水质对锅炉的危害

一、水质不好对锅炉的危害

(一) 污染天然水的杂质

污染天然水的杂质除氧、二氧化碳等气体和悬浮物外，还有溶解固形物。溶解固形物最常见的有八种离子：氯离子(Cl--)、硫酸根离子(SO2-4)、重碳酸根离子(HCO--3)、碳酸根离子(CO2-3)、钠离子(Na+)、镁离子(Mg2+)、钙离子(Ca2+)、钾离子(K+)。以上杂质的水溶液，如果直接用于锅炉给水，则对锅炉和蒸汽品质都会直接或间接地造成危害：产生水垢与沉渣;对锅炉腐蚀;恶化蒸汽品质。

(二) 天然水中杂质对锅炉水质的影响

1. 钙、镁：天然水中的钙、镁均以不同化合物的形式存在。水中所含钙、镁盐类的多少，决定水的硬度及水垢性质。钙、镁含量越大，水的硬度越高，也就越不适宜作锅炉给水。(风险世界网 专业研究安全风险管理,安全员的门户网站!)

2. 氯离子：氯离子的含量决定于水中所含氯化物的多少。天然水中氯化物的来源，主要是水流经地层中含有氯盐的矿层所致。一般天然水中平均含氯量为15~55mg/L。炉水中含氯量在150~250mg/L或更高时，则不宜作锅炉给水。

3. 硫酸盐：水中硫酸盐主要来源于矿物地层及有机质，含水硫酸钙为水中硫酸盐的主要成分。天然水中平均含硫酸盐30~75mg/L。锅炉给水及炉水中含硫酸盐较高时，在受热面上易产生石膏质水垢。

4. 亚硝酸盐：天然水中存在亚硝酸盐，表明水的矿化过程尚在初期阶段，或经常进入有机质。

5. 硝酸盐：天然水中的硝酸盐一般来自矿物质与有机物，它是一切含氮物质氧化后的最后产物。在洁净的天然水中，硝酸盐与亚硝酸盐通常含量极少，甚至没有。遭到严重污染的工业用水，作锅给水时，能在锅炉中放出大量的氨，使黄铜阀件遭受腐蚀。

6. 氨：主要来源于水中有机物质，当河水中含氮物质反质分解时，会产生氨。氨除对黄铜件造成严重腐蚀外，还易引起炉水起泡，甚至产生汽水共腾现象。

7. 硫化氢：水中如含有0.5mg/L硫化氢就能被察觉，如果硫化氢达1mg/L时，就会有显著的臭鸡蛋味。用含有硫化氢的水作锅炉给水，会引起金属的严重腐蚀。

8. 氧：天然水中，大多都溶解有氧。氧存在于水中，对于钢、铁、铜等金属，都具有不同的侵蚀作用。pH值较低的水，能促进溶解氧的侵蚀作用;pH值较高的水，可使这种作用减弱。当水温升高，但不足以使溶解氧从水中析出时，侵蚀作用的速度会加快，所以在热水管和凝结水管中，氧腐蚀更为严重。经验得知，此温度约在60~90℃之间。溶解氧的腐蚀，只有在水溶解中才能发生。溶解氧的腐蚀，是锅炉金属表面腐蚀的主要和常见的原因。

9. 二氧化碳：也称碳酸气，大多数天然水中都含有。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侵蚀金属的催化剂。所以含有溶解氧的水，如果它的二氧化碳含量与碱度之比越大，则对金属侵蚀性越大。

10. 二氧化硅：在所有天然水中，二氧化硅的含量差异较大，江河中二氧化硅在一年中变化也很大。二氧化硅在锅炉内形成的水垢是非常坚硬的，且呈透明或半透明状态，类似玻璃。用机械方法清除这种水垢，要比清洗一般碳酸盐水垢多几倍工时，这种水垢的导热性能极差。当水垢产生后，会使受热面降低传热作用，以致造成受热面过热烧坏。

