工業(yè)鍋爐水質(zhì)檢測中的常見問題

劉 娟 楊 麟 孫婷婷 曾 鳴 郭思學(xué) 廣州市特種承壓設(shè)備檢測研究院

工業(yè)鍋爐水質(zhì)檢測中的常見問題

劉 娟 楊 麟 孫婷婷 曾 鳴 郭思學(xué) 廣州市特種承壓設(shè)備檢測研究院

本文對工業(yè)鍋爐水汽檢測工作經(jīng)常出現(xiàn)的一些現(xiàn)象予以小結(jié)，分析原因和危害，并提出一些建議，對日后的檢驗檢測工作順利開展有一定的借鑒意義。

工業(yè)鍋爐 水汽質(zhì)量 檢驗監(jiān)測

鍋爐水處理工作的中心任務(wù)就是：防止或減緩鍋爐結(jié)垢、腐蝕及積鹽等不良現(xiàn)象，從而確保鍋爐安全、經(jīng)濟運行。為評價和衡量鍋爐安全運行狀況，需要嚴(yán)格監(jiān)督工業(yè)鍋爐各種水、汽品質(zhì)，定期檢測，以便必要時采取措施[1]。本文將廣州市工業(yè)鍋爐水汽檢測工作中經(jīng)常出現(xiàn)的一些現(xiàn)象加以小結(jié)，以期交流學(xué)習(xí)，更好地為工業(yè)鍋爐的安全、經(jīng)濟運行保駕護航。

1 新裝鍋爐水質(zhì)檢測結(jié)果與相應(yīng)的水處理方式不符

廣州市現(xiàn)有工業(yè)鍋爐近5000多臺，由廣州市特種承壓設(shè)備檢測研究院（以下簡稱廣州特檢院）承擔(dān)鍋爐水質(zhì)檢測工作，包括運行鍋爐和新安裝鍋爐。

新安裝鍋爐在水處理設(shè)備安裝、調(diào)試完成后，應(yīng)接受檢驗檢測機構(gòu)實施的監(jiān)督檢驗。檢測項目包括：

1）原水：水處理系統(tǒng)為鈉離子軟化處理：硬度、堿度、氯離子

水處理系統(tǒng)為反滲透或復(fù)合除鹽處理：硬度、濁度、電導(dǎo)率。

2）交換器出口水：硬度、氯離子

3）水箱水：硬度、pH值、堿度、氯離子

在水處理設(shè)備安裝、調(diào)試完成后，客戶送原水、交換器出口水和水箱水水樣到廣州特檢院檢測。在日常的檢測工作中，水質(zhì)檢測結(jié)果與該單位水處理方式不符現(xiàn)象：

（1）2012年4月26號，廣州某使用單位A，其鍋爐型號為LSS0.3-0.8-YQ，水處理型式為全自動（軟化水)。

（2）2012年6月7日，某使用單位B，該鍋爐型號為DZC0.5-0.8-AⅡ，水處理型式為全自動。

（3）2012年7月17日，某使用單位C的鍋爐型號WNS0.5-1.0-Y，水處理型式為固定床（軟化水)。

以上三個單位的水處理設(shè)備均為鈉離子交換器，由單位送檢測水樣，檢測結(jié)果見表1。原水經(jīng)過鈉離子交換器后，僅是去除原水中全部或大部分硬度物質(zhì)，對水樣中的氯離子不起交換作用，因此，交換器出口水和水箱水中氯離子含量應(yīng)與水處理設(shè)備進水氯離子含量相差無幾。而上述三個單位的水質(zhì)檢測結(jié)果卻顯示，交換器出口水和軟水箱水中的氯離子含量均遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于進水氯離子含量，顯然，與該單位的水處理設(shè)備類型不符合。

上述情況究其緣由是，客戶為順利拿到鍋爐使用登記證，希望鍋爐水處理設(shè)備水質(zhì)調(diào)試報告合格，為此不惜水樣造假。為減少和杜絕此類情況發(fā)生，檢驗檢測機構(gòu)應(yīng)嚴(yán)格把關(guān)水質(zhì)檢測。

表1 工業(yè)鍋爐水處理設(shè)備監(jiān)測調(diào)試報告部分?jǐn)?shù)據(jù)

一是對于不合理或異常的水質(zhì)檢測結(jié)果，應(yīng)找出緣由，并出具適當(dāng)?shù)臋z驗檢測意見，以確保待測水樣的真實性和代表性。

二是由客戶約檢，檢驗檢測機構(gòu)安排鍋爐水質(zhì)取樣員到現(xiàn)場取水樣，及時檢測并出具報告。

2 給水氯離子含量遠(yuǎn)大于進水氯離子含量

GB/T 1576《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》要求“軟水器再生后出水氯離子含量不得大于進水氯離子含量的1.1倍”。而在日常的檢測工作中，經(jīng)常出現(xiàn)鍋爐給水中氯離子含量遠(yuǎn)大于原水中氯離子含量的1.1倍。

