朱勇吉

（甘肅省特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)研究院，甘肅 蘭州 730050）

鍋爐水處理指的就是對(duì)進(jìn)入鍋爐前的水進(jìn)行處理，也就是處理鍋爐給水中的膠體物、懸浮物、有機(jī)物等各種物質(zhì)，同時(shí)，還要對(duì)鍋爐內(nèi)水質(zhì)情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，從而達(dá)到改善鍋爐中水質(zhì)量的目的，確保鍋爐給水品質(zhì)符合鍋爐運(yùn)行要求，以免發(fā)生安全事故。

1 鍋爐水質(zhì)不良可能引發(fā)的各種危害

1.1 水垢危害

鍋爐在工業(yè)生產(chǎn)中是一種熱交換設(shè)備，其在運(yùn)行期間會(huì)產(chǎn)生蒸汽或熱水，水是鍋爐內(nèi)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的一種重要介質(zhì)，如果鍋爐內(nèi)雜質(zhì)經(jīng)過一段時(shí)間積累處于飽和狀態(tài)，在溫度符合條件情況下，會(huì)在鍋爐內(nèi)產(chǎn)生大量水渣，如果水渣附著在受熱面上，則會(huì)在鍋爐內(nèi)形成水垢。鍋爐在運(yùn)行期間，如果出現(xiàn)水垢，這會(huì)對(duì)鍋爐運(yùn)行造成一定危害，具體危害主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）浪費(fèi)燃料。鍋爐內(nèi)的水產(chǎn)生水垢后，會(huì)導(dǎo)鍋爐表面熱傳遞效能降低，燃料在燃燒期間釋放的熱量無法全部傳遞到鍋爐內(nèi)部，熱量會(huì)通過排放方式流失，會(huì)造成能源浪費(fèi)。相關(guān)調(diào)查結(jié)果顯示，鍋爐內(nèi)每形成1mm 的水垢，會(huì)導(dǎo)致鍋爐在運(yùn)行期間，浪費(fèi)約10%的燃料。

（2）損壞受熱面。若鍋爐內(nèi)形成了水垢，爐膛內(nèi)溫度會(huì)隨著鍋爐運(yùn)行而升高，受熱面積會(huì)變大，金屬壁的溫度會(huì)升高，這會(huì)導(dǎo)致鍋爐在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度減低，會(huì)使鍋爐內(nèi)出現(xiàn)鼓包，情況嚴(yán)重時(shí)，會(huì)導(dǎo)致鍋爐在運(yùn)行期間發(fā)生爆炸事故，這不僅會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，甚至?xí)斐扇藛T傷亡。

（3）出力下降。鍋爐在運(yùn)行期間如果出現(xiàn)結(jié)垢，其在運(yùn)行中的熱傳遞性能會(huì)減低，此時(shí)，要想使鍋爐蒸發(fā)量達(dá)到期望值，要增加燃料添加量，在爐膛容積固定的情況下會(huì)使燃料加熱遭受限制。

1.2 堵塞危害

水質(zhì)在不同環(huán)境下也會(huì)有所不同，如果鍋爐水循環(huán)系統(tǒng)中存在較多雜質(zhì)，受其影響，鍋爐中的水管可能會(huì)遭受堵塞，這會(huì)對(duì)鍋爐運(yùn)行造成不良影響。此外，受雜質(zhì)導(dǎo)致水管被堵塞影響，蒸汽品質(zhì)也會(huì)降低。

1.3 腐蝕危害

鍋爐在運(yùn)行期間如果采用的水質(zhì)質(zhì)量存在問題，這將會(huì)導(dǎo)致鍋爐內(nèi)的金屬遭受到水的腐蝕，會(huì)使鍋爐內(nèi)的各種金屬構(gòu)件遭受破壞。鍋爐一旦出現(xiàn)上述的金屬結(jié)構(gòu)腐蝕情況，會(huì)對(duì)鍋爐以后正常運(yùn)行造成不良影響，會(huì)縮短鍋爐應(yīng)用壽命。

