1、第七章 鍋爐水質(zhì)處理,主講：,第一節(jié) 鍋爐用水基本知識(shí),一、天然水的種類及特點(diǎn) 1、雨水： 硬度、含鹽量低，溶解有大氣中的氣體、粉塵、細(xì)菌等，收集困難，供應(yīng)不穩(wěn)定、不能作為鍋爐用水 2、地表水：硬度、含鹽量較低，帶有大量的懸浮物、有機(jī)質(zhì)，經(jīng)過(guò)處理后可以作為鍋爐用水。（海水除外） 3、地下水：硬度、含鹽量較高，懸浮物濃度小，經(jīng)過(guò)處理后可以作為鍋爐用水。,二、天然水的分類 1、該硬度分 低硬度水：YD=( 1.0 )mmol/L 一般硬度水: YD=(1.03.5) mmol/L 較高硬度水: YD=(3.56.0) mmol/L 高硬度水: YD=(6.09.0) mmol/L 極高硬度水: Y

2、D=(9.0 ) mmol/L 2、按含鹽量分 低含鹽量水（ 200） mg/L 中含鹽量水 (200500) mg/L 較高含鹽量水 (5001000) mg/L 高含鹽量水 (1000 ) mg/L,三、天然水中的雜質(zhì)及其對(duì)鍋爐的危害 水體中的雜質(zhì)按顆粒大小分三類：懸浮物 膠體物質(zhì) 溶解物質(zhì) 1、懸浮物：顆粒直徑10-4mm, 構(gòu)成濁度和色度，不穩(wěn)定，會(huì)污染離子交換樹脂，進(jìn)入鍋爐后在鍋爐內(nèi)生成水垢。 2、膠體物質(zhì)：顆粒直徑在10-4mm10-6mm之間，能穩(wěn)定存在，進(jìn)入鍋爐后生成水垢，產(chǎn)生大量泡沫，影響蒸汽品質(zhì)。 3、溶解物質(zhì)：顆粒直徑在10-6mm以下，主要是溶解鹽類和溶解氣 體（氧氣、

3、二氧化碳）。,四、鍋爐用水分類 原水：未經(jīng)任何處理的水； 補(bǔ)給水：原水經(jīng)過(guò)處理后，用來(lái)補(bǔ)充鍋爐排污和汽水損耗的水； 給水：直接進(jìn)入鍋爐的水，通常由補(bǔ)給水、回水和疏水等組成； 鍋水：鍋爐運(yùn)行時(shí)，存在于鍋爐中并吸收熱量產(chǎn)生蒸汽或熱水的水； 生產(chǎn)回水：鍋爐產(chǎn)生的蒸汽、熱水做功后或熱交換后返回到給水中的水； 軟化水：除掉全部或大部分鈣、鎂離子后的水 除鹽水：通過(guò)有效工藝處理，去除全部或大部分水中的懸浮物和有機(jī)陰、陽(yáng)離子等雜質(zhì)后，所得成品水的統(tǒng)稱。 冷卻水：用于冷卻目的的水,第二節(jié) 鍋爐用水評(píng)價(jià)指標(biāo),1.懸浮物濃度：?jiǎn)挝惑w積水體中懸浮物重量 2.含鹽量：?jiǎn)挝惑w積水體中溶解鹽類重量 3.溶解固形物：?jiǎn)挝惑w

4、積水體中鹽類、有機(jī)物等溶解性固體的含量。 4.電導(dǎo)率：表示水中導(dǎo)電能力大小的指標(biāo)，間接反映水體含鹽量。 5.硬度：水體中鈣、鎂離子總含量。 5.1 碳酸鹽硬度：暫時(shí)硬度 5.2 非碳酸鹽硬度：永久硬度 5.3負(fù)硬度：堿度大于硬度的水,6.堿度：接受氫離子的一類物質(zhì)的總和。 7.pH值：酸堿性和強(qiáng)度 8.氯離子濃度： 9.溶解氧：水中溶解的氧氣含量 10.相對(duì)堿度：反映單位溶解固形物下的苛性堿含量。,第三節(jié) 工業(yè)鍋爐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),蒸汽鍋爐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（GB/T1576-2008） 適用范圍：額定出口蒸汽壓力小于3.8MPa，以水為介質(zhì)的固定式蒸汽鍋爐和汽水兩用鍋爐，也適用于以水為介質(zhì)的固定式承壓熱水鍋爐

