不良水質(zhì)對鍋爐的危害與鍋爐水處理措施研究

朱勇吉

（甘肅省特種設備檢驗檢測研究院，甘肅 蘭州 730050）

鍋爐水處理指的就是對進入鍋爐前的水進行處理，也就是處理鍋爐給水中的膠體物、懸浮物、有機物等各種物質(zhì)，同時，還要對鍋爐內(nèi)水質(zhì)情況進行適當調(diào)整，從而達到改善鍋爐中水質(zhì)量的目的，確保鍋爐給水品質(zhì)符合鍋爐運行要求，以免發(fā)生安全事故。

1 鍋爐水質(zhì)不良可能引發(fā)的各種危害

1.1 水垢危害

鍋爐在工業(yè)生產(chǎn)中是一種熱交換設備，其在運行期間會產(chǎn)生蒸汽或熱水，水是鍋爐內(nèi)物質(zhì)發(fā)生化學反應的一種重要介質(zhì)，如果鍋爐內(nèi)雜質(zhì)經(jīng)過一段時間積累處于飽和狀態(tài)，在溫度符合條件情況下，會在鍋爐內(nèi)產(chǎn)生大量水渣，如果水渣附著在受熱面上，則會在鍋爐內(nèi)形成水垢。鍋爐在運行期間，如果出現(xiàn)水垢，這會對鍋爐運行造成一定危害，具體危害主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）浪費燃料。鍋爐內(nèi)的水產(chǎn)生水垢后，會導鍋爐表面熱傳遞效能降低，燃料在燃燒期間釋放的熱量無法全部傳遞到鍋爐內(nèi)部，熱量會通過排放方式流失，會造成能源浪費。相關調(diào)查結果顯示，鍋爐內(nèi)每形成1mm 的水垢，會導致鍋爐在運行期間，浪費約10%的燃料。

（2）損壞受熱面。若鍋爐內(nèi)形成了水垢，爐膛內(nèi)溫度會隨著鍋爐運行而升高，受熱面積會變大，金屬壁的溫度會升高，這會導致鍋爐在結構強度減低，會使鍋爐內(nèi)出現(xiàn)鼓包，情況嚴重時，會導致鍋爐在運行期間發(fā)生爆炸事故，這不僅會造成巨大的經(jīng)濟損失，甚至會造成人員傷亡。

（3）出力下降。鍋爐在運行期間如果出現(xiàn)結垢，其在運行中的熱傳遞性能會減低，此時，要想使鍋爐蒸發(fā)量達到期望值，要增加燃料添加量，在爐膛容積固定的情況下會使燃料加熱遭受限制。

1.2 堵塞危害

水質(zhì)在不同環(huán)境下也會有所不同，如果鍋爐水循環(huán)系統(tǒng)中存在較多雜質(zhì)，受其影響，鍋爐中的水管可能會遭受堵塞，這會對鍋爐運行造成不良影響。此外，受雜質(zhì)導致水管被堵塞影響，蒸汽品質(zhì)也會降低。

1.3 腐蝕危害

鍋爐在運行期間如果采用的水質(zhì)質(zhì)量存在問題，這將會導致鍋爐內(nèi)的金屬遭受到水的腐蝕，會使鍋爐內(nèi)的各種金屬構件遭受破壞。鍋爐一旦出現(xiàn)上述的金屬結構腐蝕情況，會對鍋爐以后正常運行造成不良影響，會縮短鍋爐應用壽命。

2 處理鍋爐水的合理方法

2.1 處理鍋爐中的補給水

鍋爐在運行過程中，蒸汽發(fā)揮的主要作用就是發(fā)電或供熱，受蒸汽用途和凝結水回收程度不同，鍋爐不積水量也會存在一定差別。凝汽式電站鍋爐在具體運行期間，補給水量與蒸發(fā)量相比通常都低于3%，供熱鍋爐補給水量能夠達到100%。處理鍋爐中補給水量的具體流程如下：

（1）預處理。如果鍋爐在運行期間的原水為地表水，對原水進行預處理的目的就是將水中的膠體物、懸浮物、有機物等各種不同類型的雜質(zhì)處理掉，從而提高原水質(zhì)量。在對原水進行處理時，通常要將混凝劑投入原水中，進而使各種不同類型雜質(zhì)凝聚成大顆粒，然后，使大顆?？梢酝ㄟ^自身重力實現(xiàn)下沉，再對原水進行過濾，使原水變得更加清澈。如果采用城市用水或地下水作為鍋爐在運行過程中的補給水，可以省去處理原水環(huán)節(jié)，直接對用水進行過濾，提高鍋爐用水水質(zhì)。在處理鍋爐用水期間，常用的澄清設備有脈沖式、機械攪拌式澄清器等，常用的過濾設備有無閥濾池和單流式機械過濾器等。此外，為了實現(xiàn)對始終存在的各種有機物雜質(zhì)的清除，可以加設活性炭過濾器，從而使水質(zhì)能夠得到進一步提高，以滿足鍋爐運行需求。

（2）軟化。應用人造或天然離子交換器，從而使水中的鎂、鈣等各種硬鹽轉(zhuǎn)變?yōu)椴唤Y硬垢鹽，達到避免鍋爐內(nèi)管子內(nèi)部形成鈣鎂硬水垢現(xiàn)象。針對含鈣鎂重有碳酸鹽并且堿度高的水，在處理上，可以利用氫鈉離交換，也可以在預處理上采用中和方式對水處理。

