《【PPT课件】锅炉水处理》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【PPT课件】锅炉水处理（54页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第六章锅炉水处理 （讲师潘荣庆） 锅炉水处理的重要性 搞好锅炉水处理工作，使锅炉给水达到合格标准，是保证锅炉安全经济运行的重要环节，也是保证锅炉出力、节约能源，防止事故的重要措施。 锅炉用水的分类 原水（生水）：就是锅炉的水源水。 给水：直接进入锅炉，被锅炉蒸发或加热的水。 软化水：原水经过软化处理符合锅炉水质标准的水。 锅水：锅炉运行中在锅筒内的水。 冷却水：锅炉运行中用于冷却锅炉某一附属设备的水。 排污水：为了改善蒸汽品质和防止锅炉结垢，从排污阀门排除的锅水。 水中的杂质按物态分类 固态杂质。包括悬浮固体、胶溶固体、溶解于水的盐类和有机质微粒。 液态杂质。主要指油脂、工业废液和酸液。 气态
2、杂质。主要是氧气和二氧化碳等。 水中杂质对锅炉的危害 水中杂质如果不经过处理直接用作锅炉给水，对锅炉危害极大，归纳起来可产生以下三种危害： 一是在锅炉内结垢，生成水渣 ；二是造成锅炉金属腐蚀 ； 三是恶化蒸汽品质 。 水垢的形成 水垢形成的原因： 钙镁重碳酸盐类热分解。 锅水的不断蒸发浓缩。 钙镁盐类溶解度降低（例如硫酸钙和硅酸钙）。 盐类溶解度表 水垢的种类 碳酸盐水垢。多为白色，也有微黄白色。 硫酸盐水垢。主要成分是硫酸钙（ CaSO2），含量达50以上，又称作石膏质水垢。多为黄白色，也有微黄白色，特别坚硬、致密，手感滑腻。 硅酸盐水垢。成分比较复杂，水垢中的二氧化硅 （ SiO2）多为淡
3、褐色，也有灰白色的，水垢表面带刺。 混合水垢。 含油水垢。成分很复杂，但油脂含量多在 50。多呈黑色，有坚硬的，也有松软的水垢表面不平滑。 泥垢。成分比较复杂。一般富有流动性，较易通过排污方法除去，易黏结在锅炉蒸发面上，形成难以冲掉的再生水垢。 水垢示意图 水垢对锅炉的危害 浪费燃料，污染蒸汽品质 ：锅炉受热面上如果结有 1毫米厚的水垢，则浪费燃料约 35。 损坏受热面 ：结有水垢的锅炉传热性能变差，受热面两侧的温差增大，炉管的温度升高。当受热面金属的温度超过正常工作条件的温度时，称为过热。锅炉正常运行时，金属受热后很快将热量传递给炉水，两者温度相差约为 30100 。例如工作压力为 1.0M
4、Pa的锅炉，饱和水温度约为 180 左右，在没有结垢时，钢材温度在 210230 ；若结生 1毫米水垢，钢材温度将升高 130390 ；当水垢再厚些，情况将更为严重。当超过 450 ，金属将发生蠕动变形。 降低锅炉出力，增加检修工作量： 由于锅炉结垢后，火侧热量传递给水侧就困难，锅炉蒸发量将随之下降。 水垢厚度与浪费燃料的对应表 水垢厚度 （ mm） 0.5 1 3 5 8 浪费燃料 （） 2 35 610 15 34 钢铁与各类水垢的导热系数对比 钢铁及水垢成分 导热系数 （ W m.k） 与钢铁比较 钢铁 4752 硫酸盐 0.582.33 约 1 201 80 碳酸盐 0.470.70
