锅炉水质处理培训资料

锅炉水质处理

锅炉水质处理

一、锅炉用水基本知识：

（一）天然水的种类

天然水主要有三种：雨水、地表水、地下水

1、雨水：在降雨过程中吸收氧、氮、二氧化碳、尘埃等。雨水由于是水蒸汽凝结而成，故含盐量低，但雨水收集困难，不宜作锅炉用水。

2、地表水：江、河、湖、海洋中的水。地表水的来源，主要是雨水、雪水、泉水、地表水含有大量泥沙、腐殖质、矿物盐等，地表水可做锅炉用水。

3、地下水：地表水渗入地下的水。地下水含泥沙等杂质很少，水清澈，透明度高，但地下水穿过地下岩石时，溶解了大量的矿物盐，水的硬度高，锅炉用水主要是地下水。

（二）天然水中的杂质及危害

天然水中的杂质主要分三类：悬浮物、胶体物、溶解物。

1、悬浮物

（1）组成：极细的泥沙、动植物尸体腐烂物等杂质，这些杂质悬浮在水中，使水变混浊，存放后大部分悬浮物可沉降在水底。

（2）危害：易在水处理交换器内沉淀，污染离子交换树脂。在锅炉中易沉积在锅内底部形成沉积物，影响锅炉的传热、增加排污量，严重时可破坏水循环，造成锅炉烧坏事故。

2、胶体物

（1）组成：硅、铁、铝等矿物质，动植物的腐植物等。胶体物颗粒极小，在水中长期悬浮不沉淀。只有用化学方法处理才能出去。

（2）危害：可结成坚硬的水垢，不易清除，使锅水品质变坏，易发生汽水共腾。

3、溶解物：

（1）组成：钙、镁、钾、钠等矿物盐类。从土壤和岩石中溶解而来。

（2）危害：在锅炉中遇热后在金属表面结成水垢，影响传热、降低锅炉热效率，严重时破坏水循环，造成锅炉鼓包变形裂纹等烧坏事故。

（三）锅炉用水的分类

1、原水：未经处理的地表水、地下水。

2、给水：经过水处理后供锅炉使用的软水。

3、回水：蒸汽做功后形成的凝结水和热水换热后的低温水回收利用的水。

4、软化水：经水质处理，使水的硬度达到一定标准的水。

5、锅水：锅炉内的水。

二、锅炉用水水质指标

（一）悬浮物

（二）含盐量：水中阴粒子（OH-、CO2-3等）和阳粒子（如Ca、Mg等金属粒子）的总合。

（三）溶解固形物：经过滤后仍留在水中的各种无机盐、有机物等。

（四）电导率：水的导电能力，反映水的纯净度，水的纯净度越高，电导率越小，水的纯净度越低，电导率越高。

（五）硬度

1、碳酸盐硬度（暂时硬度）：水中碳酸氢钙与碳酸氢镁的含量，碳酸盐类经过加热后可沉淀形成沉渣，又叫暂时硬度。

2、非碳酸盐硬度（永久硬度）：水中硫酸钙、硫酸镁、氯化钙、氯化镁及硅酸盐等的含量。非碳酸盐硬度加热后不沉淀，必须通过化学水处理才能除去，是形成水垢的主要成份。

（六）碱度：能接受氢离子的物质的含量，锅水中的碱度主要是以OH-和CO2-3的形式存在。

（七）PH值：反映水的酸、碱度的指标，PH=7为中性， P≤7为酸性，数值越小酸度越高，PH≥7为碱性，数值越大碱度越大。

（八）氯离子：水中氯离子越低越好，含量高时会腐蚀锅炉，易引起汽水共腾。

（九）溶解氧：大气中的氧气溶解在水中，可引起金属的氧腐蚀。水中溶解氧含量与温度有关，温度越高溶解氧含量越小。

（十）相对碱度：水中氢氧化钠和溶解固形物的比值，

游离NaOH

相对碱度=

溶解固形物

控制相对碱度指标主要是为防止锅炉的苛性脆化。

三、工业锅炉水质标准

