《{设备管理}锅炉水处理原理与设备讲义》由会员分享，可在线阅读，更多相关《{设备管理}锅炉水处理原理与设备讲义（39页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第八章 锅炉水处理原理与设备,第一节 水中的杂质和水质指标 一、水中的杂质 按其颗粒大小的不同可分成三类： 1、悬浮物 水流动时呈悬浮状态存在，但不溶于水的颗粒物质； 其颗粒直径在10-4mm以上； 通过滤纸可以被分离出来； 主要是砂子，粘土以及动植物的腐败物质。,2、胶体 颗粒直径在10-6-10-4mm之间的微粒； 许多分子和离子的集合体； 通过混凝作用分离出来； 天然水中的有机胶体多半是由动植物腐烂和分解后生生成的腐植质，同时还带有一部分矿物胶质体，主要是铁、铝和硅等的化合物。,3、溶解物质 主要是钙、镁、钾、钠等盐类和一些溶解气体； 盐类大都是以离子状态存在，其颗粒小于10-6mm。离
2、子是由于水溶解了某些矿物质而带入的； 溶解气体主要有氧气和二氧化碳。,二、水中杂质的危害,1、溶解盐类 会析出或浓缩沉淀出来： 一部分形成锅水中的悬游杂质水渣， 另一部分附着受热面的内壁上水垢。 2、溶解气体 对锅炉的受热面产生化学腐蚀。,锅炉水处理的主要任务： 降低水中钙、镁盐类的含量（俗称软化），防止锅内结垢现象， 减少水中的溶解气体（俗称除氧），以减轻对受热面的腐蚀。 锅外水处理 锅内水处理,三、水质指标,1、悬浮固形物 水通过滤纸后被分离出来的固形物，经干燥至恒重。 它的含量是以1L水中所含固形物的mg数来表示，即（mg/L)。 2、溶解固形物 将已被分离出悬浮固形物后的水，经蒸发、干
3、燥后所得的残渣，单位为mg/L。 通常用溶解固形物作为含盐量的近似值。,3硬度 把水中钙（Ca2+) 、镁（Mg2+）离子的总含量称为总硬度（ H)，单位：mmol/L。 溶解于水中的重碳酸钙Ca(HCO3)2、重碳酸镁Mg(HC03)2和钙、镁的碳酸盐称为碳酸盐硬度（ HT) ，又称为暂时硬度。 水的总硬度和碳酸盐硬度之差就是非碳酸盐硬度（HFT)，又叫永久硬度。 H=HT+HFT,4、碱度（A) 指水中含有能接受氢离子的物质的量。 主要由HCO3-和CO32-的盐类组成。碱度的单位用mmol/L表示。 水中所含的各种硬度和碱度，它们之间有内在的联系和制约。 5、相对碱度 指锅水中氢氧根碱度
4、折算成NaOH的含量和溶解固形物含量之比值。 相对碱度是为防止锅炉苛性脆化而规定的一项技术指标，我国规定必须小于0.2。,6、pH值 表示水的酸碱性指标。 天然水的pH值一般在6 -8.5范围内。 呈酸性的水会对金属有腐蚀性，因此锅炉给水都要求pH7，而锅水的pH值通常控制在10-12。 7、溶解氧 水温愈高，则气体溶解度愈小。 对压力较高、容量较大的锅炉，给水必须除去溶解氧。含氧量的单位是mg/L。,8、磷酸根 为消除锅炉给水带入汽锅的残留硬度，或为了防止汽锅内壁腐蚀，向锅内加入一定量的磷酸盐。 9、亚硫酸根 给水中的溶解氧可用化学方法去除，常用的化学药剂为亚硫酸钠。 10、含油量 天然水一
