水質(zhì)對(duì)鍋爐運(yùn)行的影響

鄭艷紅

（中國(guó)石化勝利油田石化總廠 中心化驗(yàn)室，山東 東營(yíng)257000）

水是工業(yè)的“血液”，鍋爐是工業(yè)的“心臟”，鍋爐水處理則是保證鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行必不可少的手段，水處理不當(dāng)給鍋爐所造成的后果可概括為結(jié)垢、腐蝕和汽水共騰，危害表現(xiàn)為結(jié)垢造成局部溫度冷熱不均，直接影響傳熱和汽水正常循環(huán)，輕則造成垢下腐蝕、燃料浪費(fèi)和縮短鍋爐壽命，重則引發(fā)脹管、變形或爆管事故，因此鍋爐水質(zhì)處理工作具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 水垢形成的機(jī)理

低壓鍋爐的鍋筒及管壁上形成的水垢，是由于水中鈣、鎂鹽類(lèi)的濃度超過(guò)了它的溶解度，其原因主要是：

（1）給水進(jìn)入省煤器和鍋爐后，水溫逐漸升高，而某些鈣、鎂鹽類(lèi)在水中的溶解度下降，達(dá)到飽和后溫度繼續(xù)升高，就有鹽類(lèi)沉淀出來(lái)。

（2）水在鍋爐中不斷蒸發(fā)，在蒸發(fā)過(guò)程中蒸汽帶走的鹽類(lèi)一般很少，這樣鹽類(lèi)在爐水中不斷被濃縮到一定程度時(shí)，難溶鹽類(lèi)就會(huì)形成沉淀。

（3）水在被加熱和蒸發(fā)的過(guò)程中，某些鈣、鎂鹽類(lèi)因發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從易溶于水的物質(zhì)轉(zhuǎn)變成了難溶于水的物質(zhì)而析出。

從鍋爐結(jié)垢機(jī)理來(lái)看，鍋爐結(jié)垢是需要一段時(shí)間才能形成，在形成的過(guò)程中，如不注意觀察和處理，對(duì)鍋爐似乎沒(méi)有直接影響。因此很容易被管理人員、水處理人員和鍋爐操作人員忽視，當(dāng)水垢達(dá)到一定程度再來(lái)處理時(shí)，又不容易分清事故責(zé)任者，更使水處理這項(xiàng)工作在部分單位淡化管理。

2 水垢對(duì)鍋爐的危害

2.1 浪費(fèi)燃料

鍋爐結(jié)垢后，受熱面的傳熱性能變差，燃料燃燒所放的熱量不能及時(shí)傳遞到鍋水中，大量的熱量被煙氣帶走，造成排煙溫度過(guò)高，排煙若損失增加，鍋爐熱效率降低。為保持鍋爐額定參數(shù)，就必須多投加燃料，因此浪費(fèi)燃料。

2.2 受熱面損壞

結(jié)了水垢的鍋爐因傳熱性能變差，燃料燃燒的熱量不能迅速地傳遞給鍋水，致使?fàn)t膛和煙氣的溫度升高。因此受熱面兩側(cè)的溫差增大，金屬璧溫升高，強(qiáng)度降低，在鍋內(nèi)壓力作用下發(fā)生鼓包，甚至爆破。

2.3 降低鍋爐出力

鍋爐結(jié)垢后因傳熱性能變差，要達(dá)到額定蒸發(fā)量就需要消耗更多的燃料，但隨著結(jié)垢厚度增加，爐膛容積是一定的，燃料消耗受到限制。 因此鍋爐出力就會(huì)降低。

2.4 金屬破壞

水中含有氧氣、 酸性和堿性物質(zhì)都會(huì)對(duì)鍋爐金屬面產(chǎn)生腐蝕，使其壁厚減薄、凹陷，甚至穿孔，嚴(yán)重影響鍋爐安全運(yùn)行，尤其是熱水鍋爐，循環(huán)水量大，腐蝕更為嚴(yán)重。

2.5 產(chǎn)生垢下腐蝕

含有高價(jià)鐵的水垢容易引起與水垢接觸的金屬腐蝕，而鐵的腐蝕產(chǎn)物又容易重新結(jié)成水垢， 這種惡性循環(huán)會(huì)迅速導(dǎo)致鍋爐部件損壞，尤其是燃油鍋爐金屬腐蝕產(chǎn)物的危害更大。

2.6 汽水共騰

產(chǎn)生汽水共騰除了運(yùn)行操作不當(dāng)外， 當(dāng)爐水中含有較多的氯化鈉、磷酸鈉、油脂和硅化物時(shí)，或鍋水中的有機(jī)物和堿作用發(fā)生皂化時(shí)，在鍋水沸騰蒸發(fā)過(guò)程中，液面就產(chǎn)生泡沫，形成汽水。

3 工業(yè)鍋爐水質(zhì)解決途徑和新要求

3.1 硬度

硬度通常指水中鈣、鎂離子的總含量，是防止鍋爐結(jié)垢的一項(xiàng)重要的指標(biāo)。 對(duì)于鍋爐來(lái)說(shuō)，水中的硬度越小越有利于防止結(jié)垢。

3.2 堿度

堿度指水中能接受氫離子的一類(lèi)物質(zhì)的含量。由于堿度物質(zhì)能與硬度物質(zhì)反應(yīng)，生成疏松的水渣，可隨排污除去，從而防止鍋爐結(jié)垢，所以工業(yè)鍋爐的鍋水必須保持一定的堿度。 但鍋水堿度太高，易影響蒸汽品質(zhì)，有時(shí)還會(huì)引起堿性腐蝕，因此鍋水堿度應(yīng)維持在一定的范圍內(nèi)。