5、和常壓熱水鍋爐。 水處理方式：鍋內(nèi)加藥處理、鍋外水處理 鍋內(nèi)加藥水處理：為了防止或減緩鍋爐結(jié)垢、腐蝕，有針對(duì)性地向鍋內(nèi)投加一定數(shù)量藥劑的水處理方法。 鍋外水處理：原水在進(jìn)入鍋爐前，將其中對(duì)鍋爐運(yùn)行有害的雜質(zhì)經(jīng)過(guò)必要的工藝進(jìn)行處理的方法。,第四節(jié) 水質(zhì)指標(biāo)間的關(guān)系,一、硬度和堿度的關(guān)系 二、氯化物和溶解固形物的關(guān)系 三、堿度和pH值的關(guān)系,第五節(jié) 水垢的形成、危害及清除,一、水垢的定義： 給水中的雜質(zhì)進(jìn)入鍋爐后，隨著水溫不斷升高或蒸發(fā)濃縮，在鍋內(nèi)受熱面水側(cè)金屬表面上生成的固體附著物。 二、水垢的形成 受熱分解，形成水垢； 某些鹽類超過(guò)其溶解度，沉淀后形成水垢； 溫度下降，某些鹽類溶解度下降，析出

6、形成水垢； 化學(xué)反應(yīng)生成水垢； 水渣過(guò)多，不及時(shí)排出，形成二次水垢； 三、水渣的定義：析出后懸浮在鍋爐水體中的固體物質(zhì),四、水垢的分類 1.碳酸鹽水垢 定義：以鈣鎂的碳酸鹽為主要成分的水垢，包含氫氧化鎂，其中碳酸鈣占50%以上。 特點(diǎn)：白色。遇酸生成氣泡，酸洗時(shí)最容易除去。 2.硫酸鹽水垢 定義：以硫酸鹽為主要成分的水垢，占50%以上。 特點(diǎn)：黃色或白色，難溶于鹽酸，酸洗時(shí)較難除去。 3.硅酸鹽水垢 以硅酸鹽為主要成分，占20%以上 特點(diǎn)：灰白色，不溶于鹽酸，需要堿煮轉(zhuǎn)型后才能酸洗掉。 4.混合水垢 以上幾種水垢類型都占有一定比重。,五、水垢的危害 1. 水垢導(dǎo)熱性差，導(dǎo)致浪費(fèi)燃料，降低鍋爐熱

7、效率； 2.局部金屬過(guò)熱，影響鍋爐安全運(yùn)行 3.導(dǎo)致垢下金屬腐蝕 4、降低鍋爐出力 5.降低鍋爐使用壽命 六、水垢的清除 人工除垢 機(jī)械除垢 化學(xué)除垢：酸洗法、堿洗法,第六節(jié) 鍋外水處理,水的預(yù)處理：天然水中含有較多的懸浮物和膠體物質(zhì)，有的含較高的硬度及鐵、錳等離子，應(yīng)先除去后方可進(jìn)入離子交換器或鍋爐。其工藝流程為：混凝沉淀（軟化）澄清過(guò)濾，可單獨(dú)采用某一種工藝。 經(jīng)過(guò)預(yù)處理后的水中仍存在Ca2+、Mg2+等離子態(tài)雜質(zhì)，鍋外化學(xué)水處理就是將水在進(jìn)鍋爐前通過(guò)與交換劑的離子交換反應(yīng)，除去水中離子態(tài)雜質(zhì)，低壓鍋爐采用鈉離子交換除去水中的硬度物質(zhì)。,一、離子交換樹脂 離子交換樹脂全名稱由分類名稱、骨架

8、（或基團(tuán)）名稱和基本名稱排列而成。 凝膠型離子交換樹脂的型號(hào) 第四位數(shù)字代表交聯(lián)度（） 連接符號(hào) 第三位數(shù)字代表順序代號(hào) 第二位數(shù)字代表骨架代號(hào) 第一位數(shù)字代表活性基團(tuán)代號(hào) 例如0017樹脂全稱為：凝膠型強(qiáng)酸性苯乙烯系陽(yáng)離子交換樹脂。其交聯(lián)度為7。,例如： HL-120為凝膠型強(qiáng)酸苯乙烯系陽(yáng)離子交換樹脂 交換速度快、機(jī)械強(qiáng)度好、交換容量高、應(yīng)用范圍廣。 HL-120主要理化性能指標(biāo)： 外 觀金黃色至棕褐色球狀顆粒 骨 架苯乙烯 二乙烯苯交聯(lián)共聚物 出廠形式鈉型 全交換容量 ， mmol/g ， 4.5 體積交換容量 ，mmol/ml ， 2.0 濕視密度 ， g/ml0.77 - 0.85 濕

9、真密度 ， g/ml1.25 - 1.29 含水量 ， %45 50 粒度范圍 ，（0.315 -1.25） mm ，% ，95 轉(zhuǎn)型膨脹率 ，（ H+ -Na+） , % , 8 10 均一系數(shù) , 1.6 磨后圓球率 ， % ， 95,建議操作條件： 1PH 范圍： 1 14 2最高使用溫度： 氫型 100 ， 鈉型 120 3最小樹脂層高度：800 mm 以上 4再生液濃度：NaCL（8 10%）; HCL : 4 5 % ; 5再生液用量： NaCL（8 10%）體積 ：樹脂體積 = 1.5 - 2 ：1HCL （4 5 %）體積 ：樹脂體積 = 2 - 3 ：1 6再生液流速： 5

