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1、锅炉水处理介绍,Nalco,锅炉的功能和类别,锅炉的功能,带压、产生高温蒸汽 转变化学能为动能 因需要而有各种不同大小型式的锅炉 可操作的压力范围很大,锅炉的类别,从热能交换的方式 火管锅炉 水管锅炉,锅炉使用中所遇到的问题,腐蚀 结垢,锅炉水处理的目的,防止炉内腐蚀 防止锅炉结垢的发生 防止冷凝系统的腐蚀,锅炉水处理的方式,给水处理 物理处理 化学处理 冷凝系统处理 化学处理,锅炉给水水质处理,物理处理：设备软化、脱氧 化学处理：药剂处理方案,Make-up Water,Primary Pretreatment,Secondary Pretreatment,Condensate,Steam
2、Header,Boiler,Deaerator,Chemical Feed Systems,Feedwater,Blowdown,锅炉给水物理处理的目的,去除硬度及其他溶解度较低的金属离子或盐类，防止结垢 去除溶解氧，防止氧腐蚀,硬度对锅炉的危害,在炉内形成结垢 能源的损失 由于热量传输的减少，导致管道金属过热甚至爆裂，造成对安全的威胁 垢下腐蚀 由于高浓度的碱（通常为NaOH）形成的,钙、镁、钠 离 子 溶 解 度 对 照 表,垢的形成机理,不溶性硬度的沉积 Ca(HCO3 )2 + 热量 - CaCO3 + H2O + CO2 Mg+2 + OH- - MgOH+ H2SiO3 - H+
3、+ HSiO3- MgOH+ + HSiO3- - MgSiO3 + H2O 水汽蒸发后溶解度超过其饱和浓度形成的结晶，如CaSO4, SiO2,锅炉结垢的控制,通过软化器进行软化处理，通常的方式有 阳床（形成酸） 钠床（形成软化水） 化学处理进行阻垢 炉内处理剂 形成易移除的沉淀 保持硬度始终溶在水中 炉水含盐量（电导率）的控制 排污控制,锅炉给水软化设备 原理及操作,Ca, Mg,Na, Na,Calcium Magnesium,Sodium,Sodium,Sodium,Sodium,Sodium,Sodium,离子交换过程,Calcium,Sodium Sodium,Magnesium,
4、Calcium,Magnesium,软化器再生的四个步骤,软化器失效的主要因素,实际进水中的硬度与设计采用的硬度不符，软化器的有效使用时间缩短 自动再生的软化器长期使用后由于可再生树脂量的减少而失效 每次树脂再生后必有一部分成为不可再生树脂 树脂在再生时会因摩擦而导致破裂 软化器的前处理如滤床及活性碳床失效，导致树脂被氧化、有机物污染、过度物理破损而失效 再生过程中树脂床发生异常，产生不完全再生、沟流等情况 软化器使用时前后的压差过大，树脂破损过度,软化器的日常检查,1、检查实际的树脂总量,树脂量3.14软化器半径2树脂床高度,2、检查单位树脂的实际产水量,影响产水量的因素 进水的硬度 树脂的
5、总量和树脂的交换能力 机械因素 喷嘴的情况 设计时对氯化物及硫酸盐等的考虑 分配器的效率 树脂的再生率 水流速度 如果实际出水率与设计的相差20以上，必须马上检查原因,3、检查树脂的物化情况,对树脂进行采样检查 采样的方法 检查内容 表面污染 破裂情况 交换能力(2meq/l) 如对树脂样的检查发现其交换能力差且有较多的污染物，必须更换树脂或对树脂进行处理,4、检查软化器的设备情况,检查过滤器情况、支撑床的情况 检查喷嘴、分配头、支撑介质等的情况,5、检查压降情况,在软化器有压力表的情况下可通过对压降的检查检测软化器的工作情况 影响压降的因素 水温 水流速度,6、检查水流速度,软化器通常都有一
