浅谈锅炉给水硬度的控制_陈薇

文章编号:1004-8774(2007)04-28

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第一作者:陈薇(1979-),2002年7月毕业于上海师范大学机械工程专业,现从事锅炉等特种设备的检验监察工作。

浅谈锅炉给水硬度的控制

收稿日期:2007-05-28

陈 薇1

,陈长荣

2

(1.上海市奉贤区质量技术监督局,上海201400;

2.上海市奉贤区特种设备监督检验所,上海201400)

The Control of t he Hardness

of Boiler Suppl yW ater

CHEN W ei 1

,CHEN Chang -rong

2

(1.Shanghai Fengx ian Bureau o fQuality and Techn ica l Super v isi o n ,Shanghai 201400,

China ;2.Shanghai Fengx ian Instituti o n of Sepcia lEqu i p m en t Superv ision and

Inspection ,Shangha i201400,Ch i n a)

摘 要:对锅炉给水硬度超标的不同情况进行分析,阐述了控制给水硬度应采取的措施。关键词:低压锅炉;给水;硬度

中图分类号:TK227 文献标识码:B

0 前言

锅炉水处理的主要目的是防腐、防垢,而给水硬

度是锅炉水处理中防止结垢的一个重要指标,所以对给水硬度的控制显得非常重要。一般工业锅炉采用锅外钠离子交换法或锅内加药处理,当交换器运行正常或加药得当时,只要根据水质分析的结果来控制,则给水硬度是可以控制在GB 1576)2001《工业锅炉水质》标准范围内,这样锅炉就不易结水垢。但是,在日常锅炉运行中常会遇到给水硬度长期偏高的现象。如不及时查明原因,采取相应措施加以解决,则将严重威胁锅炉的安全运行。下面就对造成给水硬度偏高的原因加以分析。

1 锅外化学水处理给水硬度超标原因及对策

(1)未能根据原水水质合理选择交换系统采用锅外化学水处理(一般采用单级钠离子交换器),就是通过离子交换方法,使离子交换树脂上

的阳离子与水中的Ca 2+、M g 2+

发生离子交换反应,离子交换树脂失效时用盐再生,从而限制给水硬度[0.03mm o l/L 。常用的离子交换树脂是强酸性阳

树脂,如强酸苯乙烯型树脂001@7,再生用盐为NaC l 溶液。

运行时离子交换反应式为:Ca

2+M g

2+

+2N a R=R2

C a

M g +2N a

+

在反应过程中,当Ca 、Mg 2+

被交换时,水中的含钠量增加,经过交换器后,由于等当量地变为Na HC O 3,因此碱度不变。

此系统适用于原水硬度较小且碱度及含盐量不高的场合。对于原水硬度较大的水(取自河道水或者有些地区水质条件不好,原水的硬度高达8~9mm o l/L),则采用两级或多级钠离子交换法,否则势必使运行周期变短,出水水质恶化。对于碱度较高的水质,采用弱酸氢-钠等串联系统进行除碱,其中弱酸阳离子交换器内装填弱酸阳离子交换树脂如D111,当原水经过弱酸氢离子交换器后,水中的碳酸盐硬度大部分转化为二氧化碳,可以用除碳器除掉。反应式如下:

2HR +Ca(H CO 3)2→C a R 2+2CO 2↑+2H 2O 2HR +M g(H CO 3)2→M g R 2+2CO 2↑+2H 2O 反应生成的CO 2气体经除碳器除掉。

因此,根据原水水质来合理地选择交换系统,是保证给水品质的重要前提。

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工 业 锅 炉 2007年第4期(总第104期)

(2)给水系统管路安装不当引起出水质量低劣

目前,随着燃油、气锅炉不断增加,全自动水处理设备在实际中的应用日益普遍。但有些安装单位对此不熟悉,未按规范安装。

①没有给全自动水处理器的出水安装电磁阀,以使其自动开启和关闭。这样,再生时硬水将从控制器内部的旁路出水,如果再生水箱水位不满,浮球顶不住,硬水就会进入给水箱,造成给水箱水质不合格。

②安装出口验水阀和出水控制阀的位置颠倒。如果出口验水阀安装在控制阀之后,在调试化验时,必须先打开控制阀,就会导致未经检测合格的水流入水箱,造成水箱内水质硬度超标。

