锅炉锅内水质处理

        锅内水质处理是通过向锅炉内放人一定数量的软水剂，使锅炉给水中的结垢物质转变成为泥垢(水渣)，通过排污将泥垢从锅炉内排出，从而达到防止或减缓水垢生成的目的。
        锅内水质处理设备简单，投资小，成本低，操作方便，防垢效果明显，防垢率可达80％以上，故在生产实践中被广泛采用。
        一、锅内水质处理的机理
        锅内水质处理是针对不同成分的水垢采用不同的软水剂把水垢转化成可排出的松软泥渣的过程。其机理如下：
        1．采用不同的软水剂使形成水垢中的各种盐类转化成非黏附性泥渣。
        2．在锅水中补充形成泥渣的结晶中心。
        3．破坏和防止锅水沉淀析出的固形物与锅炉金属表面之间的静电吸引作用。
        4．有效地控制锅水中的离子平衡。
        二、锅内水质处理加药种类
        锅内水质处理使用的药剂，根据各地区的不同水质及处理的目的不同，可分为以下几种：
        1．软水剂(防垢剂)
        (1)碱性药剂氢氧化钠、碳酸钠、磷酸三钠、六偏磷酸钠。
        (2)有机胶体栲胶、腐植酸钠。
        (3)水质稳定剂机磷酸盐、有机羧酸盐。
        2．降碱剂
        主要有磷酸、磷酸二氢钠、草酸、硫酸铵。
        3．缓蚀剂  主要有亚硫酸钠、亚硝酸钠、重铬酸钾。
        4．消沫剂  主要有二硬脂酰二胺、聚氧乙烯、聚氧丙烯、甘油二硬脂酸酯。
        5．防油垢剂主要有活性炭、胶体石墨、木炭粉。
        三、锅内水质处理常用药剂
        常用的水质处理药剂有氢氧化钠、碳酸钠、磷酸三钠。
        1．氢氧化钠  又称火碱、烧碱、苛性钠，为白色的固体，易溶于水，有强烈的腐蚀性，是一种强碱，在锅内水质处理中能起到以下作用：
        (1)能消除水中的碳酸盐硬度和镁硬度  可与水中的钙镁盐类发生化学反应，生成碳酸钙、氢氧化镁等沉淀物，通过排污将其排出锅炉外，其化学反应如下：
    Ca(HC0₃)₂+2NaOH=CaC0₃↓+Na₂C0₃+2H₂0
    Mg(HC0₃)₂+4NaOH=Mg(OH)₂↓+2Na₂CO₃+2H₂0
    MgS0₄+2NaCO=Mg(OH)₂↓+Na₂S0₄
    MgCl₂+2NaOH=Mg(OH)₂↓+2NgCl
        (2)能防止某些结垢物质在金属表面上生成  锅炉水中存在大量的CaCO₃，当水中存在有氢氧根(OH)时，能吸附在带正电荷的 CaCO₃质点上，一方面可阻碍CaCO₃相互合并长大，另一方面又可阻止带负电荷的CaCO₃质点向带有同性电荷的金属表面附着，从而可防止 CaCO₃水垢的结生。
        (3)保持锅水的碱度，防止锅炉腐蚀  当水中保持一定浓度的OH^-时，会在金属表面形成比较稳定的碱性保护膜，阻止水中的氧对金属腐蚀。
        2．碳酸钠  又称纯碱，呈白色的粉末状，易溶于水，水溶液呈强碱性。碳酸钠在锅内水处理中起以下作用：
        (1)能有效地消除水中的钙硬度可与锅炉水中的钙盐类发生化学反应，生成碳酸钙沉淀而易于除去。其化学反应式如下：
    CaS0₄+Na₂C0₃=CaC0₃↓+Na₂S0₄
    CaCl₂+Na₂C0₃=CaC0₃↓+2NaCl
        (2)碳酸钠在水中部分水解为氢氧化钠，可起到氢氧化钠在锅内水处理中的作用。其化学反应式如下：
    Na₂CO₃+H₂O→压力、温度→2NaOH+CO₂↑
        (3)能消除给水中的镁硬度碳酸钠能与水中的镁盐发生反应，生成碳酸镁，碳酸镁在水中又能水解成氢氧化镁沉淀而被除去。其化学反应式如下：
    MgS0₄+Na₂C0₃=MgC0₃+Na₂S0₄
    MgCl₂+Na₂CO₃=MgCO₃+2NaCl
    MgC0₃+H₂0=Mg(OH)₂↑
        3．磷酸三钠  又称磷酸钠，为白色晶体，易溶于水，水溶液呈碱性。它在锅内水处理中起以下作用：