5、约 1 801 100 硅酸盐 0.270.47 约 1 1001 200 油脂膜 0.12 约 1 400 煤灰 0.060.12 约 1 4001 800 水垢及溶解氧的腐蚀 炉管（水管）的腐蚀情况 裂缝 泥渣和水垢 垢下腐蚀（电化学腐蚀） 腐蚀坑 水垢的危害示意图 锅炉水质处理的分类 炉外水处理：主要指给水在进入锅炉之前，为了除去其中的硬度，而进行的软化处理。目前，常用阳离子交换软化法。 炉内水处理：是通过向炉水中投加化学药剂，与水中的钙盐、镁盐发生化学、物理作用，生成非粘结性的松散泥渣，然后经排污除去，以达到防止或减轻锅炉结垢的目的。 锅炉用水主要评价指标 悬浮物：表示不溶于水的较大颗
6、粒一些物质含量的指标，其单位为 mg L。 含盐量和溶解固形物 ：含盐量是表示水中各种溶解盐类的总和，单位为 mg L。常用溶解固形物（或蒸发残渣）近似表示。常用氯离子含量来表示，单位 mg L。 硬度： 是指水中钙、镁离子的总浓度，单位为 mmoI L。（ 0.03mmoI L） 碱度：指水中含有能接受氢离子的物质的量。例如 氢氧根、碳酸根、重碳酸根 、磷酸根、硅酸根、亚硫酸根和氨等。单位以mmoI L表示。 PH值：是指水溶液中氢离子浓度的负对数（ 114）。 相对碱度：主要是为了防止锅炉在有缝隙部位存在应力时，会产生苛性脆化。 溶解氧：造成给水管道和锅炉本体的腐蚀。单位 mg L。 蒸汽
7、锅炉采用锅内加药水处理时的水质标准 项目 给水 锅水 悬浮物 mg L 20 溶解固形物 mg L 5000 总硬度 mmoI L 4 总碱度 mmoI L 826 PH（ 25 ） 7 1012 蒸汽锅炉采用锅外化学处理时的水质标准 项目 给水 锅水 工作压力 MPa 1.0 1.01.6 1.0 1.01.6 悬浮物 mg L 5 5 总硬度 mmoI L 0.03 0.03 总碱度 mmoI L 826 824 PH（ 25 ） 7 7 1012 1012 含油量 mg L 2 2 溶解氧 mg L 0.1 0.1 溶解固形物 mg L 4000 3500 相对碱度 游离 NaOH溶解固
8、形物 0.2 PH试纸的变色范围 锅内水处理特点 锅内水处理不需要复杂的设备，故投资小，成本低，操作方便。 对水质适应范围较大，如果处理得当，防垢率可以达到 80以上。 锅内水处理还不能完全防止锅炉结生水垢，特别是生成的泥垢，在排污不及时很容易结生二次水垢。 锅内水处理常用药剂（一） 氢氧化钠：俗称火碱、和苛性钠。主要作用是： 能有效地消除给谁中的碳酸盐硬度和镁盐硬度。 碳酸氢钙氢氧化钠碳酸钙 碳酸钠水 碳酸氢镁氢氧化钠氢氧化镁 碳酸钠水 硫酸镁氢氧化钠氢氧化镁 硫酸钠 氯化镁氢氧化钠氢氧化镁 氯化钠 保持锅炉水中的碱度，防止锅炉腐蚀。 当锅炉水中的氢氧根保持一定的浓度时 （ PH 9.511
9、.5），锅炉金属表面生成的保护膜就比较 稳定，从而可以阻止氧对锅炉金属的腐蚀 。 锅炉内水处理常用药剂（二） 碳酸钠俗称纯碱和苏打。工业用的无水碳酸钠是白色的粉末，易溶于水，水溶液呈强碱性。主要作用是。 （ 1）能有效地消除给水中钙的硬度，其化学反应如下： 硫酸钙碳酸钠碳酸钙 硫酸钠 氯化钙碳酸钠碳酸钙 氯化钠 （ 2）在锅炉内碳酸钠可以部分地水解为氢氧化钠，因此具有氢氧化钠的作用。 碳酸钠水氢氧化钠二氧化碳 （ 3）能有效消除给水中的镁硬度，生成的碳酸镁（微溶） 可以水解成为氢氧化镁沉淀。 锅炉内水处理常用药剂（三） 磷酸三钠（ Na3PO412H2O），俗称磷酸钠，在干燥的空气中易风化，水