11. 铁：天然水中含铁量小于0.1mg/L时，并无影响，但当含量超过0.3mg/L时，水就会有味、混浊。地下水含有铁时，会出现红色氢氧化铁沉淀。含有重碳酸铁的侵蚀性水，对水管也会产生腐蚀。

由此可知，天然水的质量，决定于杂质的类别和含量，含杂质越多的水，其质量越差。水中杂质对锅炉和蒸汽的影响见表1。

表1 水中杂质对锅炉和蒸汽的影响

注：+表示要发生，-表示不会发生。

(三) 水的硬度与碱度

1. 硬度：水中含有水垢生成物的含量，即含有钙、镁化合物的数量多少，称为水的硬度。水的硬度分为总硬度、碳酸盐硬度(暂时硬度)、非碳酸盐硬度，(永久硬度)等。

总硬度等于碳酸盐硬度与非碳酸盐硬度之和。碳酸盐硬度，主要指水中含有重碳酸盐〔Ca(HCO3)2及Mg(HCO3)2〕的量，这些碳酸盐遇热分解为碳酸钙沉淀及松软无定形的氢氧化镁，反应式如下：

略

非碳酸盐硬度，主要指溶于水中的氯化镁、氯化钙、硫酸镁、硫酸钙、硅酸镁、硅酸钙等，它们遇热后，即使水温达到沸点，也不能生成沉淀。

总硬度又等于钙硬度与镁硬度之和。

硬度的单位很多，常用的毫克当量/升，即在1升水中，含有钙、镁盐类的总量相当于28mg氧化钙时，称为1毫克当量/升。

硬度大的水，易产生水垢，不宜作锅炉用水，必须经过软化后才可使用。

2. 碱度：水中氢氧根(OH-)、碳酸根(CO32-)及重碳酸根(HCO3-)的总含量，称为水的总碱度。因此，总碱度也可分为氢氧根碱度、碳酸根碱度和重碳酸根碱度。

碱度的单位与硬度相同，1毫克当量/升碱度，相当于每升水中含氢氧化钠(NaOH)40mg，或相当于每升水中含重碳酸钠(NaHCO3)84.02mg，或相当于每升水中含碳酸钠(Na2CO3)53mg。

二、锅炉用水的分类

锅炉用水可分为原水、给水、补给水、炉水、冷却水和排污水等几类。

1. 原水：由自备水源(地面水或地下水)或城市供水管网取来，然后经适当处理，或直接应用的水称为原水，也称为生水。

2. 给水：原水经过水质处理，并满足锅炉水质要求的水为给水。

3. 补给水：锅炉在运行和蒸汽输送过程中，由于排污和管道损失，将消耗部分凝结水和炉水。补充凝结水和炉水的水称为补给水。

4. 炉水：锅炉中正在蒸发的水称为炉水。

5. 冷却水：用来冷却锅炉某些部位的水称为冷却水。

6. 排污水：借助排污的方法，使炉水水质指标符合标准，此排出的水为排污水。

除以上锅炉用水的分类外，在水质处理过程中，还有一级水、二级水、软化水和除盐水等。

三、锅炉水质标准的选择

(一) 锅炉水质标准

根据锅炉结构和特点和运行参数的要求，确定合理的锅炉给水和炉水水质标准，它是防止锅炉结垢、腐蚀，保证蒸汽品质的主要措施，对保证锅炉安全经济运行有着重要的意义。原第一机械工业部和国家劳动总局颁布的《低压锅炉水质标准》见表2、表3、表4。

表2 立式水管火管锅炉水质标准

注：①如果测定溶解固形物困难时，可间接以氯化物来控制，但它们之间的关系可由试验

确定，并定期复试、修正。

②兰天复锅炉的炉水溶解固形物可<10000mg/L。

③相对碱度≥0.2时，应采取防止苛性脆化的措施。

④当硬度指标超过此值时，使用锅炉的单位在报上级主管部门批准和当地劳动部门同意后，可以适当放宽。

表3 水管和水火管组合锅炉水质标准

注：①当锅炉蒸发量≤2吨/时采用炉内加药处理时，给水和炉水应符合表2规定，但炉水