6、个设计的流量，绝大多数的软化器的水流工作速度为24gpm(US)/立方英尺树脂 水流速度过快会严重影响软化器交换的能力，使其交换效率下降,7、检查反洗速率,最好的反洗速度为在树脂不流失情况下的最大水流速 通过软化器的供应商提供最佳的反洗速率 持续时间通常为3040分钟，至出水干净为止,8、检查用盐量,正常的用盐量为1520lbs/立方英尺的树脂 用盐量越大，软化器的交换能力越高 检查盐水的浓度，通常盐水的浓度为饱和浓度的90或2325（W/W)的盐水,9、检查盐水强度（3030）,盐水通常通过引流装置进入软化器 引流装置同样会对盐水浓度进行稀释到810 最有效率的盐水浓度为8或30度的盐量单位
7、（salometer） 检查稀释后的盐水与树脂的接触时间（通常在30度盐量单位的盐水接触的理想时间为30分钟） 检查稀释后的盐水的流速（1gpm/ft3树脂）,10、检查漂洗流速,慢洗通常为1gpm/ft3树脂 持续时间约为30分钟 快洗通常为1.5gpm/ft3树脂 持续时间约为3040分钟,炉水的化学阻垢方法,结垢的化学处理方法,磷酸盐类(Phosphate residual) 螯合剂类（Chelants） 高分子类(All-polymer),磷酸盐处理方案,将钙转成磷酸钙型式 主要的磷酸盐处理方案所用的化学品 正磷：如磷酸钠、磷酸氢钠等 聚磷：六偏磷酸钠等,磷酸盐方案的优点,容易检测和控
8、制 对给水的纯度要求不高 能在高压下使用 较易被接收 FDA和USDA许可 残余的正磷无腐蚀 保持较高的正磷的余量能在系统硬度泄漏时很快起作用 费用较低,磷酸盐方案的缺点,在炉水中产生大量的沉积物 过高的碱度有可能会导致腐蚀 需要较多的排污 在以上情况下会导致能耗上升，化学品用量增加 有可能会产生结垢 通常需要同时使用分散剂，以防止沉积物形成垢,全有机(All-polymer)处理方案,不含螯合剂或磷，为全聚合物，也无需分散剂 对钙镁离子使其保持溶解，对铁和其他离子使其得到分散效果 对锅炉金属无腐蚀,全有机处理方案的优点,对锅炉本体无侵蚀性 提供更清洁的处理效果 硬度能保持100的溶解状态 不
9、挥发保证锅炉蒸汽的质量 可对锅炉的硬度进行检测 对锅炉本体可进行良好的钝化防止腐蚀,全有机方案的缺点,锅炉的压力必须在1000psig以下 需要稳定的较低硬度的给水 有可能会产生氨 目前在国标中无该类的控制指标,炉水含盐量的控制,排污处理 自动排污：表面排污，通常连续进行 人工排污：底排污，为间断性排污,锅炉腐蚀的控制,锅炉腐蚀,腐蚀的种类 氧腐蚀（通常发生） 碱度腐蚀 碱腐蚀 酸腐蚀 螯合剂腐蚀 侵蚀,氧腐蚀,在锅炉的全系统均可能会产生氧腐蚀 氧腐蚀机理与其他的氧腐蚀机理相同 影响氧腐蚀的因素有： 氧的浓度 温度 pH,氧气对锅炉所产生的危害,金属表面点蚀 增加炉水中铁的含量 增高炉水中总溶
10、解固体物（TDS） 发生电位腐蚀,溶解氧的去除,热力除氧器 化学除氧剂,热力脱氧设备原理及操作,Spray Deaerator,Tray Deaerator,脱气原理,水被分散成小水滴 水温上升水中CO2及O2自水中逸出 CO2和O2从排气阀排出大气中,26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0,60,80,100,120,140,160,180,200,220,240,10 psi 5 psi 0 10“ VAC,Oxygen - ppm,纯水中溶解氧含量与温度压力关系, Check to see that the deaerator is venting st
