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  锅炉清洗|锅炉水处理方案

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锅炉水处理
boiler water treatment



   对进入锅炉之前的水,即锅炉给水中的悬浮物、胶体物、有机物、各种溶解的盐类和气体进行处理,并对锅内水质进行调整,使锅炉给水和锅水的品质符合标准的过程。锅炉水处理的目的是为了防止锅炉水汽系统结垢、积盐和腐蚀。
   锅炉给水品质不良会引起:①在锅炉管子内壁上结水垢;②蒸汽品质恶化,在过热器和汽轮机通流部分生成沉积物;③锅炉和水汽通道内壁发生金属腐蚀。这些后果都直接影响锅炉的传热效果,降低锅炉、汽轮机的效率,严重时甚至会造成锅炉爆管事故。由于水垢的导热能力只有钢铁的几十分之一到几百分之一,有些低压锅炉受热面上积1毫米厚的水垢,燃料耗量就会增加1.5~2.0%。锅炉水处理的任务就是针对锅炉的炉型、 参数和原水品质,按照锅炉水质标准选择合适的处理方法以保证锅炉安全、经济地运行。高参数大容量的电站锅炉对给水品质的要求很高。以一台蒸发量为1000吨/时的直流锅炉为例:每千克给水所含的盐分不超过0.05毫克,即为干净自来水(每千克约含盐0.1~0.7克)所含盐分的万分之一左右,甚至比医用蒸馏水的含盐量还少。即使这样,在一年运行期中还会有几百公斤的盐分进入锅炉。当然,最终留在锅炉中的仅是一部分。许多国家都制订有各类锅炉的给水质量标准。
   简史  早期的小型锅炉直接采用天然水,或仅用一些简单的方法除去水中的悬浮物和大颗粒杂质,这种锅炉常常需要停炉清除水垢。后来,人们采用钠沸石等天然软化剂对给水进行处理,并在锅水内添加某些药品以减缓水垢的生成,延长锅炉的连续运行期。随着锅炉参数不断提高,进入锅炉的水量越来越大,锅炉单位受热面积的吸热量也不断增加,锅炉水汽系统对锅炉水质也提出了更高的要求。为此而采用了蒸发器,用蒸馏水来补充锅炉给水。20世纪30年代,人造离子交换树脂(一种不溶于水的颗粒状高分子化合物)问世,并被用于锅炉给水除盐,取得了良好的效果,这是锅炉水处理技术的一项大进展。此后,除盐装置普遍采用离子交换树脂。从50年代末起,又陆续研究成功多孔型树脂、大孔型树脂和其他种类的新型树脂。各种更为新型的现代除盐设备也相继出现,进一步促进了锅炉水处理技术的发展。
   处理范围  锅炉水处理主要包括补给水(即锅炉的补充水)处理、凝结水(即汽轮机凝结水或工艺流程回收的凝结水)处理、给水除氧、给水加氨和锅内加药处理4部分。
   补给水处理  因蒸汽用途(供热或发电)和凝结水回收程度的不同,锅炉的补给水量也不相同。凝汽式电站锅炉的补给水量一般低于蒸发量的3%,供热锅炉的补给水量可高达100%。补给水处理流程如下:[]
   ①  预处理:当原水为地表水时,预处理的目的是除去水中的悬浮物、胶体物和有机物等。通常是在原水中投加混凝剂(如硫酸铝等),使上述杂质凝聚成大的颗粒,借自重而下沉,然后过滤成清水。当以地下水或城市用水作补给水时,原水的预处理可以省去,只进行过滤。常用的澄清设备有脉冲式、水力加速式和机械搅拌式澄清器;过滤设备有虹吸滤池、无阀滤池和单流式或双流式机械过滤器等。为了进一步清除水中的有机物,还可增设活性炭过滤器。
