工业锅炉饱和蒸汽品质恶化的危害及监测和控制方法

摘要：对于不供汽轮机用汽的额定蒸汽压力在3.8MPa以下工业锅炉的蒸汽质量指标和控制范围，GB/T1576-2008《工业锅炉水质》标准没有具体限定。只规定了蒸汽回水的硬度、全铁、油等指标和控制范围。本文讨论了工业锅炉饱和蒸汽质量恶化的原因以及对安全经济运行的危害，提出饱和蒸汽品质的监测指标。以饱和蒸汽湿度控制指标为基础，根据锅炉水质监测结果和运行经验确定了所提出监测项目的控制范围。总结了工业锅炉饱和蒸汽质量的控制方法。

关键词：工业锅炉蒸汽品质汽水共腾饱和蒸汽湿度蒸汽回水

正文：TSG G5002-2008《锅炉水处理监督管理规则》第二章第十一条规定额定蒸发量大于或等于1t/h的蒸汽锅炉，对蒸汽质量有要求时应当设有蒸汽取样冷却装置。GB/T1576-2008《工业锅炉水质》标准中规定对于额定蒸汽压力在3.8MPa以下供汽轮机用汽的锅炉，蒸汽质量应执行GB12145规定的额定蒸汽压力为3.8MPa—5.8 MPa汽包炉标准。对不供汽轮机用汽的额定蒸汽压力在3.8MPa以下工业锅炉，对饱和蒸汽质量指标和控制范围GB/T1576-2008《工业锅炉水质》标准没有具体限定。只规定了蒸汽回水硬度、全铁、油等质量指标和控制范围。这些指标针对回用蒸汽回水的锅炉，以控制给水水质为目的。

2010年度对本地区90多家使用单位150多台3.8MPa以下工业锅炉水处理检验发现只有一家安装了蒸汽取样冷却装置，但没有确定监测方法和

控制措施，取样装置形同虚设。蒸汽品质检测和控制未引起重视。工业锅炉运行期间，使用单位对蒸汽品质有要求时，首先需要明确控制工业锅炉蒸汽质量的重要意义，并根据炉型、水质、生产工艺等具体情况确定锅炉蒸汽采样方法、监测项目和控制方法。

一．工业锅炉饱和蒸汽质量恶化的原因：

1. 水质方面的原因：水处理方法选择不得当，锅炉给水悬浮物、胶体杂质、含盐量、碱度高，浓缩倍率在10倍以下时，锅水溶解固形物、碱度已经严重超标。蒸汽回水回用后进一步增加给水盐类和碱性成分浓度，导致蒸汽带水愈加严重。

2.锅炉及加药水处理操作方面的原因：

1）锅炉排污率控制低于要求范围，锅水浓缩倍率高，锅水盐类等杂质浓度升高，造成蒸汽带水。

2）补水不均衡或超高水位运行。

3）蒸汽阀门开启过快，尤其是在工作压力较高的情况下，锅炉负荷急剧增加，锅水在短时间剧烈蒸发。

4）投加水处理剂未作到定期、定量、均衡投药，投药过程中没有进行化监督，超量投药使锅水含盐量、碱度、有机缓蚀阻垢剂等含量急剧增加，使饱和蒸汽湿度增加。

5）.锅炉汽包内部汽水分离装置存在缺陷或损坏，如汽水分离器或挡板脱落。锅炉汽包内部进水分配管布置不合理。进水管位置过高在补水过程中也可能加重蒸汽带水。

二．工业锅炉饱和蒸汽质量恶化的危害：

由于饱和蒸汽品质恶化引起蒸汽管道及承压设备腐蚀，因汽水共腾产生安全隐患甚至引发事故并不少见。此类事故往往在锅炉满负荷、高压工作状态下发生，其危害尤为严重。主要表现在以下几个方面：

1：蒸汽品质恶化严重影响锅炉安全运行。

蒸汽带水后经蒸汽管道和用汽设备降温、减压形成积水增加流体阻力。产生水击，使蒸汽管道出现振动，破坏蒸汽系统连接处密封，热容量大的高温高压汽水混合物突然泄漏易造成严重事故。

锅水表面的泡沫致使水位计内充有气泡，使水位液面显示不清，不利于锅炉安全运行。

2006年8月，博湖某番茄酱厂的一台SZL10-1.25锅炉蒸汽阀门法兰连接部位密封垫片松动，汽水混合物瞬间布满整个锅炉房，蒸汽泄漏产生巨大响声和强烈震动，检查得知该厂蒸汽管道有3处曾出现反复泄漏，泄漏部位积存较多盐垢。上述锅炉有锅水溶解固形物和碱度超标的记录，化验蒸汽回水发现其电导率、碱度、氯离子含量都比较高。2008年8月，本地某番茄酱厂在生产高峰时段发生一起分汽缸蒸汽阀门超压爆裂，分气缸中的存水和含水率较高的蒸汽突然泄漏造成人员伤亡严重事故。

2：蒸汽品质恶化影响蒸汽回水质量，不利于降低能耗和水耗。

首先控制蒸汽品质是保障蒸汽回水质量的前提，回用合格的蒸汽凝结水可降低给水含盐量、碱度、硬度。蒸汽品质差造成蒸汽回水质量差，回用后引起炉水含盐量、碱度不断升高的恶性循环，操作者不得已排放回水并提高排污率。近年现场监测记录表明这一问题比较常见。

另外根据电解质水溶液的特性，锅水温度一定时锅水含盐量增高使锅

水表面水的饱和蒸汽压降低。一定的工作压力下锅水温度高于相同饱和蒸汽压力下的正常值。为保持压力需提高炉膛温度，必然使排烟温度上升增加燃料消耗。

3：引起蒸汽流通管道、用汽设备产生盐垢，严重时堵塞管道。由于蒸汽对硅酸盐的选择性携带，用汽设备内部可能结生难以清洗的硅酸盐垢。

2010年6月，本地某乳品厂给水碱度为4.92mmol/L，蒸汽品质带水严重，回水碱度高达19.5mmol/l，回用后给水碱度达到15.3mmol/l ，虽然提高了排污率，炉水碱度时常超过100mmol/l。分气缸及用汽设备疏水量大，蒸汽管道由于水击振动，个别连接部位出现泄漏。不锈钢夹层浓缩锅汽测粘结质地坚硬的2mm盐垢，垢样二氧化硅含量较高。

4：高浓度盐类杂质与蒸汽中的二氧化碳共同作用，加速金属电化学腐蚀反应速度，造成蒸汽管道、阀门、用汽设备的腐蚀。

5：蒸汽品质恶化影响物料与蒸汽直接接触的产品质量。饱和蒸汽带水使其杂质含量大幅上升，用蒸汽直接蒸煮或加热物料引入大量盐类杂质，影响产品质量。

因此定期监测工业锅炉饱和蒸汽质量并加以控制不仅是保障蒸汽品质的手段，也是保障锅炉安全运行和节能降耗的重要措施。

三：饱和蒸汽样品的采样方法：

为了从锅炉汽包导管或蒸汽管路取出有代表性的蒸汽试样，需要专门设计、制造、安装特制的取样器（包括取样器、导管、阀门、冷却器、试样容器等），把蒸汽试样经导管、减压、引至冷却器，冷却成凝结水后采集蒸汽试样。取样装置应符合GB/T14416-93《锅炉蒸汽的采样方法》。