2 處理鍋爐水的合理方法

2.1 處理鍋爐中的補(bǔ)給水

鍋爐在運(yùn)行過程中，蒸汽發(fā)揮的主要作用就是發(fā)電或供熱，受蒸汽用途和凝結(jié)水回收程度不同，鍋爐不積水量也會(huì)存在一定差別。凝汽式電站鍋爐在具體運(yùn)行期間，補(bǔ)給水量與蒸發(fā)量相比通常都低于3%，供熱鍋爐補(bǔ)給水量能夠達(dá)到100%。處理鍋爐中補(bǔ)給水量的具體流程如下：

（1）預(yù)處理。如果鍋爐在運(yùn)行期間的原水為地表水，對(duì)原水進(jìn)行預(yù)處理的目的就是將水中的膠體物、懸浮物、有機(jī)物等各種不同類型的雜質(zhì)處理掉，從而提高原水質(zhì)量。在對(duì)原水進(jìn)行處理時(shí)，通常要將混凝劑投入原水中，進(jìn)而使各種不同類型雜質(zhì)凝聚成大顆粒，然后，使大顆粒可以通過自身重力實(shí)現(xiàn)下沉，再對(duì)原水進(jìn)行過濾，使原水變得更加清澈。如果采用城市用水或地下水作為鍋爐在運(yùn)行過程中的補(bǔ)給水，可以省去處理原水環(huán)節(jié)，直接對(duì)用水進(jìn)行過濾，提高鍋爐用水水質(zhì)。在處理鍋爐用水期間，常用的澄清設(shè)備有脈沖式、機(jī)械攪拌式澄清器等，常用的過濾設(shè)備有無閥濾池和單流式機(jī)械過濾器等。此外，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)始終存在的各種有機(jī)物雜質(zhì)的清除，可以加設(shè)活性炭過濾器，從而使水質(zhì)能夠得到進(jìn)一步提高，以滿足鍋爐運(yùn)行需求。

（2）軟化。應(yīng)用人造或天然離子交換器，從而使水中的鎂、鈣等各種硬鹽轉(zhuǎn)變?yōu)椴唤Y(jié)硬垢鹽，達(dá)到避免鍋爐內(nèi)管子內(nèi)部形成鈣鎂硬水垢現(xiàn)象。針對(duì)含鈣鎂重有碳酸鹽并且堿度高的水，在處理上，可以利用氫鈉離交換，也可以在預(yù)處理上采用中和方式對(duì)水處理。

（3）除鹽。隨著鍋爐參數(shù)的不斷提高，以及人們對(duì)直流鍋爐的應(yīng)用，在水處理時(shí)，要將鍋爐給水中的所有鹽都去除，此時(shí)，可以采取化學(xué)方法對(duì)水中的鹽類進(jìn)行處理，具體處理期間最常用的方法就是陽離子交換樹脂法和陰離子交換樹脂法。如果鍋爐中用水的堿度較高，為了降低陰離子交換器在運(yùn)行期間的負(fù)擔(dān)，使系統(tǒng)在運(yùn)行期間的經(jīng)濟(jì)性可以得到進(jìn)一步提升，在對(duì)陽離子交換器進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，一般都要與脫碳器進(jìn)行串聯(lián)，從而將水中的二氧化碳去除掉。針對(duì)含鹽量高的水，可以采用電滲析或反滲透方式對(duì)水進(jìn)行處理，先對(duì)水質(zhì)進(jìn)行淡化處理，然后，再將水輸送到離子交換器中，完成處理。針對(duì)高壓鍋筒鍋爐或直流鍋爐，在處理用水時(shí)，要將給水中存在的微量硅去除掉，而對(duì)于中低壓鍋爐，對(duì)水的處理，則應(yīng)當(dāng)依據(jù)具體情況而定。

2.2 處理凝結(jié)水

凝結(jié)水在具體循環(huán)期，會(huì)遭受到系統(tǒng)腐蝕產(chǎn)物和凝氣冷卻后水泄露現(xiàn)象的污染，有時(shí)候也需要進(jìn)行處理。對(duì)凝結(jié)水的處理與鍋爐的爐型、參數(shù)，已經(jīng)凝結(jié)水遭受到的具體污染情況都有著緊密聯(lián)系。隨著鍋爐參數(shù)的不斷提升，處理凝結(jié)水的量也會(huì)增加。對(duì)超臨界壓力鍋爐來說，要全部處理；而對(duì)亞臨界或超高壓鍋爐在處理上，則應(yīng)當(dāng)為凝結(jié)水的25%～100%；針對(duì)高壓以下鍋爐通常不需要處理。目前，對(duì)于鍋爐中處理凝結(jié)水設(shè)備來說，有電磁過濾器，以及纖維覆蓋過濾器。在將凝結(jié)水中去除腐蝕產(chǎn)物去除掉后，在將這一部分水通入混合床或粉末樹脂覆蓋過濾器中，對(duì)用水進(jìn)行深度除鹽處理，改善水質(zhì)。

