《工业水处理技术》第九讲工业锅炉水处理知识汇总

工业锅炉水处理的基本常识
※工业锅炉的用水为什么必须要进行处理
工业锅炉用水的水源一般为自来水和地下水，这些看上去清澈透明的水中却存在着许多杂质物质，它们在锅炉的运行过程中会生成导热性很差的水垢，并且腐蚀锅炉金属，严重危害锅炉的运行。

工业锅炉的水处理就是为了去除给水中的这些有害杂质或者避免它们对锅炉造成的危害。

※水质不良对锅炉的主要危害
●结垢：水垢的导热性极差，其导热率仅为锅炉钢板的1%左右，由于严重影响了锅炉的热传导，因此必须靠提高炉膛温度来保证蒸发量，锅炉的进煤量和鼓、引风量都要被迫加大，排烟的热损失增加，煤中的固定炭燃烧不充分，锅炉处于不良的燃烧状态，锅炉的热效率大幅降低。

●腐蚀：由于水质不良引起的锅炉腐蚀主要有以下三种：
☆氧腐蚀：其特点是局部的点状腐蚀，穿透性非常强，对锅炉的安全运行危害极大。

☆苛性脆化：是由于锅水碱度长期过高所至，其危害是破坏了金属的内部结构，使锅炉金属的强度降低。

☆垢下腐蚀（铁腐蚀）：锅水中的铁离子会在锅炉内形成高价铁质水垢，这种水垢能够加快其垢下金属铁的腐蚀，并生成新的水垢，形成铁腐蚀的恶性循环。

因此国家“工业锅炉水质”标准，对锅炉给水中的铁离子含量提出了明确的要求。

●汽水共腾
汽水共腾现象是由于锅水中的溶解固形物及油脂、有机物等成分过高引起。

其主要危害是蒸汽受到严重污染，甚至造成不能使用；水位计内出现气泡，不能正常显示锅炉水位，水位自控系统完全失灵，对锅炉的安全危害极大。

锅炉水处理的基本知识第一节概述水是锅炉的主要工质，被誉为锅炉的血液。

水质的优劣直接关系到锅炉能否安全经济运行。

水是一种溶解能力很强的溶剂，他能溶解大气中、地表面和地下岩层里的许多物质。

此外，还有一些不溶于水的物质混杂在其中。

天然水，即使用肉眼看来十分清澈透明，如自来水、井水，其中也含有大量的极其复杂的物质。

水中除少数以单质形式存在外，大都形成氧化物、酸、碱、盐化合物或其它复杂物质。

作为锅炉用水，首先必须用物理的或化学的方法，如沉淀、过滤、凝聚等来进行预处理，去除不溶性杂质；另外，还必须用化学的、电化学的方法进行锅外、锅内的处理，去除溶解于水中的杂质。