10、8 m / h 7再生接觸時(shí)間： 45 60 min 8正洗流速： 10 - 20 m / h 9正洗時(shí)間： 約 30 min 10運(yùn)行流速： 8 - 15 m / h,二、 離子交換器的類型及基本操作,（一）類型如下： 1、 固定床：順流再生固定床（順流再生，順流交換）、逆流再生固定床（逆流再生，順流交換）、浮動(dòng)床（順流再生，逆流交換） 2、 連續(xù)床：移動(dòng)床、流動(dòng)床 （二）基本操作： 1、 順流再生離子交換器：反洗再生置換清洗交換 再生劑食鹽濃度為6%10% 2、 逆流再生離子交換器：小反洗上部排水進(jìn)再生液置換小正洗正洗交換1020周期大反洗一次 再生劑食鹽濃度為4%6% 浮動(dòng)床：落床再生置

11、換正洗（向下清洗）成床順洗（向上清洗）交換再生劑食鹽濃度為4%8%,三、全自動(dòng)離子交換器 全自動(dòng)離子交換器絕大多數(shù)采用順流再生工藝，一般由控制器、交換柱、鹽水罐組成，主要分時(shí)間型和流量型兩種，進(jìn)口設(shè)備以AUTOTROL（阿圖祖）和FLECK（富萊克）最典型。下面以時(shí)間型為例介紹全自動(dòng)離子交換器的操作方法。 1、再生時(shí)間的設(shè)定：通常出廠時(shí)已將再生時(shí)間設(shè)定在凌晨2點(diǎn)30分，即當(dāng)時(shí)間箭頭轉(zhuǎn)到2.5AM處時(shí)就開始自動(dòng)再生。停電后必須重新校正定時(shí)器鈕的時(shí)間。阿圖祖控制器的時(shí)間校正方法為：把定時(shí)器鈕拉出并轉(zhuǎn)動(dòng)，將時(shí)間箭頭指向欲定時(shí)刻后松手，使定時(shí)器鈕的齒輪嚙合。富萊克控制器則是壓下時(shí)間控制鈕，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間盤使

12、時(shí)間箭頭對(duì)準(zhǔn)欲定時(shí)刻，然后松開按鈕，恢復(fù)與時(shí)間盤的嚙合。如上午10點(diǎn)校正時(shí)間，將時(shí)間箭頭指向10AM處，再生則在凌晨2點(diǎn)30分進(jìn)行。若想改變?cè)偕鷷r(shí)間在凌晨4點(diǎn)30分進(jìn)行，只需將時(shí)間箭頭前移2小時(shí)，指向8AM處即可。,2、 再生日期的設(shè)定：應(yīng)根據(jù)交換器內(nèi)樹脂的填裝量、工作交換容量、原水的硬度、軟水的每日用量等因素而定。其估算公式為：再生后可運(yùn)行天數(shù)=VREK/(YDQdT) 阿圖祖控制器再生日期設(shè)定時(shí)，先將日期輪上的期限銷全部拉出，轉(zhuǎn)動(dòng)日期輪使日期箭頭指向當(dāng)日，再在需要再生的日期上按下期限銷。富萊克控制器則是將日期輪上數(shù)碼對(duì)應(yīng)的不銹鋼片向外撥出為再生日期。 3、手動(dòng)再生：阿圖祖控制器的手動(dòng)再生操

13、作程序?yàn)椋簩⒓t色箭頭槽的指針鈕向下按住逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)到反洗約14分鐘，進(jìn)鹽和慢洗約52分鐘，重充鹽水和清洗約10分鐘后開始制水，若將紅色箭頭槽的指針鈕向下按住逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)到“啟動(dòng)”（START）位置，幾分鐘后會(huì)自動(dòng)再生一次，不會(huì)影響原設(shè)定再生時(shí)間。富萊克控制器手動(dòng)再生時(shí)，只要順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)手動(dòng)再生旋鈕，聽見“卡嗒”聲，即可自動(dòng)開始再生程序。,全自動(dòng)離子交換器所用控制器不同，其設(shè)定操作方法也不同，使用前應(yīng)查看該軟水器的說(shuō)明書。還需注意以下幾個(gè)問(wèn)題： 1、 軟水器出水控制閥前應(yīng)設(shè)出口驗(yàn)水閥，以便化驗(yàn)監(jiān)控 2、軟水器應(yīng)裝置專用電源開關(guān) 3、鹽水罐溶鹽的水，第一次使用需人工加入 4、鹽水罐的鹽水必須保持固體顆粒

