1、锅炉水处理技术的应用与问题分析摘要：工业生产、生活中离不开锅炉的使用，然而由于锅炉用水水质不良导致锅炉内部受热面容易产生污垢、腐蚀，影响了正常的工业生产、生活，严重的会带来一定的安全隐患。本文分析了锅炉水处理的物理技术和化学技术，尤其重点阐述了化学技术中的等离子技术和膜法技术，以期作为参考。 关键词：锅炉；水处理技术；应用；问题；分析 中图分类号：TK229 文献标识码：A 水是工业的血液，锅炉是工业的心脏，锅炉采用的天然水中含有钙、镁、氯等离子以及溶解氧，水处理不当给锅炉造成的后果可概括为结垢、腐蚀和汽水共腾。近年来，因锅炉水处理不当，而引发的锅炉重大事故越来越多，据国家质检总局公布的锅炉重
2、大事故数据统计，75%的锅炉重大事故均与水质处理有关。锅炉的水质不良，会对锅炉金属产生腐蚀，使锅炉金属部件变薄甚至穿孔。水质硬度过高，会造成锅炉结垢，致使锅炉导热能力下降，轻则造成垢下腐蚀，浪费燃料，重则引发胀管或爆管事故。锅炉水处理是保证锅炉安全经济运行的一个重要环节，是使锅炉无垢无腐，延长其使用寿命的有力手段。 锅炉水处理的重要意义 我国是一个水资源紧缺的国家。水资源的可持续利用，是实现经济社会可持续发展极为重要的保证。锅炉用水是水资源利用的一个方面，发展先进的水处理技术是提高用水效率、节约用水的重要措施。锅炉水处理既关系到锅炉的安全运行，也关系着锅炉的节能减排。我们对于水质的判断指标主要
3、是其硬度。在天然水当中，硬度主要是指钙离子和镁离子，因此，水的总硬度主要指这两种离子的含量。在工业生产用水当中，对于水的硬度都有一定的要求，尤其是对于锅炉而言。如果水质的硬度较高，就会在锅炉的受热面层形成水垢，从而导致锅炉的热效率降低，增加了燃料的消耗，更为严重的可能会导致锅炉发生安全事故。因此，做好锅炉的水处理工作时极为重要的。锅炉水处理技术的应用具有以下几方面的意义：第一，有助于减缓锅炉受热面层水垢的形成，从而防止锅炉不安全事故的发生；第二，锅炉水处理技术的应用，可以提高锅炉热效率的使用效率，从而可以有效的节省能量，降低燃料的消耗；第三，可以有效的降低化学水分对于锅炉内壁的腐蚀作用，从而延
4、长锅炉设备的使用年限。 锅炉用水水质对锅炉的使用带来的不良影响 2.1 水垢和泥渣 锅水中的杂质，因炉水蒸发浓缩，在温度、压力的影响下有些盐类溶解度下降，有些盐类过饱和，有些盐类相互发生化学反应，于是在锅水中析出而成固体物质。其中一部分沉积在锅筒及管壁等传热面上形成一层白色坚硬的附着物，称为水垢； 另一部分以松散的细微颗粒悬浮在锅水表面或沉积在锅炉汽包和下联箱等水流缓慢处，称为水渣，可以通过排污的方法排出。由于水垢的导热性很差，因此锅炉结生水垢后降低锅炉热效率，增高排烟温度；受热面结垢后容易造成金属局部过热，降低机械强度，引起锅炉鼓包、爆管等安全事故；受热管结垢后使流通截面积减小，管内水循环的
5、流动阻力增加，严重时流通截面积甚至完全堵塞；锅炉结生水垢还会引起垢下金属腐蚀，使受热面受到损伤，缩短锅炉使用寿命，增加检修清洗费用。水渣过多影响蒸汽质量，并促使汽水共腾。 2.2 水对锅炉炉壁的腐蚀 锅水对锅炉的腐蚀属于电化学腐蚀，主要形式有两种，即吸氧腐蚀和析氢腐蚀，吸氧腐蚀与水中溶解氧的浓度有关，而析氢腐蚀与水的酸碱度(pH 值)有关。 2.2.1 吸氧腐蚀 水中溶解氧是造成锅炉水汽系统金属腐蚀的主要因素，这种腐蚀不是在金属表面均匀进行，而是局部性的腐蚀，这种局部性的腐蚀也是造成金属最危险的破坏形式之一。试验研究证明，腐蚀率与水中含氧量之间几乎是呈线性关系，当温度小于 70时，温度越高腐蚀
6、率越大；当温度大于 70时，水中的溶解氧量减少，腐蚀率会呈现下降的趋势。 2.2.2 析氢腐蚀 CO2 溶于水中会增加 H+，析氢腐蚀与水的 pH 值有关:铁的腐蚀速度在 pH 4 时迅速增加，在 pH=10-12 时腐蚀很小，所以只要把炉水 pH 值控制在 10-12 之间，就可以防止析氢腐蚀。C02 腐蚀会使得金属均匀变薄，因此析氢腐蚀没有吸氧腐蚀危害性大。但是如果大量的腐蚀产物产生，就能促进水垢的形成，会进一步促进沉积物下的氧腐蚀。 3、锅炉水处理技术浅析 3.1 物理法 如永磁和电磁软水器、高频水改器等都属于物理法。它们的优点是体积小、结构简单、运行费用低、容易检修等。应用在热水采暖系
