淺談工業(yè)鍋爐水質(zhì)各項控制指標(biāo)的定義及其控制意義

程超，何仁，趙興杰，萬其軍

（安徽省特種設(shè)備檢測院，安徽 合肥 230051）

隨著2021年6月1日新版鍋爐安全技術(shù)規(guī)程的頒布實(shí)施，對于工業(yè)鍋爐水介質(zhì)處理的要求提上了一個新的高度。新版鍋歸要求水（介）質(zhì)處理定期檢驗(yàn)結(jié)合鍋爐外部檢驗(yàn)進(jìn)行。TSG11-2021附件H鍋爐外檢項目中H4.5明確了水介質(zhì)處理項目，其中應(yīng)包括水處理情況及記錄，超高壓及以下鍋爐應(yīng)當(dāng)取樣檢驗(yàn)水（介）質(zhì)質(zhì)量。工業(yè)鍋爐水質(zhì)控制指標(biāo)較多，對于各個控制指標(biāo)的定義及其控制意義的認(rèn)識就顯得尤為重要。本文從各控制指標(biāo)的定義出發(fā)，并結(jié)合鍋爐實(shí)際運(yùn)行情況，對各個指標(biāo)的控制意義進(jìn)行進(jìn)一步說明。

1 給水的定義、檢測和控制指標(biāo)及其意義

給水是指直接進(jìn)入鍋爐的水，通常由補(bǔ)給水、回水和疏水等組成。工業(yè)鍋爐常見給水系統(tǒng)布置有兩種，一種是制水系統(tǒng)儲水箱經(jīng)給水泵進(jìn)入省煤器后進(jìn)入鍋筒（殼）；另一種是制水系統(tǒng)的水進(jìn)入節(jié)能器水箱，節(jié)能器水循環(huán)不斷加熱給水，由節(jié)能器水箱經(jīng)給水泵進(jìn)入鍋筒（殼）。

1.1 濁度

水中由于含有懸浮及膠體狀態(tài)雜質(zhì)而產(chǎn)生渾濁現(xiàn)象，其渾濁的程度可以由濁度表示。濁度是一種光學(xué)效應(yīng)，表現(xiàn)出光線透過水層時受到阻礙的程度。

濁度指標(biāo)作為一個直觀指標(biāo)有其積極的作用，水處理檢測人員在取到水樣后在日光或者燈光下就可以直觀地觀察到給水水質(zhì)的混濁度情況。主要用來判斷原水品質(zhì)的好壞及原水的處理情況。

1.2 硬度

硬度是指水中易于形成沉淀物的金屬離子總濃度，通常指水中鈣、鎂離子的總濃度，它在一定程度上反映了水中結(jié)垢物質(zhì)的多少，是衡量鍋爐給水水質(zhì)的一項重要技術(shù)指標(biāo)。按陽離子分類，硬度可分為鈣硬度和鎂硬度。按陰離子可分為碳酸鹽硬度和非碳酸鹽硬度。

控制給水硬度指標(biāo)實(shí)際上是控制給水中結(jié)垢物質(zhì)的總量，防止鍋爐受熱面的結(jié)垢，從而保證鍋爐安全、節(jié)能、高效運(yùn)行。對于實(shí)際現(xiàn)場，鍋爐結(jié)垢問題還要考慮不同爐型的受熱面布置情況、水動力循環(huán)狀況、鍋爐運(yùn)行熱負(fù)荷狀況、水處理設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，并結(jié)合最近一個檢驗(yàn)周期內(nèi)的鍋爐內(nèi)部檢驗(yàn)報告來綜合判定鍋爐的實(shí)際運(yùn)行狀況。

1.3 PH

是表征溶液酸堿性的一項指標(biāo)。PH對水中其他雜質(zhì)的存在形態(tài)和各種水質(zhì)控制過程以及金屬的腐蝕程度有著廣泛的影響，是重要的水質(zhì)指標(biāo)之一。