目前我國仍有很多工業(yè)鍋爐由于未回用蒸汽冷凝水，給水主要由補給水組成，因此，給水水質(zhì)往往取決于補給水處理方式和處理質(zhì)量[1]。工業(yè)鍋爐水處理方式種類繁多，大部分為鈉離子交換器，特別是自動軟水器。而大多數(shù)自動軟水器的再生操作中，進再生劑和置換為同一工位，進再生劑時間主要取決于鹽箱內(nèi)鹽液的水位。若水位過高，進再生劑時間長，置換和正洗時間不足，則往往造成水處理設(shè)備投運初期出水氯離子含量遠(yuǎn)高于進水氯離子含量。氯離子濃度偏高的給水進入鍋爐，造成鍋爐排污率增加，甚至超過標(biāo)準(zhǔn)中上限值。

例如：假設(shè)原水中氯離子含量為30mg/L，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)計算鍋水氯離子控制標(biāo)準(zhǔn)為小于330mg/L，由于水處理選擇不當(dāng)或者操作不當(dāng)，給水氯離子升至50mg/L，導(dǎo)致鍋爐排污率增加了7.9%。以鍋爐正常排污率為10%，則給水氯離子升高后鍋爐的排污率增加至17.9%。

給水氯離子含量增加，鍋水含鹽量也相應(yīng)的增加。一般情況下，水中的含鹽量愈多，腐蝕速度愈快。且水中的氯離子Cl-為活性離子，會破壞金屬表面保護膜，加快腐蝕速度。其原因是Cl-很容易被金屬表面的氧化物膜吸附，從而替代膜中的氧離子，形成可溶性的氯化物，破壞氧化物膜。當(dāng)金屬表面的保護膜被破壞，那么金屬表面就會直接暴露在高溫的鍋水中，極容易遭到腐蝕。

減少或避免此類情形的發(fā)生，解決方式也較為簡單，即嚴(yán)格控制水處理設(shè)備再生工藝，定期進行水質(zhì)化驗，確保給水合格后才能進鍋爐，通過適當(dāng)?shù)腻仩t加藥和排污，使鍋水也滿足標(biāo)準(zhǔn)中的要求。

3 鍋爐排污率超標(biāo)

GB/T 1576《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》規(guī)定：“以軟化水為補給水或單純采用鍋內(nèi)加藥處理的鍋爐的正常排污率不應(yīng)超過10.0%，采用除鹽水為補給水的鍋爐正常排污率不應(yīng)超過2.0%”。降低鍋爐排污率對節(jié)能減排的意義非常重大。研究表明，鍋爐排污率每升高1%，鍋爐熱損失約增加1.2%～1.3%。

而部分鍋爐使用單位為了保持鍋內(nèi)較好的水質(zhì)，常采取增加排污的做法，有的排污率高達20%～30%，遠(yuǎn)高于上限值10%，損失了大量的熱能和水量[2]。

因此，若全國鍋爐的排污率都能降到標(biāo)準(zhǔn)要求，則全年節(jié)能節(jié)水量將極為可觀。據(jù)調(diào)研，目前我國工業(yè)鍋爐排污率普遍偏高，其原因有五個方面：

1）鍋爐水處理系統(tǒng)設(shè)計時沒有根據(jù)水源水質(zhì)選擇合適的水處理方式，導(dǎo)致給水溶解固形物含量較高；

2）蒸汽冷凝水未回用或回用率低，不能有效地降低給水溶解固形物；

3）水處理設(shè)備選擇不當(dāng)或操作失誤，致使交換器出水氯離子含量增高；

4）使用單位未按要求定期化驗水質(zhì)，盲目排污；

5）水源水質(zhì)逐年惡化，導(dǎo)致鍋爐排污率呈不斷上升之勢。

因此，降低鍋爐排污率，首要是應(yīng)改善給水水質(zhì)?！跺仩t水處理監(jiān)督管理規(guī)則》中明確提出，為了促進鍋爐節(jié)能減排，蒸汽冷凝水應(yīng)當(dāng)盡可能回收利用，降低排污率。

4 給水、回水中全鐵含量超標(biāo)

GB/T 1576《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》規(guī)定了工業(yè)鍋爐給水、回水中的全鐵含量上限。

給水中全鐵含量超標(biāo)有諸多危害，主要有：

1） 容易在高溫受熱面上生產(chǎn)氧化鐵垢，促進金屬腐蝕，且難以清除；

2） 氧化鐵垢既阻礙傳熱，顯著降低鍋爐傳熱效率和出力，又易引發(fā)垢下腐蝕，造成金屬管壁減薄、穿孔。

因此，應(yīng)嚴(yán)格監(jiān)控給水鐵含量，一旦出現(xiàn)給水鐵含量超標(biāo)，需查明原因及時處理。

（1）補給水中鐵離子含量較高。當(dāng)采用鐵含量較高的地下水為原水水源時，不僅容易導(dǎo)致水處理設(shè)備內(nèi)樹脂中毒，而且溶液使出水帶有鐵離子。

