燃氣鍋爐用水管理及軟水處理

安繼萍

0 引言

我國地域遼闊，水質(zhì)情況很復(fù)雜，較大多數(shù)是非堿性的碳酸鹽型水，它的鈣硬度占總硬度的70×10-2左右，含鹽量為中等，硅酸鹽含量在20mg/L以下，懸浮物的含量變化較大。鍋爐給水的原水中可能包含的雜質(zhì)有：懸浮物、膠體、有機物、無機鹽、重金屬離子，以及溶解氣體等。如果這種水不經(jīng)任何處理，一旦進入鍋爐內(nèi)，將會給鍋爐帶來非常大的危害。

1 鍋爐給水中雜質(zhì)和水垢對鍋爐的危害

1.1 鍋爐給水中雜質(zhì)及其對鍋爐的影響

天然水中含有各種雜質(zhì)，按其顆粒大小不同，可以分為三類：懸浮物質(zhì)（顆粒直徑在10-4mm以上）、膠體物質(zhì)（顆粒直徑在10-4～10-6mm之間）、溶解物質(zhì)（粒徑在10-6mm以下），懸浮物、膠體、無機鹽受熱或超過其飽和濃度時，就會沉降析出，形成泥渣、水垢，極大影響鍋爐的傳熱效率和鍋水循環(huán)，燃料浪費、受熱面損壞、鍋爐燃力下降、清洗量加大。

1.2 水垢的形成及其引起的危害

1.2.1 水垢的生成

鍋爐水逐漸濃縮時，溶解度小的鹽類被濃縮而沉淀，作為水垢或淤渣而析出。溶解在給水中的物質(zhì)中，生成水垢和淤渣的主要成分是鈣、鎂的硫酸鹽、碳酸鹽、硅酸鹽及其氫氧化物等。常見的鍋爐水垢主要有5種：

①碳酸鹽水垢。主要成分是鈣鎂的碳酸鹽，以碳酸鈣為主，有時高達50%以上。

②硫酸鹽水垢。主要成分是硫酸鈣，常達50%以上。

③磷酸鹽水垢。主要成分是Ca3（PO4）2。

④硅酸鹽水垢。主要成分是SiO2，有時達20%以上。

⑤混合水垢。是各種水垢的混合物。

1.2.2 生成水垢對鍋爐的危害

由于水垢的熱傳導(dǎo)不良，只有鋼的數(shù)十分之一，因而妨礙鍋爐內(nèi)部的傳熱，降低了鍋爐的蒸發(fā)能力，而且造成燃料的浪費。鍋爐鋼板和鍋爐水管的過熱，不僅引起損傷，而且水垢一般使金屬表面覆蓋不均勻，促進局部腐蝕，造成危險事故的突然發(fā)生，增加檢修費用。

據(jù)測定，結(jié)有1毫米厚的水垢，浪費燃料10%，10千克力/厘米2的鍋爐，無垢運行時，管壁溫度為280℃，結(jié)有1毫米厚硅酸鹽水垢后，管壁溫度因熱阻加大而升高至680℃，此時鋼板強度由40千克力/厘米2降至10千克力/厘米2，導(dǎo)致鍋爐壓力下降，爐壁發(fā)生龜裂、鼓包、甚至炸破。結(jié)垢嚴(yán)重時可堵塞爐管、水路、引發(fā)停爐和鍋爐爆炸等嚴(yán)重事故發(fā)生，停爐引起生產(chǎn)設(shè)備和供暖設(shè)備凍裂也時有發(fā)生?；瘜W(xué)清洗除垢時，酸洗不當(dāng)或酸洗頻繁嚴(yán)重影響鍋爐壽命，并污染環(huán)境。

2 鍋爐用水管理和軟水處理的重要性

鍋爐用水的質(zhì)量，是影響鍋爐安全經(jīng)濟運行的重要因素。鍋爐能否安全與經(jīng)濟運行，鍋爐用水管理是非常重要的。鍋爐給水不進行處理或處理不當(dāng)，必然在受熱面上結(jié)垢，使?fàn)t壁傳熱性能較低，增加燃料消耗，還會產(chǎn)生腐蝕、爆管，甚至引起爆炸事故。鍋爐給水進行軟水處理，對確保鍋爐安全經(jīng)濟運行，提高鍋爐效率，延長鍋爐使用年限，節(jié)約能源具有很重要的意義。

3 鍋爐軟水處理

鍋爐軟水處理的方法有很多種，最常用的方法之一是陽離子交換法中的鈉離子交換法，本文所用的軟水處理使用的是001*7強酸性陽離子交換樹脂。

3.1 鍋爐軟化水設(shè)備工作原理

由于水的硬度主要由鈣、鎂形成及表示，故一般多采用陽離子交換樹脂，將水中的Ca2+、Mg2+（形成水垢的主要成份）置換出來，隨著樹脂內(nèi)Ca2+、Mg2+的增加，樹脂去除Ca2+、Mg2+的效能逐漸降低。當(dāng)樹脂吸收