船舶和海洋平臺鍋爐水處理簡析

摘 要：分析了船舶和海洋平臺鍋爐在運行中由于鍋爐水不合格引起的結垢、腐蝕的原因，以及會產生的危害，介紹了在應用中較為實用的鍋爐水處理方法和其工作原理。總結了為達到理想處理效果而采用的方案及在日常管理方面應注意的事項。

關鍵詞：鍋爐 鍋爐水結垢 腐蝕 處理

中圖分類號：U661 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）05（b）-0058-02

隨著船舶和海工行業的發展，鍋爐成為船舶及海洋平臺上必不可少的設備，其中一部分船舶以蒸汽輪機作為主動力裝置，鍋爐成為主動力汽源，另外大多數以柴油機或電動機為主動力的船舶配備的蒸汽鍋爐多用于驅動貨油泵、加熱燃滑油、各種需加熱的油/水/貨油艙、柴油機缸套水預熱及為生活用水、空調設備等提供熱源，其重要性不言而喻。

1 鍋爐結垢及腐蝕的形成與危害

1.1 鍋爐結垢原因及危害

1.1.1 結垢原因

當我們多次使用同一水壺采用爐灶或電磁爐加熱燒成開水后，水壺的內表面會附著一些固體沉積物，同理具有一定硬度的水若未經處理直接進入鍋爐，運行一段時間后，鍋爐水側受熱面上也會牢固地附著一些固體沉積物，這種現象就稱為結垢。水壺和鍋爐受熱面上黏附著的固體沉積物就稱為水垢。在一定條件下，固體沉淀物也會在鍋水中析出，呈松散的懸浮狀，稱為水渣。水渣可隨排污除去，但如果排污不及時，部分水渣也會在受熱面上或水流流動滯緩的部位沉積下來而轉化成水垢（通常稱之為“二次水垢”）。結垢的原因，是水中含有過量的鈣鎂硅離子（也就是常說的水硬度高，）或鐵離子，這些在鍋爐的高溫高壓特殊條件（結垢的動力），變成難溶物質而析出沉淀，在爐內受熱面上沉積，形成水垢，鍋爐水垢形成的主要過程為：（見圖1）。

上述這些析出的沉淀物質黏結在鍋爐受熱面上就形成了水垢，溫度越高的部位，越易形成堅硬的水垢。

1.1.2 結垢對鍋爐產生的危害

1.2 鍋爐腐蝕原因及危害

2 鍋爐水處理方法

針對以上兩面，并結合船用鍋爐的特點，制定出一個簡單、有效的方案，對提高船舶的安全及經濟運行很有意義。

目前，船用鍋爐常用的水處理方法主要有兩種：（1）化學加藥處理法：即為了防止或減緩結垢、腐蝕，有針對地向爐內投入一定數量藥劑的水處理，讓它與鍋爐水中的鈣、鎂離子發生化學反應，生成水渣沉積到鍋筒底部，然后通過排污除去。（2）爐外水處理法：即原水在進入鍋爐之前先經過水處理設備，使水中的有害雜質被除去，形成軟化水或除鹽水后再進入鍋爐，起到防止鍋爐結垢的目的。水處理設備主要有樹脂交換器、反滲透器等，針對以上兩種方法分析如下。

2.1 化學加藥處理

2.1.1 加入碳酸鈉

2.1.2 加入磷酸鹽

2.2 爐外水處理法

在第一部分加藥的方法中也提到，鍋爐給水硬度不可過高，這就需要對進爐水進行預處理，處理方法有樹脂交換、反滲透、磁化處理等。

2.2.1 樹脂交換法

2.2.2 反滲透法

2.2.3 磁化處理法

經過強磁場作用過的水，產生的水垢CaCO3、MgCO3等以膠體核的形態出現在水中，成為結晶中心，而膠體粒子帶負電，而輸水管路都接地，也呈負電位，使得膠體粒與管壁相互排斥，所以膠體粒子不易接近管壁，起到防垢的作用，再經過濾器對這些膠體過濾掉，達到對水軟化的效果，在實際應用中，經磁化處理后再經反滲透法，軟化效果更為明顯，且可減少反滲透膜表面的晶體沉積，延長膜的使用壽命，降低成本。磁化處理具有結構簡單、防腐防垢效果明顯如采用永磁的形式，綠色環保，不產生二次污染等優點，但同時處理效果又與水的流速、磁場強度及水的成份有密切聯系，水的流速超高、磁場越強，效果越好，這就帶來了一定的局限性。同時實踐表明，一般水中的Ca2+、Mg2+離子比例在7∶3時，效果最好，而當Ca2+、Mg2+離子比例在3∶7時，經磁化處理的水幾乎沒有變化。

3 結語

通過以上簡述，要想達到較好的處理效果必須要因地制宜，根據所處環境、外部條件、原水水質、經濟環保等因素綜合考慮，通常要想達到較好的處理效果一般可采用在鍋爐水進爐前，采用爐外處理設備進行預處理，在進爐后，再通過定期監測水質，根據不同的水質，及時、準確、適量的進行加藥處理的并用的方案。但由于船舶機艙內空間小，對爐外預處理設備的尺寸要求嚴格及考慮到經濟性等因素，對于不能配備此類設備的船舶，對加注的淡水水質要特別考慮了。但如果船舶配有蒸餾式造水機，其產出的水含Ca2+、Mg2+等容易形成水垢的成份較少，再經過多級過濾，可以達到鍋爐給水要求，所以在管路設計時，鍋爐給水可由生活用淡水系統供給，這樣即可減少鍋爐水預處理設備。

對于鍋爐水的處理，以上僅為實際采用的方法，為延長鍋爐的使用壽命，運行時的安全性及良好的經濟性，重要的還在于對設備有良好管理制度及執行能力，由于管理疏忽及操作人員缺乏水處理藥劑的性能、用量、用法、加藥時機，水處理設備的使用方法等掌握得還不夠好，亂用錯用藥劑，不按量使用的現象時有發生。尤其是采用爐內水處理法的，由于方法不當，造成水處理效果不明顯甚至適得其反的事也時有發生。在提高人身安全及節能環保的大形勢下，對鍋爐水處理不可小視，對保證船舶安全、經濟、正常的航行具有重要意義。

參考文獻

[1] 中國船舶工業總公司編.船舶設計實用手冊：輪機分冊[M].北京：國防工業出版社，1999.

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[3] 鍋爐水處理初探[J].雞西大學學報，2005（5）：5.