2.3 給水除氧處理

鍋爐給水的溶解氧會(huì)對(duì)鍋爐中熱力系統(tǒng)中的金屬造成腐蝕。腐蝕產(chǎn)物會(huì)在鍋爐運(yùn)行期間，在熱量較高處會(huì)凝結(jié)成銅鐵垢，這會(huì)導(dǎo)致熱傳遞發(fā)生惡化，情況嚴(yán)重時(shí)，會(huì)引起汽輪機(jī)高壓缸中沉積或爆管現(xiàn)象，降低汽輪機(jī)在運(yùn)行期間的效率，影響鍋爐運(yùn)行。因此，在對(duì)補(bǔ)給水和凝結(jié)水進(jìn)行軟化或除鹽處理后，在鍋爐用水進(jìn)入鍋爐前，要進(jìn)行除氧處理。真空除氧和熱力除氧是兩種常用的除氧方式，在具體應(yīng)用期間，也可以適當(dāng)以化學(xué)除氧方式作為輔助。熱力除氧就是對(duì)除氧器中的給水進(jìn)行加熱，使水沸騰，水中氧氣的溶解度會(huì)減低，這會(huì)使氧氣從水中逸出，然后，進(jìn)入大氣中。采取熱力除氧措施時(shí)，應(yīng)當(dāng)將水加熱到飽和溫度，并且除氧水面積應(yīng)當(dāng)盡可能大，確保氣體能夠順利排除。真空除氧通常都在汽輪機(jī)凝汽器中開展，而化學(xué)除氧法在應(yīng)用期間，就是將亞硫酸鈉加入水中，進(jìn)一步減少水的含氧量。

3 預(yù)防鍋爐危害的合理措施

針對(duì)鍋爐在應(yīng)用過程中可能出現(xiàn)的各種危害進(jìn)行適當(dāng)預(yù)防主要體現(xiàn)在對(duì)鍋爐用水情況的檢測(cè)方面。因此，要對(duì)鍋爐中用水處理方法，以及各項(xiàng)設(shè)施的具體選用情況進(jìn)行規(guī)范。應(yīng)用鍋爐單位，要依據(jù)鍋爐數(shù)量、參數(shù)等各項(xiàng)情況，采取科學(xué)方式對(duì)鍋爐中的用水進(jìn)行合理處理，針對(duì)鍋爐用水情況，配置相應(yīng)的水處理系統(tǒng)，通過對(duì)該系統(tǒng)的合理應(yīng)用，完成對(duì)水的處理，進(jìn)而保證鍋爐用水水質(zhì)能夠達(dá)到應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。

從目前鍋爐用水處理情況采用的方法來看，離子交換法是軟化鍋爐用水的一種常用處理方案。離子交換法在具體應(yīng)用期間，就是通過對(duì)具有交換能力的交換機(jī)進(jìn)行應(yīng)用，完成對(duì)水中含有的鈣鎂等鹽類離子進(jìn)行交換，達(dá)到降低水硬度，減少鍋爐運(yùn)行中水垢的形成。需要相關(guān)工作人員注意的是，在對(duì)離子交換法進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，要定期對(duì)用水水質(zhì)情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。此外，還可以采取一定措施，對(duì)鍋爐內(nèi)水進(jìn)行處理。例如，將一些化學(xué)藥品加入鍋爐用水中，使化物質(zhì)可以與鍋爐終形成的水垢發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成疏松殘?jiān)?，然后，采取排污方式，將水中各種殘?jiān)寂懦藉仩t外部，最大程度減少水垢對(duì)鍋爐運(yùn)行造成的不良影響。

4 結(jié)語

鍋爐用水水質(zhì)不良會(huì)對(duì)鍋爐運(yùn)行造成不良影響，因此，要采取合理措施對(duì)鍋爐用水進(jìn)行處理，改善水質(zhì)，確保鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行，延長(zhǎng)鍋爐應(yīng)用壽命。