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        水質對鍋爐運行的影響

        2013-08-15 00:54:54鄭艷紅
        山東工業(yè)技術 2013年10期
        關鍵詞:渾濁度鹽類水垢

        鄭艷紅

        (中國石化勝利油田石化總廠 中心化驗室,山東 東營257000)

        水是工業(yè)的“血液”,鍋爐是工業(yè)的“心臟”,鍋爐水處理則是保證鍋爐安全經濟運行必不可少的手段,水處理不當給鍋爐所造成的后果可概括為結垢、腐蝕和汽水共騰,危害表現為結垢造成局部溫度冷熱不均,直接影響傳熱和汽水正常循環(huán),輕則造成垢下腐蝕、燃料浪費和縮短鍋爐壽命,重則引發(fā)脹管、變形或爆管事故,因此鍋爐水質處理工作具有十分重要的現實意義。

        1 水垢形成的機理

        低壓鍋爐的鍋筒及管壁上形成的水垢,是由于水中鈣、鎂鹽類的濃度超過了它的溶解度,其原因主要是:

        (1)給水進入省煤器和鍋爐后,水溫逐漸升高,而某些鈣、鎂鹽類在水中的溶解度下降,達到飽和后溫度繼續(xù)升高,就有鹽類沉淀出來。

        (2)水在鍋爐中不斷蒸發(fā),在蒸發(fā)過程中蒸汽帶走的鹽類一般很少,這樣鹽類在爐水中不斷被濃縮到一定程度時,難溶鹽類就會形成沉淀。

        (3)水在被加熱和蒸發(fā)的過程中,某些鈣、鎂鹽類因發(fā)生化學反應,從易溶于水的物質轉變成了難溶于水的物質而析出。

        從鍋爐結垢機理來看,鍋爐結垢是需要一段時間才能形成,在形成的過程中,如不注意觀察和處理,對鍋爐似乎沒有直接影響。因此很容易被管理人員、水處理人員和鍋爐操作人員忽視,當水垢達到一定程度再來處理時,又不容易分清事故責任者,更使水處理這項工作在部分單位淡化管理。

        2 水垢對鍋爐的危害

        2.1 浪費燃料

        鍋爐結垢后,受熱面的傳熱性能變差,燃料燃燒所放的熱量不能及時傳遞到鍋水中,大量的熱量被煙氣帶走,造成排煙溫度過高,排煙若損失增加,鍋爐熱效率降低。為保持鍋爐額定參數,就必須多投加燃料,因此浪費燃料。

        2.2 受熱面損壞

        結了水垢的鍋爐因傳熱性能變差,燃料燃燒的熱量不能迅速地傳遞給鍋水,致使爐膛和煙氣的溫度升高。因此受熱面兩側的溫差增大,金屬璧溫升高,強度降低,在鍋內壓力作用下發(fā)生鼓包,甚至爆破。

        2.3 降低鍋爐出力

        鍋爐結垢后因傳熱性能變差,要達到額定蒸發(fā)量就需要消耗更多的燃料,但隨著結垢厚度增加,爐膛容積是一定的,燃料消耗受到限制。 因此鍋爐出力就會降低。

        2.4 金屬破壞

        水中含有氧氣、 酸性和堿性物質都會對鍋爐金屬面產生腐蝕,使其壁厚減薄、凹陷,甚至穿孔,嚴重影響鍋爐安全運行,尤其是熱水鍋爐,循環(huán)水量大,腐蝕更為嚴重。

        2.5 產生垢下腐蝕

        含有高價鐵的水垢容易引起與水垢接觸的金屬腐蝕,而鐵的腐蝕產物又容易重新結成水垢, 這種惡性循環(huán)會迅速導致鍋爐部件損壞,尤其是燃油鍋爐金屬腐蝕產物的危害更大。

        2.6 汽水共騰

        產生汽水共騰除了運行操作不當外, 當爐水中含有較多的氯化鈉、磷酸鈉、油脂和硅化物時,或鍋水中的有機物和堿作用發(fā)生皂化時,在鍋水沸騰蒸發(fā)過程中,液面就產生泡沫,形成汽水。

