1、鍋爐的水處理
搞好鍋爐水處理是保證鍋爐安全經濟運行的重要環節之一。鍋爐用水的水質必須滿足規定的水質要求,如果水處理搞得不好,就會使鍋爐結垢、腐蝕,不僅浪費燃料而且易引起堵管、爆管等事故,嚴重時還將使鍋爐報廢的重大經濟損失。
1.鍋爐用水的基本概念
鍋爐用水大致可分為:原水、給水、補給水、鍋水、排污水、凝結水等。它們的概念是:
原水:也稱生水或水源水,指未經處理的天然水或城鎮供水網的自來水。
給水:指經過各種處理工藝處理后,送進鍋爐的水。
補給水:指生水經過各種處理工藝處理后,補充鍋爐汽水損失的水。
鍋水:指鍋爐本體內蒸發系統中流動著的水。
排污水:為廠改善蒸汽品質和防止鍋爐結垢,用排污的方法排出。。。部分鍋水,這部分排出的水稱為排污水。
凝結水:蒸汽作功或付其他物質加熱后,經冷凝而成的水稱為凝結水。
此外,在水處理工藝中,把含有硬度的水稱為硬水;把經納離子交換處理后,除去硬度的水稱為軟水;把經陰、陽離子交換處理后,除去鹽類物質的水稱為除鹽水。
2、鍋爐結生水垢的原因及危害
含有硬度等雜質的給水如果不經處理就進入鍋爐,運行一段時間后,鍋爐水側受熱面上則會粘附一些固體沉積物,這種現象稱為結垢,這些粘附著的懸浮狀固體沉積物稱為水垢,在一定的條件下,固體沉積物也會在鍋水中析出,呈松散的懸浮狀,稱為水渣,可隨排污除去。但如果排污不及時,部分水渣也會在受熱面上沉積而轉化成水垢(通常稱為“二次水垢”)。
鍋爐結生水垢,首先是因為水中含有硬度物質,其次是由于鍋爐的高溫高壓條件。其結生的主要過程為:
(1)受熱分解
在高溫高壓下,原來溶于水的某些鈣、鎂鹽類(如碳酸氫鹽)受熱分解,變為難溶物質,沉積析出。
(2)溶解度降低
在高溫高壓下,有些鹽類(如硫酸鈣、硅酸鈣等)物質的溶解度隨溫度升高而大大降低,達到一定程度后,沉淀析出。
(3)水的蒸發、濃縮
在高溫高壓下,鍋水不斷因蒸發而濃縮,水中的鹽類物質達到飽和時,沉淀析出。
(4)相互反應及轉化
給水中原來溶解度較大的鹽類,在鍋爐的具體條件下,與其他鹽類相互反應,生成了難溶化合物,它們中有些是具有粘性的水渣,由于未被排污除去而轉化成了水垢。
上述這些沉淀物如粘結在鍋爐受熱面上就形成了水垢,溫度越高的部位,越容易形成堅硬的水垢。
由于水垢的導熱性很差,其導熱系數僅是鋼的導熱系數的幾十分之一至數百分之一,所以鍋爐結垢后就會嚴重阻礙傳熱并引起下列危害:
(1)浪費燃料
鍋爐結垢后將嚴重影響受熱面傳熱,降低熱效率,減少蒸汽出力,增加燃料消耗,從而增加運行成本。
(2)影響安全運行
受熱面結垢后,金屬的熱量由于受水垢的阻礙而難于傳遞給鍋水,致使自身溫度急劇升高,材料強度顯著降低,從而導致金屬過熱變形,嚴重時將造成鼓包、裂縫,甚至爆破等事故。
(3)破壞水循環
如果水管內結垢,就會減少流體截面積,增加水的流動阻力,破壞正常的水循環,嚴重時還會完全堵塞管道,造成爆管事故。
(4)縮短鍋爐壽命
鍋爐結垢后還會引起垢下腐蝕等危害。另外,有些體積小、結構緊湊的鍋爐,一旦結垢將極難清除,嚴重時只好采用挖補,割換管子等方法。這些危害都將大大縮短鍋爐的使用壽命。
3、 軟水處理
為保證鍋爐給水水質符合規定要求,需對原水進行處理,通常采用離子交換軟水處理器,配以強酸性陽離子交換樹脂,其型號一般為001×7(舊牌號為“732”樹脂),通過陽離子吸附作用除去水中的大部份鈣、鎂離子,以得到軟化水。

常用的離子交換器有:順流再生式、逆流再生式和浮動床等,再生時液流流向運行時流向一致(一般從上到下)的稱為順流再生離子交換器。順流再生式由于再生不徹底,鹽耗大,周期短,目前國內生產、使用已不多。但由于其操作簡單,便于自動控制,大多數進口的全自動軟化器幾乎都常用了順式再生式。
再生式液流流向與運行流向相反的稱為逆式再生離子交換器。逆式再生式具有出水質量好、鹽耗低、周期制水量大等優點,但再生操作時需注意防止亂層。
浮動床(即運行時水從上到下,樹脂往上浮起,再生時樹脂落下,從上至下進行再生、清洗)實際上也是逆流再生,具有運行流速高、出水量大、操作容易,鹽耗低等優點,但要求有一定的進水壓力,以便能穩定成床。浮動床比較適用于連續運行的鍋爐,如果停、啟過于頻繁則不宜采用。目前國產全自動鈉離子交換器多采用浮動床。
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