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搞好锅炉水质处理工作 , 直接关系到锅炉安全经济运行 和使用寿命。本章将对锅炉水处理基本知识、锅炉水质标准、 常用水处理方法和国内外自动软水器进行扼要介绍 , 以满足司炉人员对水处理技术有所了解 , 配合水处理专职人员 , 共同将锅炉水处理工作搞好。
锅炉用水的质量好坏 , 是锅炉安全经济运行的重要因素。 因而 , 学习和掌握水的一些基本性质 , 采取适当的水处理措 施 , 对水处理管理和司炉人员就显得十分必要。
一、天然水的种类及特点
水是地球上分布最广的物质中的一种。被海洋、江河、湖所覆盖的面积 , 约占地球表面的三分之二。天然水按其来源 可分为三种 :
1. 雨水
雨水一般不含矿物杂质。因其溶解能力很大 , 当以雨雪等形式从空中降落时 , 会吸收和溶解一些来自空气中的气体 , 如氧、氮、二氧化碳、尘埃和细菌等杂质。雨水的硬度和含 盐量都很低。但是 , 由于雨水收集积存困难 , 所以不能作为锅炉供水的水源。
2. 地表水
地表水主要包括 : 江水、河水、湖水、水库水等。因其 矿化度小 , 因此硬度较低 , 但因表面径流和地下渗流的结果 往往混入不溶或可溶性杂质 : 如泥沙、动植物残骸及可溶性盐类。地表水的成分 , 随地区的不同 , 其成分有较大的差别。 就同一地区的地表水 , 随季节的不同 , 也有较大的波动 , 在 夏季洪汛期 , 水中的盐类被雨水或冰雪融化 , 水被冲淡 , 因此硬度和含盐量会大大减少 , 混浊度却会急剧增高 , 冬季则相反。地表水经处理后 , 可作为锅炉给水。
应当指出 , 海水亦属地表水 , 但由于它含盐量高 , 硬度大 , 如不经处理不但不能作锅炉用水 , 也不能饮用。
3. 地下水
地下水包括 : 井水、泉水、自流水。由于经过地层的渗透过滤 , 通常悬浮杂质较少 , 水的透明度较高。但因水具有较强的溶解性 , 从空气中吸收了二氧化碳之后溶解能力更 强 , 在透过不同岩石层时 , 便溶入了各种无机盐类。地下水 溶解矿物质的程度决定于土质中矿物质的成分、接触时间和水流经路程的长短。
一般地下水水质是比较稳定的 , 受季节变化影响较小 , 但是水中的含盐量和硬度却是比较大的 , 经过处理之后可作锅炉给水。
二、天然水的分类
1. 按硬度来分
(1) 低硬度水 : 硬度为 1.0 mmol/l以下 ;
(2) 一般硬度水 : 硬度为 1.0~3.5mmol/l;
(3) 较高硬度水 : 硬度为 3.5~6.0iiienol/l;
(4) 高硬度水 : 硬度为 6.0~9.0mmol/l;
(5 〉极高硬度水 ： 硬度为 9.0mmol/l 以上。
2. 按含盐量来分
(1) 低含盐量水 : 含盐量为 200 mg/l 以下 ;
(2) 中等含盐量水 : 含盐量为 200~500 mg/l;
(3) 较高含盐量水 : 含盐量为 500~1000mg/l；
(4) 高含盐量水 : 含盐量为 1000mg/l 以上。
3. 按硬度与碱度的关系来分
(1) 非碱性水 ： 水中总硬度大于总碱度 ,
(2) 碱性水 : 水中总碱度大于总硬度 ,
(3) 碳酸盐型水 : 水中暂硬大于永硬 ,
(4) 非碳酸盐型水 : 水中暂硬小于永硬 ,
我国地域辽阔 , 水质情况很复杂 , 较大多数是非碱性的 碳酸盐型水 , 它的钙硬度占总硬度的 70 × 10-2 左右 , 含盐量 为中等 , 硅酸盐含量在 20mg/l 以下 , 悬浮物的含量变化较 大。
三、天然水中杂质及其对锅炉的危害
天然水中含有各种杂质 , 按其颗粒大小不同 , 可以分为三类 :