如果水处理方法选择不当，水质管理不善，将会给锅炉带来一系列不良后果，如锅管渗漏、鼓包、爆破等，从而造成设备损坏以至发生重大人身伤亡事故。

水质不良对锅炉设备的危害，突出表现在三个方面：（1）锅炉受热面结垢；（2）锅炉金属遭受腐蚀（包括苛性脆化）；（3）蒸汽被锅水中的杂质污染。

因此，对工业锅炉必须坚持因水制宜的原则，选择有效的水处理方法，并加强水质管理，严格化学监督，确保锅炉安全经济运行。

一、天然水中的杂质天然水中的杂质，按其颗粒大小以及与水的混合状态，可以分为悬浮物质、胶体物质和溶解物质三大类。

（一）悬浮物质悬浮物质不溶于水，它的颗粒较大，其直径约在10－4mm以上，主要是砂子、粘土和动植物有机体的腐植质等。

使水发生浑浊；水静置时，其中的悬浮物质，比重大的能自行下沉，比重小的则悬浮于水中或水面上。

悬浮杂质进入软化器会造成树脂污染，降低树脂交换容量；进入锅炉会产生沉淀，降低传热效率，还易引起汽水共腾。

故在水处理前应首先除掉它。

（二）胶体物质胶体物质是许多分子、离子的集合体，其颗粒直径在10－6～10－4mm之间。

由于胶体颗粒往往带有同种电荷，互相排斥，故静置时很难下沉。

天然水中的有机胶体多是由动植物遗体的腐烂和分解生成的；其中主要是腐殖质，它常使水呈黄色或褐色。

可编辑修改精选全文完整版影响出水质量。

④氯离子（Cl-）氯离子也称为氯根，几乎存在于所有的天然水中，但其含量却相差很大。

氯离子是产生咸味的主要因素，越咸的水中，Cl-含量越高，如海水和咸湖水中Cl-含量就极高，而淡水中Cl-含量则较低。

大多数氯化物不但溶解度很大，而且很稳定，所以在工业锅炉水质分析中常以测定Cl-的含量来反映锅水的浓缩倍率，并指导锅炉的排污。

虽然少量的氯化物对锅炉没什么危害，但由于Cl-是一种活化离子，在一定的条件下会破坏金属表面的保护膜，加速腐蚀的进行，尤其对于不锈钢制品，易受到Cl-的侵蚀而发生点蚀，因此锅水中的Cl-含量不宜过高。

⑤硫酸根离子（SO42-）天然水中大多含有SO42-。

除了沿海地区，一般天然淡水中SO42-含量要大于Cl-。

SO42-与Ca2+生成的CaSO4，在常温下为微溶，在高温下却成为难溶物，即它的溶解度是随着温度的升高而迅速下降的。

所以，当锅炉给水中含有硬度，而锅水碱度又不足时，容易在热负荷较高的受热面上结生坚硬的硫酸盐水垢。

由于硫酸盐水垢难溶于酸，生成后特别难清除，因此应尽量避免结生硫酸盐水垢。

在低压锅炉水处理中，主要通过除去硬度和保持锅水一定的碱度来防止硫酸盐水垢。

而在中、高压锅炉水处理中，一般通过除盐处理除去水中包括硫酸根的所有离子。

⑥硅酸（H4SiO4）水中硅酸的含量通常以SiO2表示，故又称为可溶性二氧化硅。

硅是地球上含量极为丰富的元素，因此天然水中普遍含有硅，不过其含量的变化幅度较大，一般地下水硅含量比地表水要高。

硅化合物与硫酸钙类似，其溶解度也是随着温度的升高而下降，在高温受热面上易生成导热系数非常小，而且非常坚硬的硅酸盐水垢。

对于蒸汽供汽轮机的中、高压锅炉来说，如果给水中硅含量过高，不但易在锅炉中结生硅酸盐水垢，而且还容易在蒸汽中携带硅酸盐，并会在过热器及汽轮机叶片等热力系统中形成非常难以清除的沉积物，影响热力设备的正常运行。