   ②  软化:采用天然或人造的离子交换剂,将钙、镁硬盐转变成不结硬垢的盐,以防止锅炉管子内壁结成钙镁硬水垢。对含钙镁重碳酸盐且碱度较高的水,也可以采用氢钠离子交换法或在预处理(如加石灰法等)中加以解决。对于部分工业锅炉,这样的处理通常已能满足要求,虽然给水的含盐量并不一定明显降低。
   ③  除盐:随着锅炉参数的不断提高和直流锅炉的出现,甚至要求将锅炉给水中所有的盐分都除尽。这时就必须采用除盐的方法。化学除盐所采用的离子交换剂品种很多,使用最普遍的是阳离子交换树脂和阴离子交换树脂,简称“阳树脂”和“阴树脂”。在离子交换器中,含盐水流经树脂时,盐分中的阳离子和阴离子分别与树脂中的阳离子(H()和阴离子(OH()发生变换后被除去。图[常用的给水化学除盐系统示意图]常用的给水化学除盐系统示意图为常用的给水化学除盐系统示意图。
   当水的碱度较高时,为了减轻阴离子交换器的负担,提高系统运行的经济性,在阳离子交换器之后一般都要求串联脱碳器以除去二氧化碳。含盐量特别高的水,也可采用反渗透或电渗析工艺,先淡化水质,再进入离子交换器进行深度除盐。对高压以上的锅筒锅炉或直流锅炉,还必须除去给水中的微量硅;中、低压锅炉则按含量情况处理。
   凝结水处理  凝结水在循环过程中,会受到汽轮机凝汽器冷却水泄漏和系统腐蚀产物等引起的污染,有时也需要进行处理。其典型的处理流程为[]
   凝结水的处理量与锅炉的参数、炉型(如有无锅筒或分离器)和凝结水的污染情况有关。随着锅炉参数的提高,凝结水的处理量一般逐渐增加。对超临界压力锅炉应全部处理;对超高压及亚临界压力锅炉处理量为25~100%;对有锅筒的高压以下锅炉一般不进行处理。常用的凝结水处理设备有纤维素覆盖过滤器和电磁过滤器等。凝结水在其中除去腐蚀产物(氧化铜和氧化铁等)后,再进入混合床或粉末树脂覆盖过滤器进行深度除盐。
   给水除氧  锅炉给水中的溶解氧会腐蚀热力系统的金属。腐蚀产物在锅炉热负荷较高处结成铜铁垢,使传热恶化,甚至造成爆管或在汽轮机高压缸中沉积,使汽轮机效率降低。因此,经过软化或除盐的补给水和凝结水,在进入锅炉之前一般都要除氧。常用的除氧方式有热力除氧和真空除氧等,有时还辅以化学除氧。所谓热力除氧,就是当给水在除氧器中被加热到沸腾时,气体在水中的溶解度降低,使气体从水中逸出,排入大气。按工作压力来分,应用较多的热力除氧器有0.12兆帕和0.6兆帕的。热力除氧时水必须加热到饱和温度,除氧水的表面积要大(如采用淋水或雾化播散装置),以便逸出的气体能够迅速地排出。真空除氧常在汽轮机凝汽器中进行。化学除氧就是在给水中添加联胺或亚硫酸钠,将水中含氧量进一步减少。
   给水加氨和锅内加药处理  经补给水处理、凝结水处理和给水除氧后的锅炉给水,一般都要求添加氨或有机胺等以提高给水的pH值,防止酸性水对金属部件的腐蚀。对有锅筒的锅炉一般都要进行锅内处理。处理时,在锅筒内投加磷酸三钠或其他化学剂,把水中能形成水垢的盐类杂质变成可以在排污时排掉的泥渣,以防止或减缓水垢的形成。
   趋势  锅炉给水处理的总趋势是:①随着化学工业的迅速发展,越来越广泛地采用化学除盐,以提高锅炉给水品质。②发展各种大容量、高流速和高效率的新型水处理设备,以降低水处理设备的投资和运行费用。③提高水处理设备的自动化程度。
             韩不平 张荣燕
 

[来源:锅炉清洗] [作者:锅炉清洗水处理方案] [日期:08-10-15] [热度:]

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