锅炉水质处理工艺改进及分析

摘　要：分析了工艺设备、问题及结垢腐蚀原因，并提出了整改措施。以锅炉水质处理作为中心，阐述了锅炉是心脏，水是血液，锅炉的水处理则是为心脏提供合格的血液，保证锅炉安全经济运行必不可少的手段。管理不善就会使锅炉的使用寿命缩短，能耗上升，发生事故，增加维修费用，生产和供暖得不到保障。

关键词：锅炉水质；软化；工艺改进
中图分类号：TK223    文献标识码：A    文章编号：
　　锅炉水处理技术是一门综合技术，对锅炉给水设备进水水质有着严格的水质要求。如果锅炉内使用硬水，在加热过程中钙盐和镁盐会在锅炉内壁上结成水垢，降低锅炉的热效率，增加能耗，有时还会堵塞管道，产生爆管事故，缩短锅炉的使用寿命。由于水处理工作的失误，造成腐蚀率增加，能耗增加，锅炉因结垢引起暴管、鼓包事故时有发生。因此，锅炉用水必须经过软化处理。可以预防结垢、使腐蚀减至最小、减少能量损失或燃料损耗、减少不必要的停炉或维修、降低维护费用、确保最佳热传递、延长锅炉使用寿命。由于某联锅炉房工艺设计、水质指标不合格等原因，造成了联合站内部供热管线、散热片腐蚀率过高、炉体结垢严重、燃气量增加等严重现象。针对锅炉房管网、水质处理系统、设备进行了工艺改造和设备优选，改善了水质指标，降低了结垢率、腐蚀率和燃料能耗，确保了某联合站生活供暖和生产保温的需要。
1工艺设备及问题
（1）改造前锅炉房工艺流程。生活用水由增加泵将压力提升至0.2MPa以上进入软水器，水经过软化后，进入高位软化水箱，然后再由增压泵将水输送至锅炉，锅炉分三条线去注水系统；另一条去污水系统；再一条去供电。
（2）存在问题。锅炉的水处理是保证锅炉安全、经济运行的重要环节，同时锅炉对水质要求较高，配套有专门的水处理装置来进行给水除硬、除氧。某联锅炉岗，在改造前有两台一备一用流量型全自动软水器，由于设备本身存在问题和工艺流程的原因，加上分析方法不正确，未及时检测等种种原因，使不合格的水供给锅炉，致使锅炉结垢，腐蚀率增加，严重的危及锅炉的安全运行，缩短了锅炉的使用寿命。
（3）造成的危害。由于水质工艺流程、设备使用的不完善，即没有除氧，也没有除铁，致使锅炉水质不合格。首先，造成了锅炉、供热设备的管线、闸阀腐蚀率增加，某联的供热散热片也频繁出现了腐蚀漏水现象，现已大部分更换。其次，造成锅炉结垢，垢厚平均达到2－3mm，有些局部达到了6－8mm。垢厚在2－3mm时，燃气耗费达到4%－6%，6－8mm的垢厚可耗费燃气达20%。同时锅炉受热面结垢时，本来通过金属壁面传递热量变成了金属层和垢层两层壁传递热量，此时传传热面积减少，由于垢层导热系数非常小，传热壁面加厚，使得阻力，大大增加，传热量明显降低，锅炉传热性能差。即使垢层仅有1mm厚也会降低蒸汽量，增高排烟温度，造成能源浪费。在沉积水垢的情况下，为了保持原有的蒸发量和蒸汽参数，就得多烧燃料以提高火焰和烟气温度，这部分多投入的燃料就是因结垢而造成的燃料损失。据粗略估算，受热面结1mm水垢，热效率下降5%，锅炉浪费燃料8%。最后，由于结垢、腐蚀增加，锅炉炉胆、锅筒、炉管就会发生变型、鼓包，严重时发生过热暴管，严重影响锅炉系统散热、影响介质流动、?浪费燃料，造成供热设备腐蚀穿孔、设备利用率下降，缩短锅炉的使用寿命。由表1可知水质各项指标均以超标。
表1锅炉给水水质指标化验表
　　　　项目