低压锅炉对硅酸盐水垢的防止与防止硫酸盐水垢一样，主要通过控制给水硬度和锅水碱度来达到。

物与电导率旳比值关系（简称固导比），通过测定电导率来间接测定和控制溶解固形物旳措施。

理论和试验表明，水样旳pH对电导率测定值影响较大，当锅水中旳OH-浓度较高时，会使溶解固形物测定成果偏高，因此测定电导率时，应预先将水中旳OH- 中和至中性。

固氯比法是运用锅水中溶解固形物与氯离子旳比值关系（简称固氯比），通过测定锅水氯离子含量来间接测定和控制锅水溶解固形物。

采用固氯比法时，需注意软水器再生后应正洗彻底并防止出水中氯离子偏高，导致固氯比不稳定。

无论是固导比还是固氯比，都要在水质相对稳定旳状况下，才靠近于常数。

当水质变化较大，或者加药处理旳药剂种类和用量波动较大时，都会使固导比和固氯比值发生较大旳变化，并影响到溶解固形物测定旳对旳性。

因此溶解固形物与电导率或氯离子旳比值关系应定期复测，并根据试验成果进行修对旳定。

（9）磷酸根旳测定配有分光光度计旳锅炉使用单位，可以按GB/T6913《锅炉用水和冷却水分析措施磷酸盐旳测定》规定旳措施测定锅水磷酸盐。

未配置分光光度计旳工业锅炉使用单位，可以按本原则附录F中旳目视法测定磷酸盐。

该措施合用于锅水中溶解性正磷酸盐旳测定，磷酸根测定范围2～50mg/L。

（10）氯离子旳测定氯离子旳测定措施应根据水中干扰物质旳含量来选择。

一般水样可选择GB/T 15453《工业循环冷却水和锅炉用水中氯离子旳测定》；当水样中干扰物质含量较高时，可选择本原则附录G《氯化物旳测定（硫氰酸铵滴定法）》规定旳措施进行测定。

GB/T15453旳测定措施，即：以硝酸银为原则溶液、以铬酸钾为指示剂测定氯离子，当水样中存在碳酸根（CO32- ）、亚硫酸根（SO32- ）、磷酸根（PO43- ）、聚羧酸盐和有机膦等物质时，易产生干扰，使测定成果偏高，尤其是锅内加有聚羧酸盐和有机膦等防垢剂时，氯离子旳测定误差甚至会高达20％。

因此采用锅内加药处理时，宜选用本原则附录G“硫氰酸铵滴定法”测定锅水氯离子，以提高测定旳精确性。

锅炉水处理知识及其各种常用工艺介绍
一、锅炉水处理介绍
锅炉能够安全、经济、可靠而稳定运行，以及产出合格的蒸汽或热水，熟悉锅炉用水，了解水质不良对锅炉的危害，掌握水、汽质量标准，作好锅炉用水处理以及必要的炉内化学处理，并在运行中严格按标准要求监督水、汽质量，以确保锅炉的水质和蒸汽品质以及锅炉安全经济运行是极其重要的。

二、锅炉水处理性能
1.自动化程度高
全自动锅炉软化水设备按预先设置的程序，自动完成软化再生等循环过程，运行中除需人工定期添加再生盐外不需任何人工操作，节省了大量的人力、物力，并避免了因人为操作失误而带来的不良后果。

2.出水水质稳定
全自动软水器有高性能的树脂及树脂桶内科学的布水系统，使水中的钙、镁离子能快速地与树脂发生离子交换，绝无“穿透”树脂层的可能，保证了出水质量。

3.运行可靠
三、锅炉水处理设备特点
1.性能稳定
周到的预处理系统、合理规范的管路布置，使得EPT系列软水器各方面都能让用户满意，当源水硬度
2.使用方便
由于出厂前已完成调试工作，用户现场只需预留三个接口(进水口inlet，出水口outlet，排污口waste)，即接即用。

全自动控制阀预先设置的程序，自动完成软化再生等循环过程，避免因人为操作失误而带来的不良后果。

3.外形美观
一体化软水器所有配件全部固定于一框架上，结构紧凑，框架底部装有可锁定的万向轮，满足用户多场合应用的需要。

工业锅炉水处理防止锅炉受热面腐蚀受热面是指接触炉膛高温火焰或烟气的金属表面，它的一侧表面被高温火焰和烟气加热，另一侧接触高温水或水蒸气。

当炉水的pH值小于9时，高温水和水蒸气会与受热面金属反应，导致腐蚀，缩短锅炉使用寿命，严重时会造成锅炉爆炸事故。

处理措施：通过对锅炉用水添加碱性物质处理，使得锅水的pH值保持在10-12之间（电站锅炉炉水pH在9-11之间），可以防止受热面腐蚀的发生。

常用的碱性物质有磷酸三钠、等。

但是对于碱度比较高的地下水等作为锅炉用水的，应采取适当的降低碱度的工艺技术，如化学中和或者反渗透除盐等，控制使其pH符合锅炉用水标准要求。

防止锅炉受热面结垢与高温受热面接触的水大部分会迅速蒸发变为水蒸气，导致水中的盐类物质浓缩，尤其当锅炉给水中含有钙、镁（即硬度）盐时，因为在水里溶解度很小，会因浓缩在受热面析出，即水垢。