5、般不含油，可是蒸汽的凝结水或给水在使用过程中有可能混入油类。 锅水含油及碱类等物质，在水位表面易形成泡沫层，使蒸汽带水量增加。,四、水质标准,见教材表10-2、10-3、10-4。 见相关锅炉手册。,第二节 钠离子交换软化,通常采用阳离子交换法。 阳离子型离子交换剂由阳离子和负荷阴离子根（R）组成 过去：钠氟石、磺化煤（交换容量小、化学稳定性差、机械强度不好、易碎） 现在：合成离子交换树脂（强酸性苯乙烯系和丙烯酸系，交换能力大、机械强度和工作稳定性好） 常用的阳离子交换水处理有钠离子、氢离子和铵离子交换等。,第二节 钠离子交换软化,一、钠离子交换软化原理,第二节 钠离子交换软化,一、钠离子交换
6、软化原理 （1）经钠离子交换后，水中的钙镁盐类都变成钠盐 （2）水中的重碳酸盐碱度均转变为钠盐碱度，钠离子交换只能软化水，不能除碱 （3）由于钠离子当量值比钙镁离子大，交换后含盐量有所增加 失效后钠离子交换剂使用浓度为5-8%的NaCl溶液进行还原（再生）,二、固定床钠离子交换设备及其运行 运行中离子交换剂层是固定不动的，通常使原水由上而下不断地通过交换剂层。 按再生运行方式分为： 顺流再生：交换运行时水流方向和再生时还 原液流动方向一致。 逆流再生：交换运行时水流方向和再生时还 原液流动方向不一致。,（一）顺流再生 都是由上向下流动。 1、钠离子交换器构造 2、钠离子交换器的运行 1）软化：
7、原水进入交换器内分配漏斗，自上而 下均匀地流过交换剂层，软水由底部 集水装置汇集，送往软化水箱。,2）反洗：目的是松动软化时被压实了的交 换剂层，同时带走交换剂表层的 污物和杂质。具有一定压力的反 洗水自下而上通过交换剂层，从 顶部排出。 3）还原（再生）：目的使失效的交换剂恢复交换 能力。盐液由顶部多个辐射型 喷嘴喷出，流过失效的交换 剂，废盐液经底部集水装置汇 集排出。 下面的交换剂，再生程度差， 增大了盐液的耗量。,4）正洗：目的是清除交换剂中残余的再生剂 和再生产物。正洗水由交换器上进 下出。通常将含有盐分的正洗水送 入反洗水箱存起来，供下次反洗时 使用。 顺流再生固定床 优点：结构简
8、单、运行维修方便，水质适应性 强。 缺点：再生效果差，盐液耗量大。,（二）逆流再生 克服了顺流再生时底部交换剂再生较差的缺陷。 再生液由下进入，流速较高时和反洗时一样使交换剂层产生扰动，交换剂上下层次被打乱，称为乱层。 1、见结构图（看教材） 2、运行步骤（小反洗、排水、顶压、反洗、小正洗、正洗）,三、钠离子交换系统 当原水硬度小于8mmol/L时，采用单级钠离子交换。 当原水硬度大于8mmol/L时，采用双级钠离子交换。,第三节 离子交换除碱 一、氢钠离子交换原理及系统 二、铵钠离子交换原理及系统 三、部分钠离子、部分氢离子交换原理及系统,（一）软化流程 原水从交换塔底部进入上升，与从塔顶送
9、入的树脂进行逆流、悬浮状离子交换，原水由塔顶溢流槽，饱和树脂最后落入塔底借喷射器被送至再生塔顶部。 （二）再生流程 饱和树脂经再生塔上段与自下而上的再生液相遇进行逆流再生，再生液由上部的废液管排出。,第四节 流动床离子交换,（三）清洗流程 树脂下落至再生塔下段，与自下而上的清洗水逆向接触，进入清洗段的下面，被水压送至交换塔顶部。清洗水一股向上流，作清洗用，另一股向下流，输送再生树脂。 敞开式装置不承受压力，可用塑料制作； 设备简单，加工容易； 不需自控装置，可连续稳定运行； 还原液耗量较低，出水质量较高。,第六节 其它水处理方法,对小型锅炉采用简易水处理方法。 一、锅内水处理 （一）钠盐法（加
