紅河州承壓蒸汽鍋爐水處理常見問題

(紅河州質量技術監督綜合檢測中心 云南 紅河 661400)

承壓蒸汽鍋爐水處理是保證鍋爐安全運行的必要措施。鍋爐的水質不合格，可能會造成鍋爐受熱面結垢，致使鍋爐導熱能力下降，輕則燃料浪費，重則引發受熱面過燒、變形或爆管事故；對于蒸汽品質要求高的企業，則會導致蒸汽品質降低甚至惡化，從而造成生產事故。因此，搞好鍋爐水處理工作是企業安全生產的必要條件之一。

一、水垢

水在鍋爐運行過程中一部分由于物理條件的改變，導致各類鹽在水中的溶解度發生變化，造成各類鹽在受熱面結晶固化，形成水垢，另一部分有機物或懸浮物以松散的細微顆粒懸浮于鍋水中，稱為水渣，水渣若能通過排污排除，若未排除，則可能在鍋筒底部、集箱底部立式鍋爐下腳圈等緩慢部位沉積，長時間未被清除則同樣可能轉化為水垢，最典型的為立式鍋爐下腳圈。

紅河州位于云貴高原，是典型的喀斯特地貌水質，天然水中鈣、鎂離子含量很高，原水硬度高達4.000mmol/L，水垢一般為鈣、鎂水垢，其形成速度主要與鍋爐的熱負荷和結垢物質的離子濃度有關，在水的PH值為7-11范圍內，結垢物質物質的離子濃度超過溶度積時，鈣鎂水垢的形成速度一般用經驗公式表示：ACaMg=1.3×10-13SG,Ca,Mg×q2

式中：ACaMg為鈣鎂水垢的形成速度[mg/(cm2.h)];q為鍋爐受熱面上的熱負荷[w/m2]; SG,Ca,Mg為鍋爐水中鈣鎂離子含量[mg/kg]。由此可看出若直接使用原水運行鍋爐，形成水垢的速度十分迅速。[1]

水垢對于危害的根本原因在于水垢的熱導率太低，遠低于鍋爐使用鋼材的熱導率，水垢對于鍋爐的危害主要有：1.傳熱惡化，增加燃料消耗，導致排煙溫度升高，不利于節能環保；2.導致金屬受熱面過燒，嚴重時造成變形、泄漏甚至爆管事故；3.造成鍋爐受熱面金屬腐蝕，一般是金屬垢下腐蝕；4.蒸發量遠遠低于額定蒸發量，影響企業生產；5.增加檢修人員及檢修成本，嚴重時必須酸洗，增加企業負擔；6.增加了鍋爐事故發生率，影響社會公共安全。

二、紅河州承壓蒸汽鍋爐水處理存在的問題

大型承壓蒸汽鍋爐的水處理工作，由于使用單位自身管理完善、水處理人員自身水平較高，能夠嚴格按照國家相關標準的規定進行檢驗檢測，能夠長期保證鍋爐水處理工作符合相關標準要求。然而，占本州鍋爐總是70%鍋殼鍋爐及立式鍋爐，由于管理人員文化水平參差不齊，使用人員概念模糊，造成水處理工作基本沒有開展，或者及時開展也水平低下，無法達到標準要求，本文針對結合鍋爐檢驗情況，對水處理方面存在的問題給出合理化建議。

(一)使用單位不重視鍋爐的水處理工作，甚至沒有水處理工作這種概念，給水不經任何處理直接使用，造成鍋爐的腐蝕、結垢現象嚴重，嚴重的直接導致受熱集中部位過燒、變形、泄漏；一些鍋爐使用單位未按照相關標準的要求制定相應的管理制度，不配備水處理作業人員或對水處理作業人員不進行任何培訓，由鍋爐操作人員自行處理。一部分水處理人員雖然經過取證培訓，但由于自身能力有限，僅僅學習了基本的操作方法，對于水處理原理任然毫無概念，甚至分不清工業鹽跟食用鹽的區別，用食用鹽還原樹脂，增加生產成本。這類企業的鍋爐檢驗結果大部分不合格，基本上是鍋筒內水位線以下部位水垢超標，鍋筒底部或下腳圈水垢堆積，輕則水垢厚1-3mm，嚴重時可達5mm以上，部分鍋爐承壓部件已經出現過熱甚至變形的情況。