国家标准《工业锅炉水质》（GB1576- ）适用于额定出口压力小于等于2.5MPa的以水为介质的工业锅炉。锅炉水质应符合下表的规定：

工业蒸汽锅炉和汽水两用火应采用锅外化学水处理，承压热水锅炉应采用锅外化学水处理。

热水锅炉水质指标

四、离子交换水处理方法

（一）钠离子交换法：

1、钠离子交换法的原理：

Ca2++2NaR 2N a++CaR2

Mg2++2NaR 2N a++MgR2

式中：Ca—钙离子

Mg—镁离子

NaR—钠离子交换树脂，Na：树脂中含的Na离子，R；树脂母体，不参加反应。

Ca、Mg等阳离子大量存在于水中，使水呈现硬度，水被加热过程中，Ca、Mg离子易吸附在金属表面形成水垢。

Na 离子在水中不呈现硬度，但原水中Na 离子很少。钠离子交换树脂中含有大量Na 离子，用树脂中的Na 离子与原水中的Ca、Mg 离子一对一进行交换，树脂中含的Na离子释放到原水中，原水中的Ca、Mg离子被树脂吸收，这个过程就是钠离子交换水处理，经过处理的水由硬水变成了软水，供锅炉使用，便不再结水垢。

2、钠离子交换树脂的还原（再生）

钠离子交换是一种可逆的化学反应。在水处理过程中，由于Na 离子与Ca、Mg离子不断进行交换，当钠离子交换树脂中含有的Na 离子与原水中的Ca、Mg离子交换完后，树脂中便不再含有Na 离子，而是吸附满了Ca、Mg离子，便失去了继续进行水处理的能力。

为了恢复钠离子交换树脂的水处理的能力，采用一定浓度的NaCl（食盐）水对钠离子交换树脂进行浸泡，食盐是由Cl和Na离子结合而成的，食盐水中含有大量Na离子，当盐水与钠离子交换树脂接触后，树脂中饱含的Ca、Mg离子便会被释放到盐水中，而把盐水中的Na离子吸附到树脂中，当树脂饱含了Na离子后，便又恢复了进行水处理的能力。这个过程叫钠离子交换树脂的还原（再生）。

Ca. MgR +Na NaR+Ca+ Mg

（二）钠离子交换加酸处理法

经过钠离子交换法处理后的软水，硬度大体上已被除去，而碱度基本不变，当软化水中的碱度大于2mmol/L时，由于锅水中的碱度就会超标，就要排污，但这时锅水中的溶解固形物并未超标，浪费了大量的热和水，在高碱软水中加入一定量的酸（常用硫酸），酸碱中和降低碱度，避免过多排污，节约了能源。

（三）部分钠离子交换法：

经钠离子交换法处理后的软水硬度已被大部分除掉，而碱度变化不大，软水呈碱性，当碱度超过标准后，在溶解固形物不超标的情况下也要排污造成浪费，这时可将一部分未经处理的原水（清澈的）直接加入到锅炉中，利用原水中的硬度中和掉过高的碱度，这样可减少排污量，提高锅炉热效率。这种水处理减少了补水和排污，操作简单，值得推广。

（四）钠离子交换水处理系统

1、单级系统用一只钠离子交换器运行。

2、二级系统用二只钠离子交换器串联运行。

3、三级系统用三只钠离子交换器串联

安装时，每种系统都必须加按一只备用交换器，并与其它交换器串联连接。保证每种系统有一只交换器还原备用。

五、固定床离子交换器的运行

（一）固定床顺流再生离子交换器的运行

再生（还原）时的水流方向与工作时的水流方向一致，称为顺流再生。运行共分为反洗、还原、正洗、交换四个阶段。

1、反洗阶段

工作时，原水从钠离子交换器顶部进入，软化水从底部流出。反洗时反洗水从交换器的底部进入，从交换器的顶部流出，与工作时的水流方向相反，称“反洗”。