10、碱法） 常用的有磷酸三钠、纯碱（碳酸钠）和火碱（氢氧化钠）。 必须加强排污管理。,（二）有机胶法 （三）复合防垢剂 （四）石墨法 二、物理水处理 磁化法和高频（电场）水性改变法。 三、电渗析水处理 在直流电场的作用下，利用阴阳离子交换膜对溶液中阴阳离子的选择透过性，将溶液中溶质和水进行分类,第八节 水的除氧,化学腐蚀,第八节 水的除氧,电化学腐蚀 阴极去极化剂（H+、O2） 阳极去极化剂（OH-）,第八节 水的除氧,气体溶解定律（亨利定律） 任何气体在水中的溶解度是与此气体在水界面上的分压力成正比的。 热力除氧 真空除氧 解吸除氧 化学除氧,一、热力除氧 热力除氧不仅除去水中溶解氧，而且同时除
11、去其他溶解气体，使碱度有所降低。 供热锅炉给水热力除氧都采用大气式热力除氧器，除氧器内保持的压力较低，一般为0.02MPa（表压力）。在此压力下，汽水的饱和温度为102-104 。,1脱气塔；2贮水箱；3排气冷却器；4安全水封；5压力表；6水位表,1壳体；2接安全阀；3配水管；4上进汽管； 5下进汽管；6喷嘴；7淋水盘；8挡水板； 9进水管；10 形填料；11排气管,二、真空除氧 利用低温水在真空状态下达到沸腾，从而达到除氧的目的。 除氧器的真空可借蒸汽喷射泵或水喷射泵来达到。 为了保证真空除氧效果，整个系统要求有良好的密封性能。 在运行时，除氧水箱内的水位波动会影响到真空度的变化，为此，控制
12、除氧水箱的液位，以保持稳定，是很有必要的。 真空除氧比大气式热力除氧有以下优点： 1、可以不用蒸汽，锅炉给水温度低，便于充分利用省煤器，降低锅炉排烟温度。 2、与热力除氧一样，要考虑给水泵的气蚀问题，因此除氧水箱都必须放在一定的标高位置上，这就给小型锅炉房的布置带来一定的麻烦。,三、解析除氧 将不含氧的气体与要除氧的软水强烈混合，由于不含氧气体中的氧分压力为零，软水中的氧就大量地扩散到无氧气体中去，从而使软水的含氧量降低，以达到其除氧的目的。 解吸除氧装置简单，设备耗钢少，运行费用省。除氧后给水温度低、锅炉省煤器效用就大。,1水泵；2水喷射器；3扩散器；4水气混合管；5解吸器；6挡板；7反应器
13、；8给水箱；9浮板；10水分离器；11水封箱,四、化学除氧 常用的化学除氧有钢屑除氧和药剂除氧。 （1）钢屑除氧是使含有溶解氧的水流经钢屑过滤器，钢屑与氧反应，生成氧化铁，达到水被除氧的目的。其反应式为： 3Fe+202=Fe304 水温愈高，反应速度愈快，除氧效果愈好。水与钢屑接触时愈长，反应效果也佳。所需反应接触时间又与水温有关。,（2）药剂除氧 向水中加药，使其与水中溶解氧化合成无腐蚀性物质，以达到给水除氧的目的。常用的药剂为亚硫酸： 2Na2SO3+02=2Na2S04 药剂除氧装置简单，操作方便，适用于小型锅炉。,（3）电化学除氧 人为的在除氧器中使一种金属发生电化学腐蚀，当水流经除氧器时将水中溶解的氧消耗，已达到除氧的目的。 （4）树脂除氧 以树脂为载体，将贵金属粒子牢固吸附在其表面，最后进行活化处理。向待除氧的水通入氢气，水中的溶解氧与氢气经触媒型树脂的催化作用化合成水。这种除氧方法的工艺设备和系统，尚处于逐步完善过程中。,第九节 锅炉排污,连续排污（表面排污） 排除锅水中的盐分杂质。由于上锅筒蒸发面附近的盐分浓度较高，连续排污管设置在低水位下面 定期排污 排除锅水中的水渣，同时排除盐分。定期排污管设置在下锅筒的底部或下集箱的底部,
