工业锅炉水处理.ppt
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由上可见,甲水样虽然总碱度偏低,但pH却合格;乙水样的总碱度虽然比甲水样高得多,但pH却反而低;丙水样碱度合格,pH却超标。
因此应该同时控制锅水的总碱度和酚酞碱度。
(四)氯化物(Cl-)与溶解固形物(RG)的关系[1/2CO32-]中括号表示物质的量浓度,括号内1/2仪表示碳酸根以一价离子为基本单元,下同。
由于天然水和锅炉用水中的氯化物一般都较稳定,即使在高温锅水中也不会分解、挥发或沉淀,因此在一定的水质条件下,水中的溶解固形物含量与Cl-的含量之比值接近于常数(κ),且Cl-的测定非常方便,所以工业锅炉现场水质监测中通常都采用测定Cl-的方法来间接控制溶解固形物,即:式中的溶解固形物与氯离子的比值k简称为“固氯比”。
根据这个关系,只要定期测得锅水“固氯比”,并在日常简化分析中,监测并控制Cl-浓度,就可及时指导锅炉排污,使锅水溶解固形物含量控制在一定范围内。
例3-5 某型号为KZLl-0.8的锅炉,采用锅内加药水处理,如测得锅水溶解固形物含量=4200mg/L时,锅水Cl-=525mg/L,问日常简化分析中,锅水中Cl-的控制标准为多少?解:从水质标准中查得锅内加药处理时,要求锅水溶解固形物含量RG<5000mg/L,因此:κ=4200÷525=8;锅水Cl-浓度控制标准=RG标准÷κ=5000÷8=625mg/L即控制Cl-<625mg/L,就可使溶解固形物含量达到合格。
应注意的是,“固氯比(κ)”只有在水质相对稳定的情况下,才接近于常数。
当水质变化较大时,k值往往会随之而变化。
不但不同的水源水k值不同,而且,即使是同一水源,在不同的季节,如雨季和干旱季节,κ值也会有所不同;沿海地区在海水倒灌时期,k值还会发生很大的变化。
所以,对“固氯比”需定期进行复试和修正。
另外,水处理的方式不同,尤其是加药处理时药剂及加药方式不同,也会影响k值的稳定。
例如,采用间隔加药法进行锅内加药处理时,如果不按时加药或者加药量不均匀,锅水中的溶解固形物含量就会随着药剂量的变化而起伏不定,这样κ值也就很难接近于常数。
只要测出Cl-的含量就可直接指导锅炉的排污。
3.电导率(DD)衡量水中含盐量的大小,最方便和快捷的方法是测定水中的电导率。
电导率为电阻率的倒数,是表示水的导电能力的一项指标,可用电导仪测定,单位为西[门子]/厘米(S/cm)或微西[门子]/厘米(μS/cm)。
因为水中溶解的盐类大都是强电介质,它们在水中几乎都电离成了能够导电的离子,离子浓度越高,电导率越大,所以水的电导率可反映出含盐量的多少。
电导率的大小除了与水中离子量有关外,还和离子的种类有关。
因为不同的离子其导电能力不同,其中H+的导电能力最大,OH-次之,其它离子的导电能力与其离子半径及所带电荷数等因素有关。
例如,有三个含盐量相等的溶液,它们分别呈酸性、碱性和中性,则酸性溶液的电导率最大,碱性溶液的次之,中性溶液的电导率则要小得多。
如果用碱将酸性溶液中和至中性,则溶液的含盐量增加而电导率反而会降低,因此单凭电导率不能计算水中含盐量。
但当水中各种离子的相对含量一定时,则电导率随着离子总浓度的增加而增大。
所以,在水中杂质离子的组成比相对稳定的情况下,可根据试验求得这种水的电导率与含盐量的关系,将测得的电导率换算成含盐量。
另外,电导率的测定不但方便、快捷,有利于自动化控制,而且测定范围广,尤其可适用于微量离子的测定。
因此,电站锅炉水汽质量分析中常以电导率来衡量水、汽的纯净程度。
(三)硬度(YD)硬度是表示水中高价金属离子的总浓度。
在天然水中,形成硬度的物质主要是钙、镁离子,其它高价金属离子很少,所以通常硬度就是指水中钙、镁离子(Ca2+、Mg2+)的含量,它是衡量锅炉给水水质好坏的一项重要技术指标。
总硬度包括钙盐和镁盐两大部分。
钙盐即钙硬度,包括:碳酸氢钙、碳酸钙、硫酸钙、氯化钙等;镁盐也即镁硬度,包括:碳酸氢镁、碳酸镁、硫酸镁、氯化镁等。
硬度还可按所组成的阴离子种类分为碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度两大类。
1.碳酸盐硬度(YDT)是指水中钙、镁的碳酸氢盐和碳酸盐的含量。
③立式立火管燃油(气)锅炉图1—5是一种较常见的立式立火管燃油(气)锅炉。
这种锅炉为套筒式结构,内筒(炉胆)为辐射受热面,烟管为对流受热面。
燃烧器位于炉顶,火焰自上向下旋转喷射,至下部烟箱后高温烟气折返向上冲刷烟管,并由烟管至上集箱后从烟囱排出。
这种类型的锅炉还可以配有锅外汽水分离器,以提高蒸汽的干度。
图1—4 LHC型横火管锅壳锅炉1-主汽阀2-副汽阀3-压力表接管4-安全阀5-炉排管6-火管(1)7-火管(Ⅱ)8-弯水管图1—5 LItS型火管锅炉1-燃烧室2-蒸汽空间3-烟气通道4-饱和水空间5-锅筒-烟气罩壳7-螺旋肋片8-保温层9-空气隔层装置10-排污装置11-底座12-下部烟管束13-给水装置14-电脑全自动电控箱15-水位表16-烟囱接口17-水位警报器18-不锈钢外护板19-安全阀20-压力表和压力控制器21-全自动控制器22-锅外汽水分离器④立式无管锅炉美国富尔顿(Fulton)锅炉是立式无管锅炉的代表,是一种没有水管和烟管的锅炉,其受热面为套筒式设计(如图1-6),内筒(炉胆)为辐射受热面,外筒为对流受热面,内外筒两端之间用环形平封头围封形成汽水空间,为增大传热系数,提高热效率,外筒上还焊有肋片。
这种锅炉采用自行研制的专用燃烧器,燃烧器位于锅炉顶部,其切向风速大而轴向风速小。
第一回程是火焰在炉膛内强烈旋转并由上而下流至锅炉底部;第二回程是烟气折返从外筒与保温层之间的通道向上流动,冲刷带肋片的外筒,最后烟气通过上部出口流向烟囱。
为了延长燃烧烟气在炉膛内的滞留时间,提高火焰充满度,炉膛内还设有环形火焰滞留器,使燃烧更充分。
图1—6 富尔顿立式锅炉1-鼓风机2-水位计3-水空间4-保温层5-肋片6-锅炉外壳7-蒸汽出口8-蒸汽空间9-燃烧器10-火焰滞留器11-进水口12-排污口13-烟气通道14-燃烧室15-支承圈16-手孔17-外筒18-外包这种锅炉的优点是对水质要求较低,水处理成本低;结构简单,制造方便;水容量相对其它套筒式立式锅炉大,适应较大幅度的负荷变化;采用自然循环,泵用电省:燃烧器置于锅炉顶部,维护较方便。
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。
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。
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。