锅炉水质监测指标的意义及危害

锅炉水质监测指标的意义及危害摘要：在我们锅炉的日常化验工作中，有好多指标需要监测，这些指标直接关系着锅炉的经济运行于稳定生产。

每项化验指标都有它的意义，同时，要是超标的话，会带来很多危害。

关键词：监测指标；结垢；腐蚀
一、我们化验室日常监测的指标及意义有如下几项：
（1）悬浮物指经过过滤后分离出来的不溶于水的固体混合物的含量。

悬浮物含量越高，水就越浑浊。

对于小型工业锅炉，如采用澄清的自来水做水源，运行中可不监测悬浮物含量。

（2）总硬度通常是指水中钙离子、镁离子的总含量，是防止锅炉结垢的一项很重要的指标。

对锅炉来说，水中的硬度越小越有利于防止结垢。

（3）总碱度指水中能接受氢离子的一类物质的含量。

由于碱度物质能与硬度物质反应，生成疏松的水渣，可随排污除去。

为了防止锅炉结垢，工业锅炉的锅水必须保持一定的碱度。

但锅水碱度太高，易影响蒸汽品质，有时还会引起碱度腐蚀，因此锅水碱度应维持在一定的范围内。

（4）ph值即氢离子浓度的负对数，是表示溶液酸碱度的一项指标。

ph值的范围为0~14，ph=7时为中性，ph＜7时为酸性，ph ＞7时为碱性。

通常要求锅炉水质到达一定的碱性，有利于防止腐蚀和结垢。

（5）溶解度指溶解在水中的氧气含量。

水中的溶解氧易造成
锅炉设备和给水管道的腐蚀，所以应尽量去除。

（6）蒸发残渣溶解固形物、电导率、氯离子和溶解固形物称为蒸发残渣，可近似地表示水中的总含盐量。

锅水溶解固形物含量的变化可直接反映出锅水的浓缩程度，当其含量过高时，易造成蒸汽大量带水，恶化蒸汽品质，严重时还会发生汽水共腾，因此需通过合理的排污来控制其含量。

由于溶解固形物的测定较为繁杂且费时，一般锅炉运行中常用测定方法简便的电导率或氯离子来代替，但它们之间的比值关系需经测试确定，并定期校正。

（7）s3o2-(亚硫酸根) 该项指标是为采用加亚硫酸钠来除氧的锅炉而设的，不加亚硫酸钠的锅水无亚硫酸根。

（8）p4o3-(磷酸根) 磷酸根可消除残余硬度，防止结垢，并可在金属表面形成磷酸铁保护膜，减缓腐蚀，所以锅内常加入磷酸盐水处理剂。

监测磷酸根可更好地控制磷酸盐的加入量。

（9）相对碱度指锅水中游离氢氧化钠的量与溶解固形物的量之比值。

是为防止锅炉胀接或铆接部位产生苛性脆化而定的一项指标。

对于全焊接锅炉，一般不会发生苛性脆化，所以可不控制该项指标。

（10）含油量天然水一般不含油，所以平时可不做监测，但当水源水受油污染时，应监测含油量，以确定是否可做锅炉给水。

（11）含铁量指水中所含有的总铁离子含量。

这是2001年水质标准修订时，针对燃油燃气锅炉的给水新增的控制标准。

这主要是由于通常燃油燃气锅炉受热面的热负荷较高，如给水含铁量较
高，易造成锅炉结生氧化铁垢，并会引起沉积物下的腐蚀。

（12）二氧化硅监测锅炉给水和蒸汽的二氧化硅含量。

给水二氧化硅不合格，会使汽包出来的饱和蒸汽携带的硅盐增加，在以后的受热面中沉积，影响受热面换热效率，易造成过热器、再热器过热爆管；进入汽轮机后，随着温度压力的降低，蒸汽携带的硅析出，在汽轮机叶片和喷嘴等流通面上形成难以清除的硅酸盐沉积，石头一样，降低汽轮机内效率。

（13）二氧化碳也称碳酸气，大多数自然水中都含有。

二氧化碳来源于大气中的二氧化碳和水中的有机物质的分解物。

水中二氧化碳较高时呈酸性，对金属有较强烈的腐蚀。

特别是当水中溶解氧含量较大时，二氧化碳成为溶解氧加速腐蚀金属的催化剂。

所以含有溶解氧的水，假如它的二氧化碳含量与碱度之比越大，则对于金属腐蚀性越大。

二、水质指标超标引起的危害
（1）结垢水在锅炉内受热后沸腾蒸发，为水中的杂质提供了化学反应和不断浓缩的条件，当这些杂质在炉水中达到饱和时，便有固体物质析出。

如果悬浮在水中，称为水渣；如果牢固的附着在受热面上，称为水垢。

水渣可以通过排污的方式除去，但水垢很难除去，会带来以下危害：
①锅炉结成水垢后，受热面的传热性能变差，燃料燃烧时所放出的热量不能迅速的传递给炉水，因而大量热量被烟气带走，造成排烟温度升高，增加排烟热损失，使锅炉热效率降低。