對于這類企業，監管部門應加強監督，敦促使用單位派遣專人進行學習，要充分認識到水處理工作的重要性，并且認真學習水處理工作的原理及水處理設備的相關知識[1]。

(二)盲目相信自動離子交換器，認為只要保證飽和鹽水足夠就能達到使用要求，自動軟水器的控制器品牌及種類都比較多，但按照控制器啟動再生的方式分為時間型控制器、流量型控制器及在線監測型控制器，紅河州內中小企業使用的控制器基本是時間型和流量型控制器，大部分使用單位，根本不懂其使用原理，一般是由安裝單位安裝完成后，進行簡單設置，未實際考慮使用單位用水，一部分設置周期較長，導致水處理運行后期樹脂失效，給水水質不符合標準要求，一部分設置周期過短，造成大量浪費水及鹽。對于上述情況，使用單位應該按照實際使用情況調整水處理周期，在鍋爐運行時間未改變但是原水水質可能改變的情況下，應該進行水質分析后，重新調整水處理周期，在原水水質未改變，但鍋爐的運行時間發生改變也應該調整再生周期，對于時間型控制器運樹脂失效時間可以根據水處理設備樹脂總量、工作交換容量、原水的硬度、軟水的每日用進行估算，估算失效天數為D=(V×E)/(YD×Qd×T)取整數，估算失效小時為t= V×E/(YD×Qd)，式中：D為再生后可運行天數(d)；t為再生后可運行時間(h)；V為水處理設備樹脂總量(m3);E為樹脂的工作交換容量(mol/m3)，一般在800 mol/m3-1000 mol/m3計算；，Qd為單位時間產水量t/h，T為鍋爐日運行時間h/d；如：某單位鍋爐型號為DZG1-1.25-M，所配鈉離子交換器內裝有0.2m3樹脂，其水處理設備單位時間產水量為1t/h,鍋爐24小時運行，原水硬度按4.0mmol/L計算，則能估算失效時間為40小時,但是考慮到后期樹脂交換能力下降，一般在失效周期的60%時應該進行再生，即再生周期應該為24小時。又如：某學校食堂鍋爐型號為LHC0.5-0.7-M，所配水處理設備樹脂總量為0.1m3，鍋爐每天運行2小時，原水硬度按4.0mmol/L計算，水處理設備單位時間產水量為0.5 t/h，則能估算失效時間為20天，再生時間為12天。對于流量型交換器的失效量的估算則按照水處理設備樹脂能除去的總硬度進行，即Q= V×E×/YD。估算所得數據一般采用去尾法保留整數，這是基于確保鍋爐的安全運行，保證未向鍋爐供給硬度超標的水[2]。

(三)忽略停爐保養，部分小型食品加工企業為季節性生產企業。每年僅運行4-5個月時間，典型的為蔗糖加工企業，只有每年11月至次年3月之間，甘蔗成熟才能投入生產。停爐后使用單位忙于其他工作，未對鍋爐進行任何保養，造成鍋爐內部發生化學、電化學腐蝕，其腐蝕產物再下次投用后隨蒸汽進入設備，可能導致生產設備腐蝕，嚴重時損壞設備，對于鍋爐本身，長期化學腐蝕可能導致金屬損失，嚴重時造成晶間腐蝕從而導致鍋爐金屬失效，發生鍋爐事故。對于此類鍋爐，在生產結束后，應當將爐水放完后，徹底清除鍋爐內部沉積物，尤其是鍋筒底部，下集箱等爐水循環較為緩慢，容易沉積部位，然后用小火將鍋爐烘干，然后長期保證鍋爐內部處于干燥狀態，能有效防止鍋爐停爐腐蝕。

[1]《鍋爐安全技術監察規程》.中華人民共和國國家質量技術監督檢驗檢疫總局頒布.2012.10.23

[2]《工業鍋爐水處理技術》.郝景泰 于萍 周英 氣象出版社2000.4