常見的給水處理形式有除鹽水和軟化水兩種，其中除鹽水較為純凈，PH緩沖性小，易吸收CO2使溶液PH下降，酸性除鹽水易造成給水系統(tǒng)的酸性腐蝕。故采用除鹽水做補(bǔ)給水時，應(yīng)調(diào)整其PH達(dá)到規(guī)定值范圍。原水經(jīng)軟化處理后，重碳酸鹽硬度轉(zhuǎn)化為重碳酸鈉，補(bǔ)給水PH有所升高，易達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)控制值?？傊刂平o水PH值在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)是為了避免給水發(fā)生酸性腐蝕，以及后續(xù)腐蝕產(chǎn)物可能對鍋爐系統(tǒng)造成的危害。

1.4 電導(dǎo)率

水中溶解的鹽類物質(zhì)均以離子狀態(tài)存在，具有一定的導(dǎo)電能力，因此，電導(dǎo)率可以間接地表示溶解鹽類的含量。通過給水電導(dǎo)率的大小判斷給水中鹽類物質(zhì)的濃度，可以間接反映給水中溶解固型物的多少。

如果給水電導(dǎo)率測量值突然變化很多，可以排查并判斷原水突然劣化、鈉離子交換器樹脂失效或者漏鈉等情況。

1.5 溶解氧

給水中的溶解氧指標(biāo)是一項重要的檢測指標(biāo)，在工業(yè)鍋爐熱力系統(tǒng)中，給水溶解氧含量較高易造成給水系統(tǒng)及水冷受熱面的氧腐蝕。GB/T1576-2018《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》中4.2.3條規(guī)定，額定蒸發(fā)量大于等于10t/h的鍋爐，給水應(yīng)除氧；額定蒸發(fā)量小于10t/h的鍋爐如果發(fā)現(xiàn)局部氧腐蝕，也應(yīng)采取除氧措施。

控制給水溶解氧指標(biāo)主要是為了防止給水系統(tǒng)及鍋爐受熱面水側(cè)的氧腐蝕的發(fā)生，工業(yè)鍋爐由于管理不善而發(fā)生氧腐蝕造成受熱面氧腐蝕穿孔的現(xiàn)象屢見不鮮。首推給水管路加除氧藥劑處理，該處理方式較為經(jīng)濟(jì)實(shí)用；其次，推薦可以利用低品位余熱熱量進(jìn)行除氧的真空除氧，真空除氧器的工作壓力低于大氣壓，通常小于0.06MPa。

1.6 油

給水中的如果油脂成分過多，會嚴(yán)重影響給水質(zhì)量，長期的檢測大數(shù)據(jù)表明，該項指標(biāo)的不合格率較低。該指標(biāo)可以用來指示原水受污染情況。

1.7 鐵

給水中的鐵指標(biāo)是一項重要的檢測指標(biāo)。給水鐵含量高易在高溫受熱面上結(jié)生氧化鐵垢，并加劇金屬腐蝕。控制給水中鐵含量指標(biāo)可以指示上游制水、管路系統(tǒng)或者儲水箱是否有發(fā)生腐蝕的可能。

2 鍋水需要檢測和控制的指標(biāo)及其意義

2.1 全堿度

水的堿度是指水中含有能接受氫離子的物質(zhì)的量，例如，氫氧根、碳酸鹽、重碳酸鹽、磷酸鹽、磷酸氫鹽、硅酸鹽、硅酸氫鹽、亞硫酸鹽、腐殖酸鹽、和氨等，都是水中常見的堿性物質(zhì)。全堿度是以甲基橙做指示劑時測出的量，終點(diǎn)PH值為4.2。

2.2 酚酞堿度

酚酞堿度是以酚酞做指示劑時測出的量，其終點(diǎn)的PH值為8.3。酚酞堿度主要反映氫氧化物含量和部分碳酸鹽含量。分別設(shè)定總堿度和酚酞堿度指標(biāo)的目的，主要是通過兩者的相對含量可直接反映堿性物質(zhì)的含量，更好地選配合適的阻垢劑，避免出現(xiàn)總堿度合格，PH卻偏低或偏高的現(xiàn)象。