水垢的导热性能很差，只有钢铁的几百分之一至几十分之一。

当受热面结有水垢后，因为传热不良，金属不能被锅水很好地冷却，壁温会持续升高，以致发生变形、管道胀粗，严重时发生爆管事故。

处理措施：通过采用软化、除盐等工艺手段，除去锅炉给水、补给水中容易导致结垢的物质，可以大大降低结垢的风险。

同时，对锅炉用水添加碱性物质处理，使得锅水的pH值保持在10-12之间（电站锅炉炉水pH在9-11之间），可以使易结垢物质形成水渣，而不是水垢，通过排污排出锅炉，达到防止结垢的目的。

此外，添加具有络合作用的盐类，可以与硬度物质发生络合反应，生成可溶于水的络合物，防止受热面结垢和腐蚀的发生。

常用的碱性物质有磷酸三钠、等，常用的络合物有EDTA二钠盐、腐殖酸钠等。

对于额定压力较高的工业锅炉和中、高压电站锅炉，如果锅炉用水中碳酸盐含量高，则会导致蒸汽中含有二氧化碳，二氧化碳会导致蒸汽管道酸性腐蚀。

该腐蚀为均匀腐蚀，危害性相对不大，但是会缩短管道、阀门等的使用寿命。

处理措施：通过对锅炉用水添加挥发性的碱性物质处理，使得蒸汽的pH值保持在弱碱性，可以防止蒸汽管道酸性腐蚀。

工业锅炉水处理技术工业锅炉水处理技术很多,总体可分为锅外水处理和锅内水处理。

锅外水处理主要是水的软化,即在水进入锅炉之前,通过物理的、化学的及电化学的方法除去水中的钙、镁硬度盐和氧气,防止锅炉结垢和腐蚀。

锅内水处理就是往锅炉（或给水箱、给水管道）内投加药剂达到防止或减轻锅炉结垢和腐蚀的目的。

1、工业锅炉锅外水处理1）预处理。

在原水使用前应进行沉淀、过滤、凝聚等净化处理。

对于高硬度或高碱度的原水,在离子交换软化前,还应采用化学方法进行预处理。

化学预处理方法有:a.石灰软化处理。

将生石灰调制成石灰乳CaO H2O→Ca（OH）2,配置成一定浓度的石灰乳溶液后加入水中b.石灰纯碱软化处理。

除加石灰外,还加入纯碱Na2CO3,其作用是去除非碳酸盐硬度。

这种方法适用于硬度大于碱度的原水c.石灰-石膏软化处理。

当原水中碱度大于硬度时,单纯石灰软化只能降低与碳酸盐硬度相应的那部分碱度,而其余的钠盐碱度是不能除去的。

采用同时加入石灰和石膏（CaSO4）的方法,则可在软化水的同时降低水的钠盐碱度2）软化处理。

采用离子交换软化,基本原理是原水流经阳离子交换剂时,水中的Ca2、Mg2等阳离子被交换剂吸附,而交换剂中的可交换离子（Na 或H ）则溶入水中,从而除去了水中钙镁离子,使水得到了软化。

3）除氧处理。

水中往往溶解有氧（O2）、二氧化碳（CO2）等气体,使锅炉易发生腐蚀。

GB1576-2001规定蒸发量≥6t/h的锅炉必须除氧,且含氧指标≤0.1mg/L（此指标范围内氧腐蚀的速度缓慢）,而淡水中氧的溶解极限水的温度升高,溶解度减小。

2、工业锅炉锅内水处理锅炉给水在炉外进行软化处理,可有效防止锅炉受热面上的结垢。

但需要较多的设备和投资,增加了人员和维护费用,这对某些小型锅炉房是比较难实现的,此时采用锅内水处理。

锅内水处理是通过向锅炉给水投加一定数量的药剂,与形成水垢的盐类起化学作用,生成松散的泥垢沉淀,然后通过排污将泥垢从锅内排出,以达到减缓或防止水垢结生的目的。