1. 悬浮物质
悬浮物质颗粒直径在 10-4mm 以上的杂质 , 这些杂质构成了天然水的浑浊度和色度 , 悬浮物质在水中是不稳定的 , 其 较轻物质浮于水面 ( 如油脂等 ), 较重物质静置时会下降 ( 如 沙石、粘土和动植物尸体碎片和纤维等 ) 。
悬浮物的存在会影响离子交换设备及锅炉的安全经济运行 , 如果它们在离子交挠器内沉积 , 将会使离子交换剂受到 污染 , 从而使其交换容量降低 , 周期出水量减少 , 并影响离 子交换器的出水质量。如果悬浮物直接进入锅炉 , 它会在锅 筒内沉积 , 使传热情况变坏 , 金属因过热损坏而发生事故。
2. 胶体物质
胶体物质是指颗粒直径在 10-4~10-6mm 之间的杂质。天然水中的胶体 , 一类是硅、铁、铝等矿物质胶体 ; 另一类 是由动植物腐败后的腐殖质形成的有机胶体。由于胶体表面 带有同性电荷 , 它们的颗粒之间互相排斥 , 所以颗粒不能长大 , 不能靠重力下降 , 所以可在水中稳定存在。若不除去水 中的胶体物质 , 将会使锅炉结成难以去除的坚硬水垢 ， 并使锅水产生大量泡沫 , 引起汽水共腾 , 污染蒸汽品质 , 影响锅炉的正常运行。
3. 溶解物质
水中溶解的物质主要是气体和矿物质的盐类 , 它们都以分子或离子状态存在于水中 , 粒径在 10-hm 以下。水中溶解的气体都以分子状态存在。能够引起锅炉腐蚀 的有害气体主要是氧气和二氧化碳气体 , 有时还有些硫化氢 气体。氧是由大气中溶解进去的 , 二氧化碳和硫化氢是有机 物分解或氧化而产生的。水中溶解的盐类都是以离子状态存在的。它们是由于地层中矿物质溶解而来的。天然水中溶解的盐类主要是钙,镁,钾,钠的碳酸氢盐 ,氯化物和硫酸盐等。这些杂质若不除去 , 会造成锅炉结垢、腐 蚀和污染蒸汽品质,使锅炉金属过热变形、腐蚀穿孔、缩短 锅炉使用寿命、浪费燃料、降低锅炉热效率 , 或者产生汽水共腾, 以至发生堵管、爆管等重大事故 , 破坏锅炉的安全经济运行。
四、锅炉用水分类
锅炉用水 , 根据其部位和作用不同 , 一般可分为以下几种 :
1. 原水 ( 源水 )
又称生水 , 凡指未经任何处理的天然水。原水主要来自江河水、井水或城市自来水等。
2. 给水
直接进入锅炉 , 被锅炉蒸发或加热使用的水称为锅炉给水。给水通常由补给水和生产回水两部分混合而成。
3. 补给水
锅炉在运行中由于取样、排污、泄漏等要损失掉一部分水，而且生产回水被污染不能回收利用 , 或无蒸汽回水时 , 都 必须补充符合水质要求的水 , 这部分水叫补给水。补给水是 锅炉给水中除去一定量的生产回收外 , 补充供给的那一部分。因为锅炉给水有二定的质量要求 , 所以补给水一般都要经过 适当的处理。当锅炉没有生产回水时 , 补给水就等于给水。
4. 生产回水
当蒸汽或热水的热能利用之后 , 其凝结水或低温水应尽量回收 , 循环使用这部分水称为生产回水。提高给水中回水 所占的比例 , 不仅可以改善水质 , 而且可以减少生产补给水 的工作量。如果蒸汽或热水在生产流程中已被严重污染 , 那 就不能进行回收。
5. 软化水
原水经过软化处理 , 使总硬度达到一定的标准 , 这种水 称为软化水。简称软水。
6. 锅水
正在运行的锅炉本系统中流动着的水称为锅炉水。简称锅水。
7. 排污水
为了除去锅水中的杂质 ( 过量的盐分、碱度等 ) 和悬浮性水渣 , 以保证锅炉水质符合 gb1576 水质标准的要求 , 就必 须从锅炉的一定部位排放掉一部分锅水 , 这部分水称为排污水。
8. 冷却水
锅炉运行中用于冷却锅炉某一附属设备的水 , 称为冷却水。冷却水往往是生水。