水質不良對工業鍋爐的危害及防護研究

蘇廣明

摘要：結合多年工作經驗，并參考了大量文獻資料，闡述了工業鍋爐用水的一般水質指標，分析了鍋爐水質不良對工業鍋爐造成的危害，并提出了防護對策。

關鍵詞：水質；不良；工業；鍋爐；危害；防護

中圖分類號：X824文獻標識碼：A文章編號：1672-3198(2009)10-0283-01

1工業鍋爐用水的一般水質指標

(1)全固形物。通常將水中含有懸浮雜質、膠體雜質和溶解物質等雜質的總合稱為全固形物，鍋爐給水如果不經過處理，使含有大量雜質的水進入鍋爐內會造成以

(2)懸浮固形物。水中懸浮物顆粒直徑約在10-4毫米(mm)以上，是水產生混濁現象的主要原因。它在水中存在的形式因顆粒直徑大小和質量的大小不同分為漂浮的、懸浮的和沉淀的三種形式。水中含有的各種形式的懸浮物的總合叫懸浮固形物，其單位是毫克／升，用符號mg／L表示。

(3)溶解固形物。溶解固形物是指溶解于水中的各種鹽類。在105～110℃不揮發性鹽類含量的總和。溶解固形物是判斷水質好壞的一個重要指標。它的值越大，說明水質越差。當水中溶解同形物值過高時，用作鍋爐給水，易造成鍋爐汽、水共騰和鍋爐腐蝕。因此，鍋爐給水的溶解固形物值須控制在一定的范圍內。

(4)pH值。是表示水呈酸堿性強弱的一項指標。鍋爐水則要求pH值控制在10～12之間。這是根據pH值對水中其他雜質的存在形態和各種水質控制過程以及水對金屬的腐蝕程度有密切的關系而確定的一項指標，是最重要的水質指標之一。

(5)總堿度。指單位容積水中氫氧根(OH－)、碳酸根(CO－3)、重碳酸根(HCO-3)及其他一些弱酸鹽類的總含量?？倝A度根據測定時所使用的指示劑不同分為以下兩種堿度。酚酞堿度和甲基橙堿度。

(6)氯化物。氯化物是指水中氯離子的含量，鍋爐水中氯化物含量越少，水質就越好。

(7)總硬度。是指水中含有鈣、鎂離子的總合，按水中陰離子存在的情況，分為以下兩種硬度：碳酸鹽硬度和非碳酸鹽硬度。碳酸鹽硬度和非碳酸鹽硬度之和稱為總硬度。

(8)磷酸鹽。在鍋爐水中加入一定數量的磷酸鹽可保持鍋爐水中磷酸鹽的含量。爐內處理使用的磷酸鹽有磷酸三鈉、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、六偏磷酸鈉等。在生產實踐中最常用的磷酸鹽是磷酸三鈉。

(9)溶解氧。水中的溶解氧會造成金屬表面產生腐蝕。對于蒸汽鍋爐，氧腐蝕是隨鍋爐參數的升高而加劇l對于熱水鍋爐，則隨著補給水量的增大而加重氧腐蝕。因此無論是蒸汽鍋爐還是熱水鍋爐均應采取除氧措施，以延長鍋爐的使用壽命。

(10)含油量。指水中油脂的含量，單位是毫克／升，用符號“mg／L”表示。油脂粘結在鍋爐受熱面上產生的油泥狀水垢很難清除。還可能造成汽水共騰，污染蒸汽。

(11)相對堿度。一般相對堿度<0.2，如果相對堿度≥0.2時，應采取防止苛性脆化的措施。

2鍋爐水質不良對工業鍋爐造成的危害分析

2.1鍋爐結垢后產生的后果

鍋爐是一種熱交換設備，它是起到將燃料燃燒時放出的熱量傳遞給水，從而產生蒸汽的作用。如果水質不良，受熱面上就形成水垢，水垢的生成會極大地影響鍋爐導熱能力。物體的導熱能力通常用導熱系數來表示的，導熱系數越大，說明導熱能力強。從下表可以看出：

水垢的導熱系數比鋼鐵的導熱系數小數十倍到數百倍。因此，鍋爐結垢產生以下幾種不良后果：(1)浪費燃料。鍋爐結垢后，使受熱面的傳熱性能變差，為保持鍋爐額定參數，就必須多投加燃料，因此浪費燃料。(2)受熱面損壞。結了水垢的鍋爐，受熱面兩側的溫差增大，金屬璧溫升高，強度降低，在鍋內壓力作用下，發生鼓包，甚至引起爆管等嚴重事故。(3)降低鍋爐出力。鍋爐結垢后，水垢的生成還會減少受熱管內流通截面，增加管內水循環的流動阻力，嚴重者甚至完全堵塞。這就破壞了鍋爐的正常水循環，妨礙鍋爐內部的傳熱，降低鍋爐的蒸發能力。因此，鍋爐出力就會降低。