        3 工業(yè)鍋爐水質解決途徑和新要求

        3.1 硬度

        硬度通常指水中鈣、鎂離子的總含量,是防止鍋爐結垢的一項重要的指標。 對于鍋爐來說,水中的硬度越小越有利于防止結垢。

        3.2 堿度

        堿度指水中能接受氫離子的一類物質的含量。由于堿度物質能與硬度物質反應,生成疏松的水渣,可隨排污除去,從而防止鍋爐結垢,所以工業(yè)鍋爐的鍋水必須保持一定的堿度。 但鍋水堿度太高,易影響蒸汽品質,有時還會引起堿性腐蝕,因此鍋水堿度應維持在一定的范圍內。

        3.3 PH 值

        PH 值是氫離子濃度的負對數,是表示溶液酸堿性的一項指標,通常要求鍋爐水質達到一定的堿性,有利于防止鍋爐腐蝕和防垢。

        3.4 解決途徑

        首先,要控制水質,防止結垢,避免導致鍋爐受熱不均勻;其次,控制升溫速度,避免熱應力過大,產生金屬疲勞;再者,給鍋爐給水除氧,防止氧腐蝕,如爐水水質變差,可以排去一部分爐水。同時也要控制鐵離子。 最重要的一點,要控制鍋爐升溫、升壓速度。 具體解決方法:A)配備了水處理裝置。我廠水處理裝置是由浙江玉泉水處理設備有限公司設計,經技術改造逐步完善。由于我廠原水含鹽較高,設計采用了反滲透——離子交換系統(tǒng),但反滲透裝置運行效果及使用壽命與預處理好壞密切相關,要求預處理出水必須符合反滲透的進水標準,同時,水處理裝置對操作人員的技術素質也提出較高的要求,化驗人員及時準確的提供分析數據,以便技術調整操作。B)水處理裝置對水質的要求。電導率小于等于10.0us/l、 硅酸根小于等于100ug/l、 硬度小于5.0u mol/l、PH 值為8.5-9.2。 為了改變長久以來預處理不合格的狀態(tài),改善反滲透運行條件,經多方調研論證,以中石英砂過濾取代高效纖維球過濾,并且在這些過濾程序之前再加雙層濾料過濾。 井水也符合預處理進水水質的要求,用井水代替了部分新鮮水。

        3.5 新國標對水質檢驗標準的要求

        根據水質檢測的要求,主要可以將檢測項目分為常規(guī)指標檢測和非常規(guī)指標檢測,新國標也都對其進行了相應的調整,新國標在原有項目的基礎上做了8 項修訂,其中主要對渾濁度、砷、鎘、鉛、硝酸鹽、四氯化碳等6 個項目的限值要求進行了提高。 另外,新國標還對總大腸菌群的測定方法與計量單位做出了修改,但卻對總放射性的限值放寬了一些要求,新國標中還增加了大量有機物指標,其中主要包括農藥、有機污染物等。對城市集中式供水單位的采樣點選擇、檢測項目和頻率、合格率計算方法要求,檢測項目與頻率如下:水源水常規(guī)檢測包括氨氮、色度、渾濁度、臭和味、肉眼可見物、細菌總數、總大腸菌群等,每日至少檢測一次。 出廠水常規(guī)檢測包括余氯、色度、渾濁度、肉眼可見物、細菌總數、總大腸菌群等,每日至少檢測一次,全部常規(guī)指標和非常規(guī)指標中可能含有的有害物質檢測,每月至少檢測一次等。 管網水常規(guī)檢測包括余氯、色度、渾濁度等,每月檢測兩次以上,常規(guī)指標全部項目和非常規(guī)指標中可能含有的有害物質檢測,每月至少檢測一次。

        4 結束語

        通過以上分析可以看出:水質分析工作是鍋爐檢驗工作中的重要內容,鍋爐用戶單位要意識到水質化驗數據會影響鍋爐的運行,從而避免影響企業(yè)的正常生產。

        [1]水質分析[S].勝利油田石化總廠企業(yè)標準.2011.

        [2]工業(yè)鍋爐操作規(guī)程[S].勝利油田石化總廠企業(yè)標準.2011.

        [3]水處理裝置操作規(guī)程[S].勝利油田石化總廠企業(yè)標準.2011.

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