        (1)能消除水中的结垢物质磷酸三钠与锅水中的钙、镁盐类发生反应，生成钙、镁的磷酸盐而沉淀。其化学反应式如下：
    3CaS0₄+2Na₃P0₄=Ca₃(P0₄)₂↓+3Na₂S0₄
    3MgCl₂+2Na₃P0₄=Mg₃(P0₄)₂↓+6NaCI
        (2)增强泥垢的流动性钙、镁磷酸盐是高度分散的胶体颗粒，在锅水中，能起到补充结晶中心的作用，使碳酸钙和氢氧化镁在其周围析出，变得细小、分散，而不易附着在金属表面上，形成流动性较强的泥垢。    
        (3)能使硫酸盐和碳酸盐等老水垢疏松脱落。
        (4)可防止锅炉金属腐蚀磷酸三钠溶解于锅炉水中后会在锅炉水侧表面形成磷酸铁的保护膜，防止水中的氧对金属表面的腐蚀。
        四、锅内水质处理常用药剂用量
        锅内水质处理常用药剂用量的计算方法如下：
        1．氢氧化钠和碳酸钠用量单独加入氢氧化钠或碳酸钠时，其用量按下式计算：
         X=(YD_F+JD_G·P)E
式中X——氢氧化钠和碳酸钠用量，克／吨(g／t)水；
     YD_F——给水的非碳酸盐硬度，毫摩／升(mmol／L)；
    JD_G——锅水保持的硬度，毫摩／升 (mmol／L)；
        一般不采用水质稳定剂时，JD_G取15—18毫摩／升(mmol／L)；采用有机水质稳定剂时，JD₃取8～12毫摩／升 (mmol／L)。
    P——锅炉排污率，百分比(％)；
    E——碱剂的摩尔值。用氢氧化钠时，E=40，用碳酸钠时，E=53。
        如果氢氧化钠和碳酸钠同时使用，则上述公式应分别乘以其各自所占的当量比值。如氢氧化钠的用量占总碱量的n％，碳酸钠所占比值贝4为(1-n％)．
        2．磷酸三钠用量计算公式：
        Na₃PO₄·12H20=YD×5
式中  YD——给水的总硬度，毫摩／升 (mmol／L)。
        3．腐植酸钠用量根据锅炉给水的总硬度确定。每1毫摩／升(mmol／L)的硬度，加药剂为每吨水3～5克 (g)。
        4．栲胶用量根据给水总硬度的测定值确定。当YD_F≤4毫摩／升(mmol／L)时，药剂加入量为每吨水5(g)；当YD_F﹥4毫摩／升 (mmol／L)时，每吨水加入量为10克 (g)。
        五、锅内加药方法
        常用的软水剂有粉末状、液体和固体三种。投药前必须依据使用说明书提供的数据，结合锅炉的实际情况及用水量的大小，计算出软水剂的用量。如果是粉末状或固体的，应先用温水将其溶化，待完全溶解后(且没有沉淀)，缓慢地用投药器注入锅炉。
        六、锅内加药操作
        锅内水质处理加药装置分为注水器加药装置和水箱加药装置和压力式加药装置三种形式。
        1．注水器加药
        (1)注水器加药装置图7一1。
        (2)投药剂时的操作步骤
        1)关闭定量阀门。
        2)打开阀门及放水旋塞，将存水放尽。
        3)关闭放水旋塞。
        4)从漏斗中加入配置好的药剂。
        5)关闭阀门，再打开定量阀门，即可在锅炉上水时，将药剂带入锅内。
        2．水箱加药
        (1)水箱加药装置  如图7一2。
        (2)投药剂时的操作步骤
        1)计算好每次水箱进水的容积。
        2)根据水箱进水容积计算药剂用量，并配置成药剂溶液。禁止固体投放。
        3)打开加药阀门。
        4)将配置好的药剂溶液从加药漏斗注入。有条件时，将加入药剂与水箱水搅拌，混合均匀。
        5)关闭加药阀门，开启水泵，药剂即可进入锅炉。
        3．压力式加药  压力式加药装置装在锅炉给水泵和锅炉进水阀之间的给水管道上，也可将加药装置布置在给水泵的入口管道上。
        (1)加药装置  装在锅炉给水泵与进水阀间的给水管上的压力式加药装置布置，如图7— 3。
        (2)投药剂时的操作步骤
