锅炉系统的水质要求与水处理

日期:2015年8月6日 12:19

一、热水采暖锅炉水质标准

1、主要指标及标准

(1)全固形物:指水中全部杂质(除溶解气体外)转化成固体物的含量,单位为mg/L或ppm。全固形物是悬浮固形物和溶解固形物之和。

(2)pH值:表示水的酸性和碱性强弱的程度。

(3)总硬度:水中的钙、镁等金属离子进入锅炉后,会和某些阴离子结合成盐类。这些盐沉积在锅炉受热面上,形成水垢。这些金属离子的总浓度,称为总硬度或简称硬度。由于硬度表示水中结构物质的含量,所以它是衡量锅炉给水水质的一项重要指标。

表示硬度的单位,各国都不相同。如美国用ppm CaCO3表示;而德国采用德国度ºG,每一德国的度等于1升水中含10mg的氧化钙。我国采用物质的浓度来表示硬度,即mmol/L。换算关系为:1 mmol/L=28 ºG=50 ppm CaCO3

(4)悬浮物:水中悬浮物质的含量。

 

二、锅炉水质不处理的危害

天然水中含有很多有害杂质,若不经处理,让这些杂质进入锅炉,就会产生结垢、腐蚀等现象,对锅炉产生危害。

1、 结垢的危害

锅炉结垢的原因是由于锅炉给水中含有溶解度较小的物质,也就是所谓的硬度。钙、镁盐类的溶解度小;且说温度升高而降低。结垢产生的危害有:

(1)浪费能源   锅炉结有水垢后会使受热面的传热性能变差。燃料燃烧所放出的热量不能迅速地传递到炉水中。大量的热量被烟气带走,造成排烟温度升高,排烟热损失增加,锅炉的热效率降低。

(2)受热面损坏  如果锅炉结垢,燃料燃烧产生的热量不能迅速地传递给炉水,受热面两侧地温差增大,当受热面金属的温度超过正常工作条件时称为金属过热。

 例如,4MPa的锅炉,在无垢运行时,管壁的温度可高达680℃,此时,钢板强度从4MPa降至1MPa,在锅炉压力作用下,炉管发生鼓包,甚至爆破。

 此外,炉管结垢后,增加了管内水循环阻力,破坏了正常的锅炉水循环,也容易造成炉管过热。

2、 腐蚀的危害

 水中含有溶解氧或游离的CO2;或水的pH值小于7呈酸性;或水中氧化物存在较多,这些都会对锅炉及采暖系统造成腐蚀。

 腐蚀严重影响锅炉寿命,主要危害是:锅炉内金属部件遭到腐蚀变薄,局部点状腐蚀甚至导致穿孔;金属腐蚀产物进入水中,使水中杂质增多,加剧受热面的结垢。

三、常用锅炉水处理方法

1. 水的软化

 水的软化处理方法有:药剂处理法、离子交换软化处理法、磁场软化处理法等。

 (1)离子交换软化处理法是燃油燃气锅炉最常用的水软化处理方法,不仅用于水的软化,而且用于除碱和除盐。

 (2)离子交换软化处理法中主要介质是离子交换剂,最常用的交换剂是钠离子交换剂。原水在通过钠离子交换剂时,其中的钙、镁离子被交换剂中的钠离子取代,从而达到软化水的目的。钠离子交换剂在使用一段时间后,应用氯化钠(NaCl)水溶液(盐水)进行再生还原。

 (3)常用的钠离子交换法又分为:单极钠离子交换法、两极钠离子交换法和钠离子交换后加酸法。中、小型锅炉常用单极钠离子交换法,水的软化在单极钠离子交换器中进行。它可使水的残余硬度降低到≤0.035m mol/L。如被处理水质较差或对软化水质要求较高时,应采用两级钠离子交换法。在中、高压锅炉中必须采用两级钠离子交换法。

 (4)钠离子交换法处理后的软化水,其碱度基本不变,如需降低碱度,必须进行加酸处理,即使用钠离子交换后加酸处理法。

2、除碳与氧

(1)除碳  除碳是指除去水中溶解的CO2,其设备称为脱碳器。当原水中的碳酸盐硬度大于0.8m mol/L时应安装脱碳器。其原理是使用向水中鼓入空气的方法(鼓风式脱碳器),或利用抽真空使水在常温下沸腾的方法(真空脱碳器)使水中的CO2溢出。

(2)除氧  除氧是指除去水中所含的氧气。常用的除氧方法有热力除氧、真空除氧、解吸除氧和还原铁粉过滤除氧。

 中、小型燃油燃气热水锅炉常采用解吸除氧法,其有点是设备简单、控制容易、不需化学药品、可在较低水温的情况下的到好的除氧效果。但除氧后会使水中CO2含量增加。

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