14、的鹽存在，再生鹽最好選用顆粒狀工業(yè)粗鹽 5、鹽水罐不應(yīng)采用不銹鋼材質(zhì),流動(dòng)床是一種新型離子交換設(shè)備，充分利用流體力學(xué)原理，樹脂循環(huán)流動(dòng)，交換、再生、清洗同時(shí)進(jìn)行，可24小時(shí)不停機(jī)，出水穩(wěn)定，能耗低等。交換原理：采用交換樹脂將原水中鈣、鎂離子交換至樹脂體內(nèi)，再用鹽液將樹脂體內(nèi)鈣、鎂離子交換出樹脂體內(nèi)，使之再進(jìn)行交換,阿圖祖軟水器操作,自動(dòng)控制工作過(guò)程全自動(dòng)軟水器的再生可根據(jù)時(shí)間或流量來(lái)啟動(dòng)，軟水器的工作過(guò)程，一般由下列幾個(gè)步驟循環(huán)組成：自動(dòng)軟化器運(yùn)行程序：自動(dòng)控制工作過(guò)程全自動(dòng)軟水器的再生可根據(jù)時(shí)間或流量來(lái)啟動(dòng)，軟水器的工作過(guò)程，一般由下列幾個(gè)步驟循環(huán)組成：A.運(yùn)行（工作）原水在一定的壓力（0.

15、2-0.6Mpa）、流量下，通過(guò)控制器閥腔，進(jìn)入裝有離子交換樹脂的容器（樹脂罐），樹脂中所含的Na+與水中的陽(yáng)離子（Ca2+，Mg2+，F(xiàn)e2+等）進(jìn)行交換，使容器出水的Ca2+，Mg2+離子含量達(dá)到既定的要求，實(shí)現(xiàn)了硬水的軟化。B. 反洗樹脂失效后，在進(jìn)行再生之前，先用水自下而上的進(jìn)行反洗。反洗的目的有兩個(gè)，一是通過(guò)反洗，使運(yùn)行中壓緊的樹脂層松動(dòng)，有利于樹脂顆粒與再生液充分接觸；一是使樹脂表面積累的懸浮物及碎樹脂隨反洗水排出，從而使交換器的水流阻力不會(huì)越來(lái)越大。C. 再生吸鹽再生用鹽液在一定濃度、流量下，流經(jīng)失效的樹脂層，使其恢復(fù)原有的交換能力。D. 置換（慢速清洗）在再生液進(jìn)完后，交換器內(nèi)

16、尚有未參與再生交換的鹽液，采用小于或等于再生液流速的清水進(jìn)行清洗（慢速清洗），以充分利用鹽液的再生作用并減輕正洗的負(fù)荷。E. 正洗（快速清洗）目的是清除樹脂層中殘留的再生廢液，通常以正常流速清洗至出水合格為止。F. 再 生劑箱注水向再生劑箱中注入溶液再生一次所需鹽量的水。,熱力除氧,給水的除氧是防止鍋爐腐蝕的主要方法，在容器中，溶解于水中的氣體量主要由兩個(gè)方面決定：一方面與水面上該氣體的分壓力成正比例（即壓力越高，該氣體在水中的溶解度就越大，反之則越?。硗庖环矫媾c水的溫度有關(guān)（即水的溫度越高，那么該氣體在水中的溶解度就越小，當(dāng)溫度為相應(yīng)工作壓力下的飽和溫度時(shí)，氣體在水中的溶解度為零）采用熱

17、力除氧的方法，即用蒸汽來(lái)加熱給水，提高水的溫度，且使水面上蒸汽的分壓力逐步增大，而溶解氣體的分壓力則漸漸降低，溶解于水中的氣體就不斷逸出，當(dāng)水被加熱至相應(yīng)壓力下的飽和溫度時(shí)，水面上全部是水蒸汽，溶解氣體的分壓力為零，水不再具有溶解氣體的能力，亦即溶解于水中的氣體，包括氧氣均可被除去。,除氧的效果決定于給水加熱溫度、溶解氣體的排除速度； 采用旋膜管、水篦子加填料的方式，水通過(guò)旋膜管，形成的水膜群下落，與上升的蒸汽流相遇。形成水的膜群大大地增加了水和蒸汽的熱交換面積，強(qiáng)化了汽水熱交換的效果，形成水膜群的水經(jīng)過(guò)水篦子換熱后繼續(xù)流經(jīng)無(wú)規(guī)則堆放的填料層時(shí)，受到蒸汽的進(jìn)一步加熱。水迅速被加熱，溶解于其中的氣體的排除速度也更快。最后除氧水流經(jīng)除氧水箱，經(jīng)蒸汽再沸騰管加熱，充分的保證了除氧水在工作壓力下為飽和溫度，因此，雖然水在除氧器中停留時(shí)間很短，而除氧效果較徹底。出水含