         1)关闭阀门(1)和阀门 (2)。
         2)打开定量阀门和放水阀门，将盛药筒中的存水放尽。
         3)关闭放水阀门。
         4)将配置好的药剂溶液从加药漏斗中注入。
         5)关闭定量阀门。
         6)打开阀门(1)和阀门 (2)。
         7)启动给水泵，将药剂注入锅内。
         七、锅内加药操作注意事项
         1．使用碳酸钠处理法注意事项
        (1)加药量要均匀  炉水中碱的浓度上升速度不可太快，以免炉水含盐量骤然增加，影响蒸汽品质。
        (2)加强排污工作  防止在循环不畅部分，由于加入纯碱后产生的大量沉渣，不能被很快地排出，发生沉渣聚积，从而避免沉渣粘附在受热面上形成二次水垢。
        (3)给水的残余硬度应小于50微摩／升(μmol／L)  以免在炉水中生成的水渣过多而增加锅炉排污量，甚至影响蒸汽品质。
        (4)纯碱应比较纯净  以免由于杂质过多而堵塞加药管路，影响加药或过多的杂质进入锅炉内，引起锅炉腐蚀和使蒸汽品质劣化。药品质量一般应符合下列基本要求：Na₂C0₃含量应不小于98％，不溶性杂质不大于 0.5％。
        (5)对已有结垢情况的锅炉，采用纯碱处理法前，应先将炉内水垢尽量清除掉。因为C0₃^2-能将原先生成的水垢“溶掉”，使水垢逐渐变成松软的水渣脱落，从而使炉水中产生大量的水渣而影响蒸汽品质；严重时，脱落的水垢会堵塞炉管，导致锅炉水循环发生故障。
        2．使用磷酸盐加药处理注意事项
        (1)锅炉给水的残余硬度应小于5微摩／升(μmol／L)，以免在锅炉内生成的水渣太多，增加锅炉排污率甚至影响蒸汽品质。
         (2)维持锅炉水中规定的过剩P0₄^3-量，不能过多或过少。锅炉水中P0₄^3-不应太多，太多了不仅随排污水排出的药量会增加，使药品的消耗增加，而且还会引起下述不良后果：
        1)增加锅炉水的含盐量，影响蒸汽品质。
        2)有生成Mg₃(PO₄)₂的可能。由于随给水进入锅内的Mg²⁺通常较少，在沸腾的碱性锅水中，Mg²⁺与给水中的Si0₃^2-一生成蛇纹石，反应生成的蛇纹石呈水渣状态，易随锅炉水的排污排除。但是当锅炉水中P0₄^3-过多时，Mg²⁺便会与P0₄^3-结合形成磷酸镁：
    3Mg²⁺+2P0₄^3-一一Mg₃(P0₄)₂↓
        磷酸镁在高温水中溶解度很小，易粘附在锅炉受热面上，转化为二次水垢，这种二次水垢是一种导热性很差的松软水垢。
        3)锅水中含铁量较高，则有生成磷酸盐铁垢的危险。
        (3)及时排除生成的水渣，以免锅炉炉水集聚大量水渣，影响蒸汽品质。
        (4)药品应比较纯净，以免杂质进入炉内，引起锅炉腐蚀和蒸汽品质劣化。
        3．锅内加药操作注意事项
        (1)溶药时，最好用软化水(或除盐水)溶解，以免产生较多的沉淀物。    
        (2)溶解药剂时，要充分搅拌，使之充分溶解，避免未溶解的药剂进入锅炉，造成瞬间浓度过大，引起炉水起泡发沫，或使不溶杂质进入炉内。
        (3)加药前，先化验炉水各项指标，以确定加药量。
        (4)按照规定的加药间隔、加药时间认真操作，切忌不经化验凭经验想当然地加药。
        (5)按时排污。由于锅内加药处理会使炉水的含盐量增加，水渣增多，因此按规程规定保持一定排污量是十分必要的。排污不及时，一是可能由于锅水含盐量或水渣量过多而影响蒸汽品质；二是形成的水渣不及时排走，还可能在水流迟缓处生成二次水垢。但排污量必须根据锅水水质来确定，尽量减少排污量，以减少锅炉无谓的热消耗。
        (6)按时化验。锅内加药量及排污量应随炉水水质的变化而变化，要按规程要求按时化验并做记录。化验要认真仔细，数据要准确及时，不能敷衍了事，更不能不做化验乱填数字、搞假结果。

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