3.3 PH 值

PH 值是氫離子濃度的負(fù)對(duì)數(shù)，是表示溶液酸堿性的一項(xiàng)指標(biāo)，通常要求鍋爐水質(zhì)達(dá)到一定的堿性，有利于防止鍋爐腐蝕和防垢。

3.4 解決途徑

首先，要控制水質(zhì)，防止結(jié)垢，避免導(dǎo)致鍋爐受熱不均勻；其次，控制升溫速度，避免熱應(yīng)力過(guò)大，產(chǎn)生金屬疲勞；再者，給鍋爐給水除氧，防止氧腐蝕，如爐水水質(zhì)變差，可以排去一部分爐水。同時(shí)也要控制鐵離子。 最重要的一點(diǎn)，要控制鍋爐升溫、升壓速度。 具體解決方法：A）配備了水處理裝置。我廠水處理裝置是由浙江玉泉水處理設(shè)備有限公司設(shè)計(jì)，經(jīng)技術(shù)改造逐步完善。由于我廠原水含鹽較高，設(shè)計(jì)采用了反滲透——離子交換系統(tǒng)，但反滲透裝置運(yùn)行效果及使用壽命與預(yù)處理好壞密切相關(guān)，要求預(yù)處理出水必須符合反滲透的進(jìn)水標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)，水處理裝置對(duì)操作人員的技術(shù)素質(zhì)也提出較高的要求，化驗(yàn)人員及時(shí)準(zhǔn)確的提供分析數(shù)據(jù)，以便技術(shù)調(diào)整操作。B）水處理裝置對(duì)水質(zhì)的要求。電導(dǎo)率小于等于10.0us/l、 硅酸根小于等于100ug/l、 硬度小于5.0u mol/l、PH 值為8.5-9.2。 為了改變長(zhǎng)久以來(lái)預(yù)處理不合格的狀態(tài)，改善反滲透運(yùn)行條件，經(jīng)多方調(diào)研論證，以中石英砂過(guò)濾取代高效纖維球過(guò)濾，并且在這些過(guò)濾程序之前再加雙層濾料過(guò)濾。 井水也符合預(yù)處理進(jìn)水水質(zhì)的要求，用井水代替了部分新鮮水。

3.5 新國(guó)標(biāo)對(duì)水質(zhì)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的要求

根據(jù)水質(zhì)檢測(cè)的要求，主要可以將檢測(cè)項(xiàng)目分為常規(guī)指標(biāo)檢測(cè)和非常規(guī)指標(biāo)檢測(cè)，新國(guó)標(biāo)也都對(duì)其進(jìn)行了相應(yīng)的調(diào)整，新國(guó)標(biāo)在原有項(xiàng)目的基礎(chǔ)上做了8 項(xiàng)修訂，其中主要對(duì)渾濁度、砷、鎘、鉛、硝酸鹽、四氯化碳等6 個(gè)項(xiàng)目的限值要求進(jìn)行了提高。 另外，新國(guó)標(biāo)還對(duì)總大腸菌群的測(cè)定方法與計(jì)量單位做出了修改，但卻對(duì)總放射性的限值放寬了一些要求，新國(guó)標(biāo)中還增加了大量有機(jī)物指標(biāo)，其中主要包括農(nóng)藥、有機(jī)污染物等。對(duì)城市集中式供水單位的采樣點(diǎn)選擇、檢測(cè)項(xiàng)目和頻率、合格率計(jì)算方法要求，檢測(cè)項(xiàng)目與頻率如下：水源水常規(guī)檢測(cè)包括氨氮、色度、渾濁度、臭和味、肉眼可見(jiàn)物、細(xì)菌總數(shù)、總大腸菌群等，每日至少檢測(cè)一次。 出廠水常規(guī)檢測(cè)包括余氯、色度、渾濁度、肉眼可見(jiàn)物、細(xì)菌總數(shù)、總大腸菌群等，每日至少檢測(cè)一次，全部常規(guī)指標(biāo)和非常規(guī)指標(biāo)中可能含有的有害物質(zhì)檢測(cè)，每月至少檢測(cè)一次等。 管網(wǎng)水常規(guī)檢測(cè)包括余氯、色度、渾濁度等，每月檢測(cè)兩次以上，常規(guī)指標(biāo)全部項(xiàng)目和非常規(guī)指標(biāo)中可能含有的有害物質(zhì)檢測(cè)，每月至少檢測(cè)一次。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上分析可以看出：水質(zhì)分析工作是鍋爐檢驗(yàn)工作中的重要內(nèi)容，鍋爐用戶(hù)單位要意識(shí)到水質(zhì)化驗(yàn)數(shù)據(jù)會(huì)影響鍋爐的運(yùn)行，從而避免影響企業(yè)的正常生產(chǎn)。

［1］水質(zhì)分析[S].勝利油田石化總廠企業(yè)標(biāo)準(zhǔn).2011.

［2］工業(yè)鍋爐操作規(guī)程[S].勝利油田石化總廠企業(yè)標(biāo)準(zhǔn).2011.

［3］水處理裝置操作規(guī)程[S].勝利油田石化總廠企業(yè)標(biāo)準(zhǔn).2011.