③有些单位将蒸汽回水循环利用,以节约资源,但在安装时直接将回水管路接至水箱。但有时在循环过程中,回水受到污染,未经进一步处理直接进水箱,造成水箱水质不合格。

(3)操作管理不当引起给水硬度的超标

①逆流再生交换器相对顺流再生而言,具有出水质量好,周期制水量大,再生剂利用率高,耗盐量少等优点,这类设备目前仍然使用较多。逆流再生最关键的是在进再生液时,应严格控制其流速。如不加以控制则导致树脂如同反洗一样翻动,破坏了树脂静止时的稳定性结合状态,不能形成一个稳定的树脂中的C a2+、M g2+与再生液中Na+的交换体系,也就不能保证出水质量。这样,不仅不能节约用盐量,反而盐耗增高,且出水硬度增大。

②一般在逆流再生操作步骤中,在再生步骤后有逆向置换这一过程,即用清水以与再生液相同的速度和流向对树脂清洗,将其中残余的再生剂充分置换出来。这其中的清水应用软水,而许多锅炉房并不具备条件,而以硬度很高的原水进行置换,使原来树脂层底部再生最充分的那部分树脂由于首先接触硬水而失效,造成制水量小或出水硬度根本无法达标和不良后果。如果现场不具备以软水冲洗的条件,则应当省去逆向置换这一步骤,而直接以原水对树脂层进行正洗,以保证出水质量。

③水处理人员由于对操作过程生疏,在进行再生液时忘记关掉交换器至软水箱之间的控制阀门,造成大量再生液进入软水箱。

④交换器再生过程中进行交接班,由于交班者未向接班者交待,接班者误操作把应排掉的大量再生液和过剩的再生液等直接送入软水箱。

⑤在使用全自动交换器时,操作人员没有正确设置用盐量。加盐不可太多也不可太少,加盐太多易引起结块,形成盐桥无法吸盐水,加盐不足会造成再生不彻底,从而影响出水的品质。

⑥操作人员不是定人、定时、定量地做好每班化验工作,而是凭感觉,每隔一段时间象征性地做一下再生工作,也不化验给水硬度是否在《工业锅炉水质》标准范围内,这样给水硬度长期超标,严重危害锅炉的安全。

⑦自动钠离子交换器运行周期(流量或时间)的设定应该根据实际情况进行修正,防止因为水质、再生条件、树脂质量等因素的变化导致设定运行周期内水质硬度超标。

(4)离子交换器树脂的问题

①树脂严重流失,如不及时修复排水装置,添加树脂,将造成树脂层高度不足,甚至于交换器几乎成一空筒,这样虽一再增加再生剂用量,也无再生效果,出水如同原水,造成锅炉结垢严重。

②树脂质量低劣或污染严重,不及时更换或进行复苏,致使出水质量不合格。

2锅内加药处理硬度过高的控制

采用锅内加药处理时,给水硬度控制在[4 mm o l/L范围内,药剂用量计算要正确。药剂配方通常采用纯碱法(Na2CO3)、/三钠一胶0法(碳酸钠、氢氧化钠、磷酸三钠和栲胶)、有机聚磷酸盐等方法,用量要根据原水的硬度、碱度和锅水维持的碱度或药剂浓度及锅炉排污率大小等来确定。无机药剂可按化学反应物质的量进行计算;而有机药剂(如栲胶、磷酸盐等水质稳定剂)则大多按实验数据或经验用量进行加药。

为了使药性充分发挥作用,最好采用自动连续加药,让加药均匀,不要在锅炉排污前加药。应严格执行排污制度,坚持每个班都排污,否则由于排污不当,锅内沉积水渣过多,会影响锅炉水循环,在锅炉受热面上生成二次水垢。

在实际的运行中,要根据水质分析的结果,灵活变通。给水硬度过高时,将形成大量水渣,加快传热面结垢速度。在锅水碱度低时要加大投药量,在锅水碱度高时要增大排污量和次数,将碱度控制在标准范围内。

3结论

综上所述,给水硬度超标,多与交换器系统的配置、运行不正常、操作不当、安装未按规范有关。不论交换器由何种原因引起的不正常运行,使出水硬

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