（2）由生產(chǎn)返回水帶入鐵的腐蝕產(chǎn)物進鍋爐。這主要是給水中重碳酸鹽或者鍋爐加藥時過量的碳酸鹽進入鍋內(nèi)，在高溫高壓條件下分解產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w，加之目前廣州市大部分工業(yè)鍋爐無除氧裝置，也較少投加亞硫酸鈉進行化學(xué)除氧，致使氧和二氧化碳隨著蒸汽進入熱力系統(tǒng)，對金屬造成腐蝕，有時甚至使生產(chǎn)返回水呈鐵銹色。

（3）水處理設(shè)備、再生系統(tǒng)、水箱、管道等未作防腐處理，或者防腐層脫落，使得補給水和給水系統(tǒng)產(chǎn)水腐蝕而使給水鐵含量增加。

廣州市現(xiàn)有工業(yè)鍋爐給水鐵含量超標(biāo)，多數(shù)時候源自缺乏適當(dāng)?shù)姆栏徫g處理，導(dǎo)致回水中含有較多的腐蝕產(chǎn)物。此外，由于換熱系統(tǒng)裝置及管道因腐蝕泄露還容易造成回水的各種污染。

回水即生產(chǎn)返回水，或蒸汽冷凝水，相當(dāng)于富含熱量的蒸餾水?；厮哂械臒崃靠蛇_蒸汽全熱量的20%～30%，且壓力、溫度越高，凝結(jié)水具有的熱量就越高，占蒸汽總熱量的比例也就越大。此外，回水溶解雜質(zhì)少，溫度較高，回用作鍋爐給水可顯著降低燃料消耗，提高蒸汽質(zhì)量、減少補給水量和再生劑消耗量、降低鍋爐排污率，不但節(jié)能減排意義重大，而且可帶來巨大的經(jīng)濟、社會效益。

回水的回收利用前提是保證給水符合GB/T 1576《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》要求。目前廣州市約80%的工業(yè)鍋爐回水不合格只能排放，無法回收利用[4]。

5 鍋爐停（備）用應(yīng)做好防銹蝕保養(yǎng)

許多鍋爐使用單位對鍋爐停（備）用應(yīng)做好防銹蝕保養(yǎng)的意識不夠，鍋爐在運行時腐蝕較少，反而在鍋爐停（備）用期間出現(xiàn)大量的銹蝕。

鍋爐停（備）用腐蝕是發(fā)生在金屬表面的均勻腐蝕，易導(dǎo)致運行時鍋爐發(fā)生故障，以致鍋爐提前報廢，或縮短其使用壽命。

1）停用腐蝕可在短期內(nèi)使停用設(shè)備表面遭到大面積的腐蝕破壞；

2）沉積在爐管內(nèi)的停用腐蝕產(chǎn)物會成為設(shè)備運行中腐蝕的促進因素；

3）大量附著力差的腐蝕產(chǎn)物會延長鍋爐啟動時間，而且會導(dǎo)致爐管內(nèi)沉積物形成速度增大。

6 小結(jié)

工業(yè)鍋爐水質(zhì)檢測旨在服務(wù)客戶，確保鍋爐安全、經(jīng)濟運行。因此，首要是加強鍋爐水質(zhì)管理重要性的宣貫，提高工業(yè)鍋爐水處理操作工的操作素養(yǎng)，能看懂工業(yè)鍋爐水質(zhì)檢測報告，根據(jù)其中的檢測意見及時調(diào)整處理，才能確保鍋爐水質(zhì)符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范的要求，達到安全、經(jīng)濟生產(chǎn)的目的。

1 李茂東,楊麟,趙軍明.鍋爐水處理技術(shù)(第三版).廣州市特種承壓設(shè)備檢測研究院,2010：46

2 李茂東《,廣州地區(qū)工業(yè)鍋爐能耗情況調(diào)研報告》,2010

3 李茂東,工業(yè)鍋爐司爐教程.廣州市特種承壓設(shè)備檢測研究院,2007：287

4 鍋爐水處理及質(zhì)量監(jiān)督檢驗技術(shù).中國鍋爐水處理協(xié)會, 2012：68－75

Some recurring phenomenon of industrial boilers in water and steam Quality Detection were Enumerated in brief, then the causes and hazards were analyzed as well. For future inspection work smoothly, a number of possible measures were proposed, which would be of certain referential significance.

Industrial boilers Water and steam quality Inspection and detection

2013－06－21）