2结垢、腐蚀原因分析
　　根据锅炉水质化验的各项数据，锅炉的工艺流程以及设备，锅炉水处理的化学特性。锅炉水质不合格、结垢、腐蚀率增加的原因。
2.1设备的原因
　　在锅炉给水处理工艺过程中，除氧是一个非常关键的一个环节。氧是给水系统和锅炉的主要腐蚀性物质，给水中的氧应当迅速得到清除，否则它会腐蚀锅炉的给水系统和部件，腐蚀产物氧化铁会进入锅内，沉积或附着在锅炉管壁和受热面上，形成难容而传热不良的铁垢，而且腐蚀会造成管道内壁出现点坑，阻力系数增大。管道腐蚀严重时，甚至会发生管道爆炸事故。
2.2工艺的原因
　　水质经过除氧处理后，滤层深处溶解氧的含量已经很低，就使Fe(OH)3和Fe(OH)2有少量的铁离子解析出来，如果含铁进入给水中，将会提高给水硬度，同时铁含量也是锅炉给水的指标之一，因此必须在除氧之后加一套除铁设备。而锅炉房只是简单的除去了水中的氧，而没有除去水中的铁，造成了水质不合格，锅炉结垢、腐蚀率增加。
2.3分析方法不正确
　　某联合站锅炉房在以前，一直使用的是老式的钠离子交换器，而锅炉房现在使用的是相对比较先进的常温过滤式除氧器和进口软水器，但化验分析方法却一直沿用以前老式的分析方法，使化验数据出现误差，没有能掌握准确的第一手水质数据资料。
2.4人员误操作
　　由于水质指标不合格，在炉内形成了大量的杂质沉淀，人员排污操作不定期，时排时不排；软水器运行时，加盐不及时，树脂失效等等。
3整改措施
（1）提高司炉人员的技术素质。某联站领导首先对锅炉房的司炉人员要求持证上岗，针对联合站的锅炉，对他们进行了有针对性的技术培训，增强锅炉和水质处理的知识，熟练掌握锅炉房的工艺流程和操作规程，严厉杜绝“三违”现象的发生，强化司炉人员的敬业工作作风。
（2）优化供暖流程。采用了生活供暖和生产保温分开的供热模式，注水系统、办公室、中控室、库房、维修班、化验室均使用水暖。
（3）优化水质处理工艺。某联锅炉岗运用新的化验分析方法，对锅炉房的水质进行了严格的水质化验，确保了水质指标的严肃性、完整性、科学性。然后根据水质指标确定锅炉房的水质处理工艺。生活水--泵--软水器--除氧气--高位软水箱--提升泵--锅炉。工艺流程见图1。

                                    图1工艺流程图
4水质处理的性质
（1）锅炉水处理的主要内容是水的软化，防止锅炉结垢之前将其进行软化处理，即除去水中的钙、镁离子，把水中能引起锅炉结垢，腐蚀的盐类及其他杂质先行去除，使给水符合国家规定的水质标准。水的硬度主要由其中的阳离子:钙 （Ca2+）、镁（Mg2+）离子构成的。当含有硬度离子的原水通过软水器内树脂层时，水中的钙、镁离子被树脂吸附，同时交换释放出钠离子。这样从软水器内流出的水就是去掉了硬度离子的软化水，当吸附钙、镁离子的树脂达到一定程度后，出水硬度增大，此时软水器自 动进行失效树脂的再生工作，再生过程就是用盐箱中的食盐冲洗树脂层，把树脂上的硬度离子再置换出来，随再生废液排出罐外，树脂就又恢复了软水交换的能力。使失效的树脂重新恢复至钠型树脂。由于锅炉给水中的溶解氧会腐蚀锅炉钢板，降低锅炉使用寿命，危及锅炉运行安全，因此必须进行彻底除氧处理。去除溶于水中的氧气，对于防止锅炉或其它用水设备的腐蚀，保证其安全经济运行有着重要的意义。除氧化学反应式为。 2Fe+2 +2H2O+O2→2Fe（OH）2↓；2Fe（OH）2+ H2O+1/2O2→2Fe（OH）3? ? 分析表明，反应生成物Fe(OH)3为松软絮状物，当其累积到一定程度后，即通入反洗水将其冲洗掉，恢复到初始的除氧能力。但由于海绵铁是特殊制成的疏松多孔料状物，用作交换介质，大大简化了操作程序，且易反洗、可重复作用，达到了简单实用，高效稳定的除氧效果。水质经过除氧处理后，不能使Fe(OH)2全部氧化成Fe(OH)3，因此在出水中含有少量的Fe+2，一般在0.5～0.8mg／L，增加的少量铁对热水锅炉仍符合国家规定的水质标准。
（2）存在问题。软化水设备是将水中的钙、镁离子置换成钠盐使锅水中含盐量增加，增加排污量；由于设备自动冲排洗，导致用盐量增加。存在着人为操作失误问题；残余硬度、腐蚀产物的存在，结垢是存在的，只是缓慢而已，应进行药剂配合水处理；再生和清洗树脂时用水量大，浪费资源。
5结束语
　　必须结合炉型和实际情况，根据锅炉热力参数、水质、吨位、负荷变化、经济条件等情况综合考虑，因地制宜选用。要时刻关注新技术、新材料、新成果，勇于探索和改进创新，寻求处理效果好的锅炉给水处理方式，保证高效经济、稳定安全运行。
参考文献：
[1] 肖永胜，郭传顺.低压锅炉水处理技术[M].哈尔滨工程大学出版社，1998. 本文链接：http://www.qk112.com/lwfw/sklw/slgc/250800.html