在这种情况
下，要想保住锅炉定额参数，就必须更多地向炉膛加燃料，并加大鼓风和引风来强化燃料燃烧，其结果是使大量未完全燃烧的物质排出烟囱，无形中增加了燃料消耗。

锅炉中水垢结生得越厚，热效率就越低，燃料消耗就越大。

实验数据表明，当结生水垢达1.5毫米时，就要多消耗6％的燃料；为5毫米时，燃料消耗就要达到15％；为8毫米时燃料消耗量则增至34％。

就我国目前40多万台锅炉来看，如果一部分锅炉结有不同程度的水垢的话，所浪费的燃料也是十分惊人的。

②锅炉结垢会引起金属过热，强度过低，危及安全。

锅炉受热面使用的钢材，一般为碳素钢，在使用过程中，允许金属壁温在450℃以下。

锅炉在正常运行时，金属壁温一般为280℃以下。

当锅炉受热面无水垢时，金属受热后能很快将热量传递给水，这时两者的温差约为30℃。

但如果受热面结生水垢，其两者的温差就大了。

如：当工作压力为1.25mpa的锅炉受热面结有1毫米厚的水垢时（混合水垢），金属壁与炉水温差会达到200℃左右。

当水垢是3毫米时，金属壁温度将上升到580℃，远远超过了钢材的允许温度。

这时钢材的抗拉强度就会降低，锅炉受压元件就会在内压作用下发生过热鼓疱、变形、泄漏、甚至爆炸。

实测数据表明，金属壁温是随着水垢厚度增加而增加的，水垢越厚，金属壁温就越高，因而事故发生的机率就越大。

③当炉管内壁结生水垢后，破坏水循环。

锅炉水循环有自然水循环和强迫水循环两种形式。

自然水循环是靠上升管下降管的汽水
比重不同产生的压力差而进行的水循环。

强迫水循环是依靠水泵的机械动力的作用而迫使循环的。

无论是那一种形式的水循环，都是经过设计计算的，也就是说保证有足够的流通截面积。

当炉管内壁结生水垢后，使得管内流通面积减少，流动阻力增大，破坏了正常的水循环，使得向火面的金属壁温升高。

当管路被水垢堵死后，水循环完全停止，金属壁温则更高，长期下去就会发生爆管事故。

④增加检验量，浪费大量资金。

锅炉一旦结垢，就必须清除，这样才能保证锅炉安全经济运行。

水垢结生的越厚，消耗的药剂就越多，投入的资金就越多。

如：1t／h型锅炉若平均结垢3毫米，除一次垢就需要药剂0.5吨。

按照锅炉吨位的不同，吨位增加，所需药剂就增加三分之一，资金也相应增加。

一般锅筒内结垢消除略方便，若管内结垢消除就相当困难，不仅如此，若发生爆管事故，换上一节新管时，焊接很不方便。

锅筒鼓疱挖补时要求高，时间长，施工更为困难。

一次大的鼓疱挖补修复，就要耗费资金1至2万元左右。

总之无论是化学除垢还是购买材料修理，都要花费大量的人力、物力和财力。

⑤缩短锅炉的使用寿命。

一般锅炉的使用寿命在正常使用条件下，能够连续运行20年左右。

但现在大部分使用单位的锅炉没有达到这一寿命，其原因有多个方面，其中之一就是水垢的影响。

锅筒发生鼓疱，挖补修复后，应该对其适当的降压使用，以确保安全，这样一来，对于要求蒸汽压力高的单位来说，就不得不更换新的锅炉。

有些单位也会因蒸汽压力过低而影响产品质量，直接影响经济
效益。

有些锅炉因鼓疱面积过大且变形严重不得不作报废处理；有的虽然可以修复，但因修理费用过高，无价值，也不得不报废。

当酸洗方法不当或酸洗频繁，也会影响锅炉的使用寿命。

另外，因为水垢中含有卤素的离子，在高温下对铁有腐蚀作用，会使金属内壁变脆，并不断地向金属壁的深处发展，造成金属的腐蚀，缩短锅炉的使用寿命。

搞好锅炉水质处理工作，直接关系到锅炉安全经济运行和使用寿命，据有关资料介绍，全国目前有近40万台锅炉，在每年的事故统计中，因水质不良、水垢严重引起的事故超过20％。

由于水垢的原因，每年要浪费燃料达千万吨，并造成了几亿元的经济损失。

（2）腐蚀水质不良会给锅炉带来金属腐蚀，水质长期超标，它的危害主要表现在以下几方面：
①金属构件破损。

锅炉的省煤器、水冷壁、对流管束及管筒等构件都会因水质不良而引起腐蚀，会使这些金属构件变薄、凹陷甚至穿孔。

更为严重的腐蚀，会使金属内部结构遭到破坏。

②增加炉水的结垢成分。

金属腐蚀产物被炉水带到受热面上后，容易与其它杂质结成水垢。

③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，而铁的腐蚀产物又容易重新结成水垢，形成恶性循环，导致锅炉构件的损坏。

（3）锅水起沫在锅筒的水气界面上，蒸汽和水不能迅速进行分离，在锅水沸腾蒸发中，液面就会产生泡沫，泡沫薄膜破裂后分
离出很多水滴，这些含盐量很高的水滴，不断被蒸汽带走，严重时，蒸汽同泡沫一起进入蒸汽系统，这种现象称为汽水共腾。

会使蒸汽严重受到污染，蒸汽设备积盐，造成液面分辨不清等危害。

三、总结
通过以上分析，可见锅炉水质监测非常重要，我们每个化验员要认真分析每一项指标，确保化验数据准确、及时，切实做到为锅炉的安全、稳定、经济运行起到保驾护航应有的作用。

参考资料
[1]《电厂化学设备运行》
[2]《低压锅炉水处理技术》。