2.2腐蝕

鍋爐的省煤器、水冷壁、對流管束及鍋筒等構件都會因水質不良而引起腐蝕。結果，使這些金屬構件變薄和凹陷，甚至穿孔。更為嚴重的腐蝕會使金屬內部結構遭到破壞。被腐蝕的金屬，強度顯著降低。因此，嚴重影響鍋爐安全運行，縮短鍋爐使用年限，造成經濟上的損失。金屬腐蝕產物被鍋水攜帶到鍋爐受熱面上后，容易與其他雜質結成水垢。含有高價鐵的水垢，容易引起與水垢接觸的金屬鐵腐蝕。而鐵的腐蝕產物又容易重新結成水垢。這是一種惡性循環，它會導致鍋爐構件的迅速損壞。

2.3汽水共騰

當鍋水中含有較高的氯化鈉、磷酸鈉、油脂或鍋水的有機物與堿作用發生皂化時，在鍋水沸騰蒸發過程中，液面就會產生泡沫，泡沫破裂后分離出很多的水滴，這些含鹽量很多的水滴不斷被蒸汽帶走。而發生汽水共騰，其危害如下：蒸汽受到嚴重污染；過熱器管和蒸汽管道積鹽，嚴重時堵管；使水位計內充有汽泡，造成液面分辨不清；產生水錘作用，易造成管路蒸汽系統連接處損壞；易引起蒸汽閥、回水彎頭等部位的腐蝕。

2.4增加鍋爐檢修量

鍋爐板或管道結有水垢以后，非常難以清除，特別是由于水垢引起鍋爐的泄漏，裂紋，折損，變形，腐蝕等病害。不僅損害了鍋爐，而且耗費大量人力，物力去檢修，不但縮短了運行的時間，也增加了檢修費用。

2.5造成安全事故

鍋爐因水垢引起的事故，占鍋爐事故總數的20％以上，不但造成設備損失。也威脅著人身安全。據美國統計資料介紹，鍋爐進行水處理，從全局講是“一本萬利”的事，而水處理的基建和運行費用，占各項節約費用的四分之一。

3鍋爐危害防護

(1)規范鍋爐水處理方法和設施的選用。鍋爐使用單位應當根據鍋爐的數量、參數、水源情況，選擇合理有效的水處理方法，配套合適的水處理系統及設備，保證鍋爐水質符合相應標準規定。①額定蒸發量小于等于2t／h，且額定蒸汽壓力小于等于1.0MPa的蒸汽鍋爐和汽水兩用鍋爐可采用鍋內加藥處理。但必須對鍋爐的結垢、腐蝕和水質加強監督，認真做好加藥、排污和清洗工作。②采用鍋外化學處理的，選擇的離子交換器的周期制水量、工作交換容量、清洗水耗、鹽耗或酸耗要求等應和鍋爐的出力相匹配。并能經濟性運行。③鍋爐使用單位在選擇水處理方法時應結合實際使用情況，采取鍋外水處理方法和鍋內水處理方法相結合的方式。鍋內加藥處理做為鍋外水處理方法的一種補充，有利于鍋爐金屬表面形成保護膜，減少腐蝕。并能消除殘余硬度，使鍋爐可以無垢或薄垢運行，進一步降低鍋爐能耗。確保鍋爐安全運行。

(2)水處理作業人員必須經過考核合格持證上崗。各鍋爐使用單位應嚴格執行相關水質標準GB 1576《工業鍋爐水質》，必須堅持鍋爐的原水、給水、鍋水、回水的水質和蒸汽品質的日?；灧治觥Ｃ看位灧治龅臅r間、項目、數據及采取的相應措施，均應當詳細填寫在水質化驗記錄表上。對不合格的水質及時進行處理，確保鍋爐的給水和鍋水達到國家相關水質標準的規定。

(3)規范鍋爐水處理設備的安裝調試。①鍋外水處理系統、設備安裝完畢后，應當由具有調試能力的單位進行調試，確定合理的運行參數；采取鍋內加藥處理的鍋爐應當由具有調試能力的單位進行調試，確定合理的加藥方法和數量。調試后的水、汽質量應當達到水質標準的要求，調試報告應當存入鍋爐使用單位的鍋爐技術檔案中。②鍋爐水處理系統的安裝驗收是鍋爐總體驗收的組成部分，應杜絕不合格的水處理設備匆忙投入運行，埋下事故隱患。對鍋爐水質驗收不合格的，將不發鍋爐使用登記證。