锅炉水质化验与结垢

锅炉水质化验与结垢 摘 要:不同水质的锅炉给水，进入锅炉在受热、加压的情况下会发生不同的物理和化学变化，形成的锅水的水质指标也各有特点。我们可以从日常锅炉水质化验中，通过控制锅炉给水和锅水的水质指标，达到锅炉的防垢效果( 关键词:水质分析 碱度阻值 结 垢 1、前言 锅炉在运行中是否会结生水垢是使部分锅炉管理人员感到困惑的问题，有的只好等到锅炉运行半年(或一年)后打开锅炉才能得知锅内是否结垢，但有的已为时太晚。锅炉因结垢而爆管的事故时有发生，这些事故不仅影响了企业的安全生产，又给企业造成了重大经济损失。如何能够有效地预防锅炉结垢呢,本文从理论上分析了锅炉结垢的形成条件，提出可以通过加强日常锅炉水处理和水质化验工作，控制锅水的水质指标，预防锅炉结垢。 2、锅炉水质分析 锅炉给水，按水质不同，可以分为软水、负硬度水和硬水三种类型。这三种不同水质的给水进入锅炉后，在加热、受压的情况下会发生不同的物理和化学变化，因而形成的锅水的水质也就不尽相同。锅水碱度和PH值是控制锅炉结垢和腐蚀的两个重要指标。我们可以通过对锅水的碱度和PH值进行化验分析，就可以初步判断锅炉的水处理工作是否正常，锅炉会不会结垢。下面，分别对三种不同水质的锅炉给水进入锅炉后，将发生的水质变化进行简要分析。 2.1、软水进入锅炉的水质特征 1 ，，，22在我们日常用水中含有Ca和Mg，锅炉用水经过Na离子交 ，，，22换剂处理后，水中的Ca和Mg，被置换成当量的Na，变成了“软水”。软水在锅炉内受热和受压后会发生以下的化学变化: ——2 2HC0 , CO+CO +HO 3322 —,2 CO +HO , 2OH，CO 322 从以上变化，我们可以看出: —I、随着CO的逸出，OH的相对增加，锅水的PH值很快上升，2 一般由7左右上升到11~12之间; —?、经过Na+交换剂软化处理后，水中的碱度(HC0 )并未发3生变化，给水进入锅炉内通过上述反应后，并伴随着锅水的浓缩，锅水的碱度必然上升。 通过以上分析，结论是:软水进入锅炉后，锅水的水质特征是高PH值、高碱度。 2.2、硬水进入锅炉的水质特征 ，，，22锅炉给水如未经软化处理，水中阳离子主要有Ca、Mg、Na —,——22等，阴离子主要有HC0、Cl、S0、SiO等。这些“硬水”在423 锅炉内加热、受压和浓缩的作用下，水中一些含量较高的离子首先达到某些盐类的溶度积和过饱和状态而生成沉淀，如: ，—2 Ca+2 HC0,CaCO + CO ，HO 3322 ——2 2 HC0,HO十CO ，CO 3223 ，—22 Mg+ CO，HO,Mg(OH) ，CO 3222 ——2 上述反应生成的CaCO和Mg(OH)沉淀中的CO、OH是锅323 2 水碱度的主要成份，随着沉淀的生成，锅水的碱度就会随之降低;同 —，2时，由于OH与Mg生成了Mg(OH)沉淀，因此，锅水的PH值也2 不会太高。 通过上述分析可知:硬水进入锅炉后，锅水的水质特征是低PH值、低碱度。 2.3、负硬度水进入锅炉的水质特征 ，，22这类水因为含有少量的Ca、Mg，进入锅炉后，首先反应生 ，，22成CaCO和Mg(OH)沉淀，从而带走部分碱度。当Ca和Mg全部32 —生成沉淀后，由于锅水中仍有多余的碱度(HC0)，因而也会水解产3 —生少量的OH。一般来说，负硬度水进入锅炉后，锅水的PH值尚可保持在10~11之间。 3、给水碱度限值 3.1、按相对碱度计算软水允许碱度 《低压锅炉水质标准》GB1576—85中规定: 游离NaOH 锅水相对碱度A, ,0.2，估算公式为: 溶解固形物 Ac?40a ,0.2 C+C12 式中Ac——补充软水碱度(毫克当量/升); 40——NaOH的当量(毫克当量/升); a——补充软水碱度NaCO转化为NaOH的分率(小数计)，23 该值与汽泡压力的关系如下表; C——补充软水的蒸发残渣(毫克,升)，由原水水质计算后得出; 1 C——加入锅中的NaPO量，规定为10~30毫克,升，低压锅234 3 炉一般不加。当压力为1.6Mpa以下的非汽轮机用蒸汽炉也可不加，此时C,0; 2 0.2——相对碱度的上限值(小数计)。 1.0 1.3 1.5 2.0 2.5 汽包压力(Mpa) a 0.4 0.5 0.6 0.74 0.83 当C,0，A,0.2时，上式即为: 2 Ac?40a ,0.2 C 式中C——补充软水的蒸发残渣(毫克,升)。 3.2、按锅炉排污率估算软水碱度 如果按锅炉排污率?10%估算，软水的碱度计算公式为: Ac ?10% Amax,Ac 式中Ac——补充软水的剩余碱度(毫克当量/升); Amax——锅水的最大允许碱度(毫克当量/升)，低压工业锅炉Amax,22毫克当量/升; 10%——工业锅炉最大允许排污率。 I、当Amax,22毫克当量/升时，可由上式计算得出: Ac?2毫克当量/升; II、从生产脱碱软水安全角度出发(防止锅水PH值太低)，—般要求软水碱度?0.5毫克当量,升。 因此，软水碱度的控制范围以0.5,2毫克当量,升为宜。 4、锅水碱度限值 锅水碱度限值是控制锅炉结垢和腐蚀的一个重要指标，众所周 4 知，锅水碱度太高或太低都不能达到防垢和防腐的目的。部分用炉单位片面控制过低的锅水碱度，增加或加大锅炉排污量，这样既不利于锅炉的防垢和防腐，又增大了锅炉排污的热量和水量损失。鉴于上述情况，规定锅水碱度的上下限值，应由各锅炉经热化学试验，从防垢、防腐和节能等方面效果为依据来确定。根据有关试验结果表明:将锅水碱度上下限值适当提高，不但不会引起锅炉腐蚀，反而能有效地防止腐蚀，从而提高锅炉运行的经济和安全性。有关实验证明，把锅水碱度控制在9,12毫克当量,升，PH值控制在11,12之间是合适的，具有明显的防腐防垢效果。 5、结束语 (1)通过以上分析可知，软水处理正常的锅炉锅水的碱度和PH值均较高;硬水进入锅炉就会出现锅水低碱度和低PH值的水质特征。 (2)把锅水碱度控制在一定范围内，可有效防止锅炉结垢。根据有关资料和经验，如果锅水碱度长期低于8毫克当量,升，PH值长期低于10时，沉淀将会粘附在锅炉内水测的受热面上，形成水垢;把锅水碱度控制在9,12毫克当量,升，PH值控制在11,12之间，能有效地防止锅炉结垢和腐蚀。 锅炉产生水垢，是日积月累慢慢形成的。—方面，我们可以通过加强日常的锅炉给水处理工作，严格控制锅炉进水水质，把锅水碱度指标稳定地控制在一定水平，就能够有效地防止锅炉结垢;另一方面，可以通过加强日常的锅水化验工作，把分析结果做好台帐记录，根据记录的化验指标，就能够基本判断出锅内的结垢状况。 5