10、溶液呈碱性，主要作用是： （ 1）能沉淀给水中的钙和镁盐。 硫酸钙磷酸钠磷酸钙 硫酸钠 氯化钙磷酸钠磷酸钙 氯化钠 硫酸镁磷酸钠磷酸镁 硫酸钠 氯化镁磷酸钠磷酸镁 氯化钠 （ 2）增加泥垢的流动性，磷酸三钠和给水中的钙和镁盐类生成沉淀是具有高度分解的胶体。生成了流动性较强的泥垢。 （ 3）能使硫酸盐和碳酸盐等老水垢疏松脱落，特别是清除没有经过水处理而结生的老水垢尤为显著。是因为磷酸钙比其硫酸钙和碳酸钙更容易生成。 （ 4）防止锅炉金属腐蚀，因为磷酸三钠能在金属表面形成磷酸铁的保护膜，而起到防止锅炉金属腐蚀的作用。 锅炉外水处理 主要指给水在进入锅炉之前，为了除去其中的硬度，而进行的软化处理。目
11、前，主要采用阳离子交换软化法。 离子交换软化法，是用某种离子交换剂中不形成水垢的离子，将水中容易生成水垢的钙、镁离子置换出来，从而使水得到软化。应用 离子交换软化法，可使锅炉给水的硬度达到合格标准。常用阳离子交换剂是钠离子交换剂强酸型 001 7（ 0强酸性、 0苯乙烯系、 1顺序号、 7交联度），凝胶型。 合格 不合格 离子交换树脂的物理性能（一） 形状：多为球形，填充状态好；水通过树脂层压力损失小；流量均匀；耐磨性能好；装填量大等优点。 粒度：目前国内外树脂的粒度一般为 0.31.2mm。 密度：湿真密度是指树脂的质量与其占有的体积（不包括树脂间的空隙）之比。 密度一般在 1.041.30
12、之间。 湿视密度是指树脂在工作状态下的堆积密度，即单位体积含有的树脂质量。 湿视密度湿树脂质量（ g）湿树脂体积（ mL） 水分：凝胶型树脂，其含水率可反映树脂的空隙率，即含水率愈大，树脂的孔隙率就愈大。 颜色：有白、 黄 、黑和褐等，是半透明或不透明的。值得注意的是， 树脂使用后颜色的变化，可能影响树脂的性能 . 离子交换树脂的物理性能（二） 耐磨性：是指耐磨程度，主要表现在树脂的年耗上（ 一般在 5左右）， 是一项重要的经济指标。 耐热性：一般阳离子交换树脂较阴离子交换树脂耐热性能好。阳离子交换树脂在 120 以下 ，氢型在 100 以下，阴离子交换树脂在 60 以下使用都是安全的。 阳离
13、子和阴离子交换树脂在冬季树脂都要做好防冻工作。 溶胀性： 干树脂浸泡于水中，体积胀大 ，成为湿树脂；强酸性阳离子树脂由钠型转变成氢型时，体积增大 5以上；强碱阴离子树脂由氯型转变成氢氧型时，体积增大 10。 （在装填新树脂时要注意留有膨胀量）。 溶解性：合成的离子交换树脂，大都是具有庞大骨架的高分子聚合物，是理想的不溶物。但是，对新投用的树脂，开始使用时有微量的溶解现象，又称 “ 胶溶 ” 现象。在生产过程中是化学反应不完全造成的，新投入运行的树脂，有时会发现出水带有颜色，就是发生胶溶现象的缘故。 阳离子交换剂工作原理（交换过程） 水中含有 交换剂 交换剂 水中含有 Ca（ HCO3） 2 2NaR CaR2 2NaHCO3 Mg（ HCO3） 2 2NaR MgR2 2NaHCO3 CaSO4 2NaR CaR2 Na2 SO4 MgSO4 2NaR MgR2 Na2SO4 CaCI2 2NaR CaR2 2NaCI MgCI2 2NaR MgR2 2NaCI 阳离子交换剂工作原理（再生过程） 失效的交换剂 大粒盐 再生后的交换剂 其它盐类 CaR2 2NaCI 2NaR CaCI2 MgR2 2NaC
