鍋爐水質指標及水處理方法
一、鍋爐水質指標
在天然水中通常含有三種雜質：懸浮雜質（泥沙、油污等）、膠體雜質（鐵、鋁、硅的氫氧化物等）及溶解雜質（溶解氣體和溶解鹽類等）。這些雜質可以使鍋爐產生水垢和水渣、腐蝕鍋爐的金屬表面、引起鍋爐發泡、汽水共騰、蒸汽帶水、污染蒸汽，有時還可使過熱器沉鹽結垢，造成過熱爆管。特別是水垢的形成，不但浪費燃料、損壞受熱面，還能破壞水循環，縮短鍋爐的使用壽命。在鍋爐中形成水垢的原因是水在加熱過程中，某些鈣、鎂鹽發生化學反應生成難溶物質析出，且這些鈣、鎂鹽的溶解度隨水溫升高而下降，達到飽和度和濃度后析出，鍋水不斷蒸發濃縮后，難熔鹽類形成沉淀。
水質指標是表示水的質量好壞的技術指標，根據用水要求和雜質的特性規定，鍋爐用水的水質指標主要有：
懸浮物：在規定試驗條件下，將水過濾分離得到的不溶于水的物質的含量。
含鹽量：溶于水中全部鹽類的總含量；常用溶解固形物含量代。
硬度：水中溶解的鈣鎂鹽的總含量，硬度又有暫時硬度和永久硬度之分。暫時硬度是水中鈣鎂的重碳酸鹽含量，永久硬度是水中非碳酸鹽引硬度，包括鈣、鎂的碳酸鹽和氯化物等。
PH值：水中氫離子含量的負對數。
堿度：水中由于離解或水解而使氫氧根濃度增加的物質總含量。
相對堿度：鍋水中所含氫氧根堿度與含鹽量的比值。
工業中根據硬度將水分為軟水（硬度在8度以下的水，每升水中含10mg的氧化鈣為1度）、中等硬水（硬度在8~16之間）、硬水（硬度在16~28之間）和超硬水（硬度大于28度）等四類。
水質標準是水質指標要求達到的合格范圍，由鍋爐蒸發量、工作壓力、蒸汽溫度、水處理工藝等多方面情況制定。我國《低壓鍋爐水質標準》對水質指標的規定如下表所示：
表1：《低壓鍋爐水質標準》對水質指標的規定
水處理方式 鍋內加藥處理 鍋外水或化學處理
漂浮物含量 <20mg/L <5mg/L
給水總硬度 <=3.5me/L(毫克當量/升） <=0.03me/L
總堿度 10~22me/L <=20me/L
PH值 >=7 >=7
含油量 <=2mg/L <=2mg/L
相對堿度 <0.2 <0.2
工作壓力 1.57MPa P<=1.57MPa
溶解氧 <=0.05mg/L <=0.1mg/L
溶解固形物 <3000mg/L <3500mg/L
二、鍋爐水處理方法
常用水處理方法有：鍋內加藥處理和鍋外軟化處理（沉淀法軟化和離子交換法軟化）。
1、鍋爐內水處理的方法是通過向鍋爐內加入一定數量的軟水劑,使鍋爐給水中的污垢轉變成泥垢然后將泥垢從鍋內排出,從而達到防止水垢結生或減緩的目的。這種處理水的方法是在鍋爐內部進行的,所有被稱為鍋爐內水處理。
鍋內水處理常用藥劑配方
1.1“三鈉一膠”法
“三鈉一膠”法指的是磷酸三鈉、碳酸鍋、氫氧化鍋和栲膠。這種方法在我國鐵路系統有一套完整的使用方法和理論,管理得好,防垢率高。
1.2“四鈉”法
“四鈉”法指的是磷酸三鈉、碳酸鍋、氫氧化鍋和腐殖酸鍋,這種方法處理的效果優于三鈉一膠法,適合于各種水質。
1.3.純堿法
這種方法主要是向鍋內放入純堿(Na2C03),純堿在一定壓力作用下,雖然能分解成部分氫氧化鈉,但對于成分復雜的給水,不能答到讓人滿意的效果。
1.4.純堿一腐殖酸鈉法
此法又要比純堿一栲膠法效果好,主要是栲膠的水處理效果沒有腐殖酸鈉的水處理效果。
1.5.有機聚磷酸鹽有機聚竣酸鹽和純堿法。
這種方法是近幾年才發展起來的阻垢劑配方,效果較好。
1.6.純堿一栲膠法
由于栲膠和純堿的共同協作的結果,要比單用純堿效果好。
1.7.有機聚磷酸鹽、有機聚起酸鹽、腐殖酸鈉和純堿法。
這種方法中的純堿不僅其本身具有良好的防垢作用,而且還為有機聚竣酸鹽和有機聚磷酸鹽提供了良好的阻垢條件,腐殖酸做是很好的泥垢調解劑,效果更理想。
鍋內水處理常用藥剩用量的計算水處理藥劑的用量一般需要根據原水的硬度、堿度和鍋水維持的堿度或藥劑濃度及鍋爐排污率大小等來確定。通常無機藥劑可按化學反應物質的量進行計算;而有機藥劑(如栲膠、腐殖酸鍋、磷酸鹽或竣酸鹽等水質穩定劑)則大多按實驗數據或經驗用量進行加藥。
2.鍋外水處理
①預處理：當原水為地表水時，預處理的目的是除去水中的懸浮物、膠體物和有機物等。通常是在原水中投加混凝劑（如硫酸鋁等），使上述雜質凝聚成大的顆粒，借自重而下沉，然后過濾成清水。當以地下水或城市用水作補給水時，原水的預處理可以省去，只進行過濾。常用的澄清設備有脈沖式、水力加速式和機械攪拌式澄清器；過濾設備有虹吸濾池、無閥濾池和單流式或雙流式機械過濾器等。為了進一步清除水中的有機物，還可增設活性炭過濾器。
②軟化:采用天然或人造的離子交換劑,將鈣、鎂硬鹽轉變成不結硬垢的鹽，以防止鍋爐管子內壁結成鈣鎂硬水垢。對含鈣鎂重碳酸鹽且堿度較高的水，也可以采用氫鈉離子交換法或在預處理（如加石灰法等）中加以解決。對于部分工業鍋爐，這樣的處理通常已能滿足要求，雖然給水的含鹽量并不一定明顯降低。經過軟化或除鹽的補給水和凝結水，在進入鍋爐之前一般都要除氧。常用的除氧方式有熱力除氧和真空除氧等，有時還輔以化學除氧。
