脂 产 生的 二
,
氧 化 碳气 体 也 通 过 除 二 氧 化碳 气 体 装 置 除 掉
,
、
。
选 用 弱 酸 树 脂 的 原 因 是 因 为 弱 酸树 脂 对 中性 盐
,
的 交 换 能 力 很 低 而 对 弱 酸 盐如碳 酸 盐 重 碳 酸 盐具有 极 强 的交换 能 力 工 作交 换容 量 很 大 而 且 再 生 时 酸耗 低
燃 油 燃气 工业 锅 炉是 自然 循 环 烟 道 式 余热 锅炉 是强 制循 环 ) 都有 一 个循 环 倍 率
、
,
的概 念 锅 水在蒸 发 受 热 面 内不 断循 环 给水 带 入 锅 内 的杂质 只 有 很 少 部 分 被 蒸 汽 带 走 大 部
; 分 留 在 锅 内 随 着 运 行 时间 的增 长 锅 水 内的 杂质就 会 不 断 增 多 锅 水 就 会不 断 浓 缩 碱 度 非
, ,
态 这 些盐 类 就 会 从 溶液 中结 晶出 来 并 附着 在 受 热 面 上 形 成 水垢 当然 锅 内 过 程 还 包 括 其 它
,
,
。
,
复 杂 的 化学 反 应
,
。
所 以 蒸 汽 锅炉 为 了维 持 一 定 的 锅 水 水 质 一 般 都设 有 连 续排 污 和 定 期 排 污 装 置
.
.
水 处 理 的 热 水 锅 炉 其 补 给 水 的 总 硬 度要 不 大 于 理 的 热 水锅 炉 其 总 硬 度 要不 大 于
, ,
1
.
.
l 5 7 m m o / L (3
,
sm
e
/ L ) 对 于 炉外 化 学 水处
,
,
0 3m m o l
.
/L( 0
6m
。
/ e L ) 是不 确切 的 也 是 不 科 学 的 这 样 规
,
, ,
对 于 蒸 汽锅 炉 随 着 水温 的升高 水 中 的 某 些 物 质 因 发 生 化 学 反 应 从 易溶 于 水 的物 质 转
变成 难溶 于 水 的物质 而 析 出 如 碳酸 盐硬 度 的热 解 反 应
,
;
: : 告+ H O + C O 个
C a (H C O )
3
:
、C
a
CO
:
(i ) (2 )
,
,
。
定太 笼统 给 热水锅 炉 水 处 理 造 成 一 种 错 误 导 向 下 两 个水 处理 流 程
:
笔者 认为 这 里应 分 别规 定 碳 酸 盐 硬度 和 总
硬度 的指 标 这才 对 热 水锅炉 的 水 处 理具 有 正 确的指 导 意 义 对 于 热水 锅 炉 水 处 理笔 者 推 荐 如
炉 中 所 谓 的 蒸 发 受 热 面 的概 念 这 和 蒸 汽 锅炉 有着 本 质 的 不 同
,
,
。
同 时 由 于 在 热水 锅 炉 内流 动
,
; 5 的水 的温 度 一 般 都 不 太高 (低 温 热 水锅炉 的 进 水温度 为 7 ℃ 出水温度 为 9 ℃ 高 温 热水 锅炉 0
的进 水 温 度 为 多
:
,
1985
,
也 包 括 了 热 水 锅 炉 的 阻 力 ; 无论 是 自然 循 环 还 是强制 循 环 (这 里 的 循 环概 念 和 蒸 汽 锅 炉 的 循 环
概 念 有 区 别 ) 的 热 水 锅 炉 不 存在 水 的 汽 化 和 浓 缩 问题 没 有 循 环 倍 率 的概 念 也 不 存 在蒸 汽 锅
, ,
,
。
对 于 碳 酸 盐 硬 度 情 形 和 蒸 汽 锅 炉差 不 多 水 只 要 稍 一 加热 就 会 有 难 溶物 质 析 出
,
,
,
。
这 些物
,
质 有 的 形 成 水 垢 附着 在热 水 锅 炉 的 受 热 面 上 和 热 网 管 道 及 散 热 器 上 有 的 形 成 松 软 的 水 渣 可 以 通 过 定 期 排 污 排掉
加 酸琴
原水
除 二或 化 破
原水
弱 幽树 脂 交 换 异
除 二 氧化 破
加 药器 器
加 药器 器
除污尽
自
除污器
.