2.3 PH

鍋水PH應(yīng)不低于9.0，若低于該值，易對鍋爐鋼材造成腐蝕。鍋水中的磷酸根與鈣離子只有在一定的堿性環(huán)境下才可以生成易排除的水渣?？刂棋佀甈H可以抑制硅酸鹽的水解，減少硅酸在蒸汽中的溶解攜帶量。

2.4 電導(dǎo)率

工業(yè)鍋爐鍋水中的溶解固形物的測定，可根據(jù)它與電導(dǎo)率直接的比值關(guān)系，通過測定電導(dǎo)率近似地得到。測定鍋水電導(dǎo)率可以用來確定鍋水中溶解固形物的含量。

2.5 溶解固形物

指分離了懸浮物后的濾液，經(jīng)蒸發(fā)、干燥至恒重，所得到的蒸發(fā)殘渣，它包含水中各種溶解性的無機(jī)鹽類和不易揮發(fā)的有機(jī)物等。工業(yè)鍋爐常用鍋水中溶解固形物含量來衡量鍋水的濃縮程度，以便合理地控制排污。

工業(yè)鍋爐一般只布置有定期排污而無連續(xù)排污，當(dāng)鍋水中溶解固形物含量較高時，由于熱負(fù)荷升高鍋水濃縮倍率劇增易造成汽水共騰，導(dǎo)致蒸汽質(zhì)量的嚴(yán)重惡化。

2.6 磷酸根

磷酸鹽是常用且經(jīng)濟(jì)的阻垢水處理藥劑，鍋水中通過加入磷酸鹽去除水中的殘余硬度，該指標(biāo)主要表征該阻垢藥劑的殘余量?？刂圃撝笜?biāo)主要為了防止加藥過量導(dǎo)致的溶解固形物超標(biāo)。

2.7 亞硫酸根

亞硫酸鹽是常用的經(jīng)濟(jì)性除氧藥劑，該指標(biāo)主要表征該除氧藥劑的殘余量?？刂圃撝笜?biāo)主要為了防止加藥過量導(dǎo)致的溶解固形物超標(biāo)。

2.8 相對堿度

該指標(biāo)是為了防止鍋爐產(chǎn)生堿脆而規(guī)定的一項技術(shù)指標(biāo)。該指標(biāo)主要針對受熱面管與鍋筒或者管板采用脹接工藝或者先脹后焊工藝的鍋爐。

3 結(jié)語

工業(yè)鍋爐各項水質(zhì)指標(biāo)的控制對于鍋爐安全、節(jié)能、環(huán)保運(yùn)行有著極為重要的促進(jìn)作用，工業(yè)鍋爐水質(zhì)的每項檢測指標(biāo)都有其意義和功用。依托CNAS、CMA認(rèn)證的實(shí)驗(yàn)室工業(yè)鍋爐水質(zhì)檢測固然重要，然而，發(fā)現(xiàn)超標(biāo)數(shù)據(jù)不是目的，除去水質(zhì)取樣、分析過程等因素的影響，我們還要探究每個控制指標(biāo)背后的意義。

“學(xué)而不思則罔，思而不學(xué)則殆”，檢驗(yàn)檢測人員在進(jìn)行水質(zhì)化驗(yàn)的同時還要多思考。首先，要了解每個水質(zhì)控制指標(biāo)的定義及控制意義；其次，把超標(biāo)指標(biāo)與現(xiàn)場情況相結(jié)合，理論聯(lián)系實(shí)際為用戶提供合理化建議。一方面，提高了自己對于標(biāo)準(zhǔn)各項控制指標(biāo)的把握，另一方面也促進(jìn)使用單位鍋爐水處理系統(tǒng)運(yùn)行管理水平及工業(yè)鍋爐水質(zhì)質(zhì)量的進(jìn)一步提升。