7、统上有很好的防垢、除垢效果，但因锅炉结构的不同和给水流速、水质等因素的影响，使得锅炉防垢、除垢不能得到彻底保证。 3.2 化学法 化学软化法是指在软化水过程中发生化学反应生成新的物质。有炉内加药法和炉外软化法两种。 3.2.1 炉内加药法 炉内加药法即向炉内加化学药剂，可以效的改善沉渣的结构，从而降低污垢的形成，目前应用广泛的方法是加入定量的磷酸三钠、纯碱和含有单宁的有机物质。炉内加药可以防垢、老垢脱落、防腐蚀等，经过多年运行后发现，系统的管网和散热器有堵塞结垢的现象，此外，炉内加药水处理虽然减轻了水垢的形成，但是还不能防止结垢，必须定期清理锅炉，因此会影响锅炉的连续运行。 3.2.2 炉外软
8、化法 目前应用最多的是离子交换法，这种方法使用钠离子作为交换剂，当被处理的水流过装有交换剂的过滤器时，Ca2+ 和 Mg2+离子被置换，并存留在交换剂中，使水得到软化，处理后的水可获得可靠的软化效果，在热水采暖锅炉中得到广泛的采用。对于低压锅炉，一般要进行水的软化处理；对于中、高压锅炉，则要求进行水的软化和脱盐处理。常见的水的软化与脱盐工艺包括离子交换法和膜法，实际应用较为广泛。 离子交换法锅炉水处理技术 离子交换法是通过离子交换剂除去水中呈离子态杂质的水处理方法，普遍应用于水处理作的离子交换剂是离子交换树脂。它直接影响着离子交换水处理的水质和经济性。水中的硬度物质一般为 Ca2+ 和 Mg2
9、+盐类，为了防止锅炉的受热面产生水垢现象，必须将水中的 Ca2+ 和 Mg2+ 离子进行交换和转化，使其与交换剂中的 Na+交换而被树脂吸附，使水得到软化。但是，离子交换法在实际的运用中仍然存在一定的问题。主要体现在：离子交换法在运用的时候必须要排放再生的废液和再生的废盐水，这样会对淡水造成污染。因此这方面已经受到了国家相关政策的制约。虽然从传统眼光来看，在制备化水的盐液制备系统排污、反洗水排污、再生废盐水排污、冲洗水排一般被视作正常的和没有危害的。但是当前世界尤其是我国面临淡水资源日渐短缺的风险，水环境污染也越发的严重，这些含盐废水的排放不仅浪费了大量的淡水资源，而且有使淡水咸化的危险。此外
10、离子交换法中的离子交换树脂贮存和运输过程中对温度要求比较严格，一般最高不超过 40，最低不得在 0以下，因此就限制了北方地区冬天对树脂的运输。北方地区采暖用的锅炉，交换器的运行时间一般为 4-5 个月，夏天停止运行时由于温度较高、湿度较大，若不能做好树脂的防腐工作，最容易使树脂受到细菌和微生物的污染。 （2）反渗透膜处理技术 近 20 年来，反渗透膜处理技术已经广泛的运用到大型锅炉水处理装置当中了。我国最早使用此技术在 1979 年，当时天津大港发电厂首次引进了美国杜邦公司的反渗透装置。自此之后，宝山钢铁总厂自备热电厂、天津军粮城电厂、沧州发电厂、郑州热电厂等相继在锅炉补给水处理中采用了反渗透
11、与离子交换相结合的联合水处理工艺。反渗透处理技术主要是指通过运用外加压力的作用，使得水溶液当中的部分成分选择性的通过，从而可以起到淡化、净化或者浓缩分离的主要目的。反渗透处理技术与传统的离子交换法除盐的处理技术相比较，具备以下特点：第一，在对水分子进行分离的时候可以不用加热，从而可以有效的节约能源，降低能耗；第二，此类装置设备紧凑，有利于节省土地资源；第三，此种方法操作较为简单，适用性较强，有助于实现设备的自动化，从而提高劳动生产率；第四，耗酸碱量降低，废水排放量少，从而可以降低对于周边环境的污染。 目前，RO 的应用水平还不完全成熟，许多设计、运行中的问题并没有得到彻底解决，再加上膜元件及设
12、备大多须进口，国内至今没有统一规范和标准。因此，研究 RO 的应用是很有意义的。 总之，锅炉水处理技术的应用对于提高锅炉使用效率，降低锅炉使用安全方面发挥着重要的作用。我们应该综合运用物理和化学的技术，针对锅炉水质的特征，不断提高锅炉水处理技术的水平。从而减少锅炉水处理污染物的排放，提高锅炉的使用效率，实现锅炉的绿色环保运行。参考文献 1常浩,陈晓华,裴珮.EWPT 水处理技术在锅炉水系统中的应用J.大氮肥,2011,01 2姜涛.浅析锅炉水处理的要求与技术J.中国科技财富,2011,03 3王仲贤,沈红新.新型工业锅炉水处理技术及应用J.化学工程与装备,2011,08 4马玲娥.锅炉水处理现存问题分析J.中国石油和化工标准与质量,2011,11