11、eam,化学除氧剂种类及原理,传统的除氧剂 亚硫酸盐 联胺（ N2H4 ）X 非传统的除氧剂（纳尔科产品） Elimin-Ox Sur-Gard,亚硫酸盐（N780）,与氧作化学反应 从锅炉给水中除去溶解氧 降低锅炉的腐蚀发生 符合食品规范 无钝化金属的作用,亚硫酸盐化学反应式,2SO32O22SO42,Elimin-Ox,全挥发性除氧剂 高效能除氧剂 减少锅炉腐蚀发生 锅炉金属钝化剂,Sur-Gard,非挥发性除氧剂 高效能除氧剂 减少锅炉腐蚀发生 锅炉金属钝化剂 符合FDA,碱度腐蚀,pH对腐蚀的影响,碱腐蚀,碱对锅炉的危害,有两种形式的危害是由高浓度的碱（NaOH）造成的 碱腐蚀 碱脆,
12、碱腐蚀,通常在高压锅炉内发生 只有在锅炉内产生沉积后发生 集中在锅炉本体 也称为碱蚀 金属不会脆化,碱脆,是一种特殊的强度脆裂 产生条件 有碱的浓缩发生 金属处于高强度下 必须有硅的存在,其他腐蚀,给水酸度较高 水中有有机物 螯合剂腐蚀 气泡的侵蚀,蒸汽冷凝水系统,Pretreatment,Softening,Steam Condensate System,Boiler,OR,OR,Surge Tank,Returned Condensate,Process,Process,Steam Turbine,Steam,Knockout Pot or Flash Tank,Water,Steam,C
13、O2,Oxygen,Ca+ and Mg+,Steam/Condensate System,Condensate,Steam Header,Boiler,冷凝水系统的主要问题腐蚀,蒸汽冷凝系统腐蚀原因,炉水中碱度解离产生CO2 CO2随蒸汽逸出锅炉 CO2随蒸汽冷凝而成碳酸，冷凝水成酸性，腐蚀冷凝水系统管道 冷凝水设备有泄漏，造成外界空气的进入，形成氧腐蚀,蒸汽冷凝水系统的保护,冷凝水系统的化学处理 缓蚀剂,冷凝水系统缓蚀剂功能,中和保护：提高冷凝水pH值，维持pH在弱碱性,中和碳酸 膜保护：在冷凝水管路金属表面形成保护膜，防止碳酸腐蚀,锅炉的停炉处理,停炉处理的原因,停炉后，炉水会产生腐蚀
14、外界如有空气进入，会发生腐蚀,锅炉停炉处理的方式,湿式保存小于30天 干式保存大于30天,湿式保存,使用脱盐水或锅炉给水 调节炉水pH，使pH10.0 使用除氧剂,干式保存,炉内吹干避免有水汽存在炉内 使用氮气封炉 压力维持5PSI，防止氧气在炉内,锅炉检查,锅炉检查前的准备,对历史记录数据的回顾 安全设施的保障 检查用的设备及记录表格,火侧检查,任何锅炉的检查通常从对火侧的检查开始 检查内容 燃烧情况：辐射区的形状，炉渣 设备情况： 水的泄漏与管道的结缝 烟道的情况 水管的情况形状、颜色等,汽包检查,检查水线的情况泡沫或挟带 检查管道（给水管、排污管）情况连接情况或堵塞情况 检查包内的腐蚀或结垢情况，对腐蚀或结垢产物进行取样 腐蚀：氧腐蚀、点蚀、酸腐蚀、侵蚀 结垢：颜色、厚度、部位,泥包检查,片状垢物的位置 排污情况 其他设备情况,锅炉水处理要点,控制软化水质量 要求：硬度1ppm以CaCO3计 排污控制 要求电导率在方案的控制范围内 表面排污的控制 定期的锅炉底排污 热力除氧控制 除氧器的各项指标是否在控制范围内,问题？,
