锅炉水处理-蒸汽锅炉清洗方案
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    锅炉水处理的几种方法.
    一、       锅炉定义及分类:
    锅炉是利用燃料燃烧所释放出的热量或工业产生中的余热,生产蒸汽或热水的设备。由于我国的锅炉种类繁多,很难用统一进行分类,以下介绍工业锅炉常用的几种分类方法。
    (1)    按用途分类:有电站锅炉、工业锅炉和生活用炉。
    (2)    按输出介质分类:有蒸汽锅炉、热水锅炉和汽水两用锅炉。
    (3)    按燃料分类:有燃煤锅炉、燃油锅炉和燃气锅炉。
    (4)    按蒸发量分类:有小型锅炉(蒸发量小于20T\h)中型锅炉(蒸发量为20-75T\h)和小型锅炉(蒸发量大于75T\h)
    (5)    按压力分类有:低压锅炉(工作压力不大于2.5兆帕)和高压锅炉(工作压力为8.0-11.0兆帕)。
    二、       锅炉供热系统的水汽循环:
    水循环对锅炉安全运行具有很重要的意义。锅炉金属受热在高温状态下工作。如果没有连续不断的水汽混合物冷却,则管避温度会很快升高,当温度超过了管子金属的耐热极限时,管避就有可能发生鼓包和蠕变严重时经过处理。管避就会结生水垢,从而破坏锅炉水循环。这就是为什么所有锅炉都应安装软化水装置的道理。
    三、       锅炉给水水质的不良对锅炉的危害:
      水质不良,是指给水中含有较多的有害杂质,这种水如果不经过任何处理,将会带来以下危害。
    (1)    结垢:
    水在锅炉内受热后沸腾蒸发的结果,为水中的杂质提供了化学反应和不断浓缩的条件。当这些杂质在锅水中达到饱和时,便有固体物质析出。所析出的固体物体,如果悬浮在锅水中,就称为水渣;如果牢固地附着在受热面上,则称为水垢。人们称水垢为锅炉的“百害之源”,关键是水垢的导热性太差。锅炉钢板的导热系数约为40-50千卡\米·小时·℃,而水垢的导热系数要比锅炉钢板小数十倍到数百倍。这样就会造成锅炉出力下降。如果锅炉结有水垢,又要保持一定的出力(工作压力和蒸发量)。这样只有增加火侧的温度才行,水垢越厚,导热系数越差,锅炉火侧的温度就得越高。国家试验数据,对于工作压力为1.4MPa的锅炉,火侧温度在900~1200℃之间,水侧的温度为197℃,没有结水垢时的钢板温度只有215~250℃。同样的锅炉,当锅板结有0.8-1.0毫米水垢后,锅板温度比无垢时提高了134~160℃。20﹟锅板当达到315℃时,金属的各种塑性指标开始下降,当达到450℃,金属就会因过热而蠕动变形。因此水处理不好,锅炉结生水垢,是很容易是锅炉金属燃损的。
    据统计仅东北三省,每年因燃损,报废的锅炉就达1000多台。长春一家锅炉修造厂统计,每年大修的锅炉中有60%是因水垢烧坏的。吉林省某县的一个化肥厂,没进行水处理之前,几乎每年都要烧坏一台4吨\小时的快装锅炉,诸如上述的例子是很多的。
    (2)    大量浪费燃料。
    试验证明当锅炉结有水垢时,对于工作压力为1.4MPa的锅炉结生1毫米的水垢,可浪费燃料8%据统计,仅东北三省,每年因锅炉结垢浪费的煤炭就达200多万吨。
    (3)    降低出力:
    当锅炉蒸发面结有水垢时,火侧的热量不能很快传递给水侧就会降低锅炉的出力,如果化肥厂因水处理不好,锅炉结垢,使锅炉蒸发能力降低了三分之一,因供气不足自动作业线不能开车,造成全厂停产。
    (4)    增加锅炉检修量。
    锅炉板或管道结有水垢以后,非常难以清除,特别是由于水垢引起锅炉的泄漏,裂纹,折损,变形,腐蚀
    等病害。不仅损害了锅炉,而且耗费大量人力,物力去检修,不但缩短了运行的时间,也增加了检修费用。如山西吕梁市一饭店,因没搞水处理,锅炉两年多报废一台,每年还得停炉检修,一个多月,自从上了离子交换软水设备后,锅炉已安全运行了五年,每年只做一些例行检修,保养。
    (5)    危及安全
    锅炉因水垢引起的事故,占锅炉事故总数的20%以上,不但造成设备损失,也威胁着人身安全。
    据美国统计资料介绍,锅炉进行水处理,从全局讲是“一本万利”的事,而水处理的基建和运行费用,之占各项节约费用的四分之一。
    锅炉水处理的方法一、是加药处理法,二、是采用软化水设备。那么二者有什么不同呢?
    加药处理法就是通过向锅炉给水加一定数量的软水剂也称除垢剂,阻垢剂。使锅炉给水中的结垢物质转变成水渣,然后通过排污将其从锅内排出,从而达到减缓水垢结成的目的。这种水处理的好处是投资小,成本低。但是不足之处主要有(1)必须对症下药:即一定要做到什么样的水质,选择什么样的药剂。(2)必须量水投药:按上水的数量和质量,投加一定数量的药剂,切不可多投或少投。(3)必须科学排污:一定要按照化验结果进行科学的排污。(4)必须严格监督:一定要严格地监督锅水的品质,以指导加药和排污作业。苏联曾建议在1.5MPa以下的锅炉,都可以采用加药处理法,但其前提条件是:没有水冷壁管;在运行中能保证可靠地排除锅内形成的水渣,而不会影响运行安全;使用单位对锅炉蒸汽质量要求的不高等。
    锅炉进水加药处理时限制给水总硬度≤3.5毫克当量\升。这要求锅炉需定期清洗,保证热强度最大的受热面上每年可结水垢厚度不超过0.5毫米。如果给水硬度再大,锅炉的安全经济运行就较难保证了。
    采用软化水装置供水(一般采用离子交换法),限定的给水硬度可达0.03毫克当量\升,在锅炉定期清洗的情况下,能保证热强度最大受热面上每年积垢不超过0.1毫米,就国产离子交换树脂和软化设备来讲,也完全能够满足这一要求,但国产设备对设备操作人员的要求比较高,如果操作不当,或用水波动大时及不容易达到这一指标。针对这一难题国外在20世纪已开发出利用凸轮杆控制阀板开闭的多路阀式软化水发生装置,由于些类设备运行→再生过程全自动定时运行动作。该方式产水量稳定。价格便宜,易于操作。很快得到广泛采用。
     

      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.。
    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]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。

    [来源:亚博电竞菠菜清洗 ] [作者:水处理] [日期:09-02-27] [热度:]

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