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        水質(zhì)對(duì)鍋爐運(yùn)行的影響

        2013-08-15 00:54:54鄭艷紅
        山東工業(yè)技術(shù) 2013年10期
        關(guān)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(yàn)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(jīng)濟(jì)運(yùn)行必不可少的手段,水處理不當(dāng)給鍋爐所造成的后果可概括為結(jié)垢、腐蝕和汽水共騰,危害表現(xiàn)為結(jié)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(fèi)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(zhì)處理工作具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

        1 水垢形成的機(jī)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(jìn)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(dá)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(shí),難溶鹽類就會(huì)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(xué)反應(yīng),從易溶于水的物質(zhì)轉(zhuǎn)變成了難溶于水的物質(zhì)而析出。

        從鍋爐結(jié)垢機(jī)理來看,鍋爐結(jié)垢是需要一段時(shí)間才能形成,在形成的過程中,如不注意觀察和處理,對(duì)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(dāng)水垢達(dá)到一定程度再來處理時(shí),又不容易分清事故責(zé)任者,更使水處理這項(xiàng)工作在部分單位淡化管理。

        2 水垢對(duì)鍋爐的危害

        2.1 浪費(fèi)燃料

        鍋爐結(jié)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(shí)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(shù),就必須多投加燃料,因此浪費(fèi)燃料。

        2.2 受熱面損壞

        結(jié)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?fàn)t膛和煙氣的溫度升高。因此受熱面兩側(cè)的溫差增大,金屬璧溫升高,強(qiáng)度降低,在鍋內(nèi)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(jié)垢后因傳熱性能變差,要達(dá)到額定蒸發(fā)量就需要消耗更多的燃料,但隨著結(jié)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(huì)降低。

        2.4 金屬破壞

        水中含有氧氣、 酸性和堿性物質(zhì)都會(huì)對(duì)鍋爐金屬面產(chǎn)生腐蝕,使其壁厚減薄、凹陷,甚至穿孔,嚴(yán)重影響鍋爐安全運(yùn)行,尤其是熱水鍋爐,循環(huán)水量大,腐蝕更為嚴(yán)重。

        2.5 產(chǎn)生垢下腐蝕

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

        2.6 汽水共騰

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

        3 工業(yè)鍋爐水質(zhì)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(jié)垢的一項(xiàng)重要的指標(biāo)。 對(duì)于鍋爐來說,水中的硬度越小越有利于防止結(jié)垢。

        3.2 堿度

        堿度指水中能接受氫離子的一類物質(zhì)的含量。由于堿度物質(zhì)能與硬度物質(zhì)反應(yīng),生成疏松的水渣,可隨排污除去,從而防止鍋爐結(jié)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(zhì),有時(shí)還會(huì)引起堿性腐蝕,因此鍋水堿度應(yīng)維持在一定的范圍內(nèi)。

        3.3 PH 值

        PH 值是氫離子濃度的負(fù)對(duì)數(shù),是表示溶液酸堿性的一項(xiàng)指標(biāo),通常要求鍋爐水質(zhì)達(dá)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(zhì),防止結(jié)垢,避免導(dǎo)致鍋爐受熱不均勻;其次,控制升溫速度,避免熱應(yīng)力過大,產(chǎn)生金屬疲勞;再者,給鍋爐給水除氧,防止氧腐蝕,如爐水水質(zhì)變差,可以排去一部分爐水。同時(shí)也要控制鐵離子。 最重要的一點(diǎn),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(shè)備有限公司設(shè)計(jì),經(jīng)技術(shù)改造逐步完善。由于我廠原水含鹽較高,設(shè)計(jì)采用了反滲透——離子交換系統(tǒng),但反滲透裝置運(yùn)行效果及使用壽命與預(yù)處理好壞密切相關(guān),要求預(yù)處理出水必須符合反滲透的進(jìn)水標(biāo)準(zhǔn),同時(shí),水處理裝置對(duì)操作人員的技術(shù)素質(zhì)也提出較高的要求,化驗(yàn)人員及時(shí)準(zhǔn)確的提供分析數(shù)據(jù),以便技術(shù)調(diào)整操作。B)水處理裝置對(duì)水質(zhì)的要求。電導(dǎo)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(yù)處理不合格的狀態(tài),改善反滲透運(yùn)行條件,經(jīng)多方調(diào)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(yù)處理進(jìn)水水質(zhì)的要求,用井水代替了部分新鮮水。

        3.5 新國標(biāo)對(duì)水質(zhì)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的要求

        根據(jù)水質(zhì)檢測(cè)的要求,主要可以將檢測(cè)項(xiàng)目分為常規(guī)指標(biāo)檢測(cè)和非常規(guī)指標(biāo)檢測(cè),新國標(biāo)也都對(duì)其進(jìn)行了相應(yīng)的調(diào)整,新國標(biāo)在原有項(xiàng)目的基礎(chǔ)上做了8 項(xiàng)修訂,其中主要對(duì)渾濁度、砷、鎘、鉛、硝酸鹽、四氯化碳等6 個(gè)項(xiàng)目的限值要求進(jìn)行了提高。 另外,新國標(biāo)還對(duì)總大腸菌群的測(cè)定方法與計(jì)量單位做出了修改,但卻對(duì)總放射性的限值放寬了一些要求,新國標(biāo)中還增加了大量有機(jī)物指標(biāo),其中主要包括農(nóng)藥、有機(jī)污染物等。對(duì)城市集中式供水單位的采樣點(diǎn)選擇、檢測(cè)項(xiàng)目和頻率、合格率計(jì)算方法要求,檢測(cè)項(xiàng)目與頻率如下:水源水常規(guī)檢測(cè)包括氨氮、色度、渾濁度、臭和味、肉眼可見物、細(xì)菌總數(shù)、總大腸菌群等,每日至少檢測(cè)一次。 出廠水常規(guī)檢測(cè)包括余氯、色度、渾濁度、肉眼可見物、細(xì)菌總數(shù)、總大腸菌群等,每日至少檢測(cè)一次,全部常規(guī)指標(biāo)和非常規(guī)指標(biāo)中可能含有的有害物質(zhì)檢測(cè),每月至少檢測(cè)一次等。 管網(wǎng)水常規(guī)檢測(cè)包括余氯、色度、渾濁度等,每月檢測(cè)兩次以上,常規(guī)指標(biāo)全部項(xiàng)目和非常規(guī)指標(biāo)中可能含有的有害物質(zhì)檢測(cè),每月至少檢測(cè)一次。

        4 結(jié)束語

        通過以上分析可以看出:水質(zhì)分析工作是鍋爐檢驗(yàn)工作中的重要內(nèi)容,鍋爐用戶單位要意識(shí)到水質(zhì)化驗(yàn)數(shù)據(jù)會(huì)影響鍋爐的運(yùn)行,從而避免影響企業(yè)的正常生產(chǎn)。

        [1]水質(zhì)分析[S].勝利油田石化總廠企業(yè)標(biāo)準(zhǔn).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(biāo)準(zhǔn).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(biāo)準(zhǔn).2011.

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