热用 户
.
l
热水 锅 炉
热用户
热 水锅炉
图1
热 网 循 环 水及 补 充 水 处 理 流 程 一
图2
热 网 循 环 水 及 补 充 水 处理 流 程 二
9 5 1 9 年第
4
期 (总 第 4 期 )
热 水锅 炉 水 处 理 主 要 解 决 两 个 间 题 一 是 热 力 系 统 结垢 二 是 热 力系统 腐 蚀
, ,
关
于 防 止 热 力系 统 的腐 蚀 不 少 文 章 都有 了 介 绍 本 文 主要就 防 止 热水 锅 沪 及热 网 结垢 作 一 些 探
讨
。
1
.
蒸 汽锅 炉 和 热 水锅 炉水 循环 的 比较 及 其 对锅 炉 结 垢 的影 响
,
。
(7 )
(8 )
上 述 两 流 程 中原 水 的 p H 值 均有 所 下 降 可 以 通 过加 药 提 高 加 药的 目 的 和 蒸 汽 锅 炉 差 不
; 多 一 是 使 产生 的钙 垢 转 变 成 松 软的水渣 通 过 定 期 排污 排 掉 二 是 调 整 热 网 循 环 水 的 p H 值
3 : M g (H C O ) ” M g (O H ): 告+ ZC O : 个
,
水 中析 出 的难 溶 物 质有 可 能 形 成水垢 也有 可 能形成水 渣 这 不 仅 决 定 于 它 的化 学 成 份 和
,
.
结 晶形 态 而 且 还 与 析 出时 的条 件 有 关 如 在省 煤器 给 水管 道 中 水 中 析 出的 碳 酸钙 常结 成坚
树脂 。 1 0
x 7
号 用 食 盐 溶液 再 生
。
,
。
这种 水处 理 方法 的指 导 思 想 是 把水 甲的 硬 度 离子 全 部除 掉
。
(不 管 是 碳 酸 盐 硬度 还 是非 碳酸盐 硬度 )
这 里所 讲 的水 处 理 包 括 热 网循 环 水 水 处 理 和 热 网 补
:
,
。
充 水 水 处理
,
用 氧化 还 原 树脂 除 氧
。
这种水 处 理 方 法 同 样 适 用 于 以 蒸 汽 为热 源通 过 热 交 换 器 生 成 热 水的 热
。
水 供 暖系统 的循 环 水 及 补 给水 的水处理
l 2
参
武 汉 水 利 电力 学 院 电厂 化 学 教 研 室 编
G B1576一85
.
考
文
.
献
:
,
热 力发 电厂 水 处 理 北 京 水利 电力 出 版 社
1995
年第
4
期 (总 第
44
期)
工
业
锅
炉
热 水锅 炉 结垢 及水 处理 之 浅 见
曹金 文
(化 工 部 化 工矿 山 设 计 研究院 )
摘
要
, ,
通 过 对 蒸汽 锅 炉 和 热 水 锅 炉 水 循 环 的 分 析 与 比 较 找 出 了 热水 锅 炉 结 垢 的 主 要 原 因 指 出
了《低 压 锅 炉 水 质 标 准 》 G B 1 5 7 6 一 8 5 中 关 于 热 水 锅 炉 水 质 指 标 的 规 定 的 不 科 学 性 给 出 了防 ( )
;
,
内 不 至 于 结垢 和 产 生 苛性 脆 化
,
。
为 了 防 止 钙 垢 的产 生 及 炉 管 的腐蚀 锅 筒 内一 般 还 设 有 加 药
,
工
业
锅Байду номын сангаас
炉
1995
年第
4
期 (总 第 4 期 )
装 置 如 采取 协 调
,
pH 一
,
磷酸盐 处 理
。
与 蒸 汽 锅 炉 相反 热水 供 暖 系统 是 靠 循 环 水泵产 生 的 压 头 来 克 服 供 暖 系 统 的阻 力 这 同 时
。
其 中所 发 生 的化 学反应 式 如 卞
C a (H C O )
3 3 :
2
:
2 : Z + ZH C I~ C a C 1 + Z C O 个+ Z H O 2 :
(3 )
(4 )
,
M g (H C O ) + Z H C I~ M g C 1 + Z C O 个+ 流 程 二 中再 生 时用 盐酸 再生 弱 酸性 阳 树 脂 可用 弱 酸 丙 烯 酸 型 如
,
作 为 循 环 水 和 热 网 补给水 是 可 以 有效 地 防 止 热 网 的 结 垢 和 腐 蚀 的
还 可 以 采 用 石 灰 处 理 以 消除 碳 酸盐 硬 度 这 里 就 不 再 叙 述 了
,
,
。
当 然 除 了 这两 种方 法 外
,
,
对 于 补给 水 的 除 氧 有条件 利用 蒸 汽 的 应 尽量 采 用 热 力 除 氧 没 有 条 件 利 用 蒸 汽 的可 以 采