（3）除鹽。隨著鍋爐參數(shù)的不斷提高，以及人們對直流鍋爐的應用，在水處理時，要將鍋爐給水中的所有鹽都去除，此時，可以采取化學方法對水中的鹽類進行處理，具體處理期間最常用的方法就是陽離子交換樹脂法和陰離子交換樹脂法。如果鍋爐中用水的堿度較高，為了降低陰離子交換器在運行期間的負擔，使系統(tǒng)在運行期間的經(jīng)濟性可以得到進一步提升，在對陽離子交換器進行應用時，一般都要與脫碳器進行串聯(lián)，從而將水中的二氧化碳去除掉。針對含鹽量高的水，可以采用電滲析或反滲透方式對水進行處理，先對水質(zhì)進行淡化處理，然后，再將水輸送到離子交換器中，完成處理。針對高壓鍋筒鍋爐或直流鍋爐，在處理用水時，要將給水中存在的微量硅去除掉，而對于中低壓鍋爐，對水的處理，則應當依據(jù)具體情況而定。

2.2 處理凝結水

凝結水在具體循環(huán)期，會遭受到系統(tǒng)腐蝕產(chǎn)物和凝氣冷卻后水泄露現(xiàn)象的污染，有時候也需要進行處理。對凝結水的處理與鍋爐的爐型、參數(shù)，已經(jīng)凝結水遭受到的具體污染情況都有著緊密聯(lián)系。隨著鍋爐參數(shù)的不斷提升，處理凝結水的量也會增加。對超臨界壓力鍋爐來說，要全部處理；而對亞臨界或超高壓鍋爐在處理上，則應當為凝結水的25%～100%；針對高壓以下鍋爐通常不需要處理。目前，對于鍋爐中處理凝結水設備來說，有電磁過濾器，以及纖維覆蓋過濾器。在將凝結水中去除腐蝕產(chǎn)物去除掉后，在將這一部分水通入混合床或粉末樹脂覆蓋過濾器中，對用水進行深度除鹽處理，改善水質(zhì)。

2.3 給水除氧處理

鍋爐給水的溶解氧會對鍋爐中熱力系統(tǒng)中的金屬造成腐蝕。腐蝕產(chǎn)物會在鍋爐運行期間，在熱量較高處會凝結成銅鐵垢，這會導致熱傳遞發(fā)生惡化，情況嚴重時，會引起汽輪機高壓缸中沉積或爆管現(xiàn)象，降低汽輪機在運行期間的效率，影響鍋爐運行。因此，在對補給水和凝結水進行軟化或除鹽處理后，在鍋爐用水進入鍋爐前，要進行除氧處理。真空除氧和熱力除氧是兩種常用的除氧方式，在具體應用期間，也可以適當以化學除氧方式作為輔助。熱力除氧就是對除氧器中的給水進行加熱，使水沸騰，水中氧氣的溶解度會減低，這會使氧氣從水中逸出，然后，進入大氣中。采取熱力除氧措施時，應當將水加熱到飽和溫度，并且除氧水面積應當盡可能大，確保氣體能夠順利排除。真空除氧通常都在汽輪機凝汽器中開展，而化學除氧法在應用期間，就是將亞硫酸鈉加入水中，進一步減少水的含氧量。

3 預防鍋爐危害的合理措施

針對鍋爐在應用過程中可能出現(xiàn)的各種危害進行適當預防主要體現(xiàn)在對鍋爐用水情況的檢測方面。因此，要對鍋爐中用水處理方法，以及各項設施的具體選用情況進行規(guī)范。應用鍋爐單位，要依據(jù)鍋爐數(shù)量、參數(shù)等各項情況，采取科學方式對鍋爐中的用水進行合理處理，針對鍋爐用水情況，配置相應的水處理系統(tǒng)，通過對該系統(tǒng)的合理應用，完成對水的處理，進而保證鍋爐用水水質(zhì)能夠達到應用標準。

從目前鍋爐用水處理情況采用的方法來看，離子交換法是軟化鍋爐用水的一種常用處理方案。離子交換法在具體應用期間，就是通過對具有交換能力的交換機進行應用，完成對水中含有的鈣鎂等鹽類離子進行交換，達到降低水硬度，減少鍋爐運行中水垢的形成。需要相關工作人員注意的是，在對離子交換法進行應用時，要定期對用水水質(zhì)情況進行監(jiān)測。此外，還可以采取一定措施，對鍋爐內(nèi)水進行處理。例如，將一些化學藥品加入鍋爐用水中，使化物質(zhì)可以與鍋爐終形成的水垢發(fā)生化學反應，生成疏松殘渣，然后，采取排污方式，將水中各種殘渣都排除到鍋爐外部，最大程度減少水垢對鍋爐運行造成的不良影響。

4 結語

鍋爐用水水質(zhì)不良會對鍋爐運行造成不良影響，因此，要采取合理措施對鍋爐用水進行處理，改善水質(zhì)，確保鍋爐穩(wěn)定運行，延長鍋爐應用壽命。