浅谈工业锅炉水处理技术

摘要：工业锅炉作为重要的热能动力设备，被广泛应用于机械、电力、化工等重要工业部分。除去锅炉给水中的有害杂质，保证锅炉水的质量，是确保锅炉安全和经济运行的中心环节。文章介绍了锅炉水常见的问题及相应处理方法，以供参考。

关键词：工业锅炉；水处理；pH值控制；锅炉水除氧

中图分类号：TQ545 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）01-0074-02

工业锅炉是一种热交换设备，其工作原理是将燃料燃烧时释放的热量传递给水，从而产生蒸汽。因此，水的质量如何关系到锅炉的安全运行，锅炉水处理是关系到全局的大事。工业锅炉水处理的目的是消除锅炉水的各种问题，确保锅炉安全运行。基于此，文章主要探讨炉水的pH值控制，盐和硅含量的控制以及炉水除氧等问题，以供相关人员参考交流。

一、锅炉水的pH值控制

（一）锅炉水pH值降低的原因

许多工厂的炉水长期不能达标，很大程度上是由有机酸引起的。锅炉水的pH值发生不正常变化是由于炉水中的有机物质所引起的。这些有机物有两个来源，一是原水中的有机物形成了水溶性胶体，通过离子交换没能去除掉，通过补给水系统直接进入了锅炉；二是一些树脂类高分子有机化合物（尤其是磺酸型阳树脂）以粉末状进入锅炉，之后在高温高压作用下热水解而产生了酸性物质，导致炉水pH值降低。树脂粉末，特别是经高温、高压作用下分解生成硫酸，使炉水pH值降低，由此产生腐蚀的危害。

（二）pH值的控制

炉水的pH过高会直接腐蚀管道，过低则会形成水垢，同时也会加速腐蚀。因此需定期测量，中和，最好改进水源。如果水源无法改变，一般采用添加药物的办法加以控制。为了防止给水系统的腐蚀，国标要求给水的pH值应控制8.8～9.2范围内。以前经常用氨水进行调节，但产生了一些负面作用，如气味危害人体，腐蚀铜合金材料等，因此使用氨水进行调节时氨含量不得超过1～2mg/L。炉水中的pH值应控制在9以上，一是为了避免对锅炉钢材的腐蚀，二是保证磷酸根与钙离子发生反应，以产生容易排污的水渣；三是为了减少蒸汽中的硅酸携带量。再者pH值也不能无限度高，应尽量保持在9～11，一定不能超过12，否则游离NaOH太多则易引起碱性腐蚀。

二、锅炉水中盐和硅含量的控制

如果炉水中盐的含量高，就会增加炉水的粘度，水的气泡难以长大，甚至会产生泡沫层，增加蒸汽中的水分。在高压条件下，炉水中硅的含量越大，蒸汽的含硅量也就越高，如果含量超标则可能造成SiO2在汽轮机中沉积。因此，盐（钠）和硅的含量直接影响到蒸汽的品质。当其含有量控制在一定范围内时，蒸汽的带水量也是一定的，如果其含有量超过了一定数值，蒸汽的含水量就会明显增加，致使蒸汽的品质变差。以含硅量为例，蒸汽对硅酸的溶解性携带与炉水中该物质的含量成正比，如图1所示：

因此，为了保证蒸汽的品质，炉水中的盐和硅的含量都要进行严格监督和控制。除硅方法主要是降低给水中硅、铝和其它氧化物含量，提高炉水pH值，减小硅酸的溶解携带。化学除盐方法中最常用的是阳离子交换树脂和阴离子交换树脂，在离子交换器中，含盐水流经过树脂时，盐中的阴阳离子分别与树脂中的阳离子和阴离子发生变换后除去。图2为常见的除盐系统示意图：

三、锅炉水除氧

锅炉给水中的溶解氧也是造成设备腐蚀的原因之一，如腐蚀物进入锅炉会影响换热效率，导致炉管故障。在具体工作中，一般都采用高效除氧器来清除补充水中的氧，通常能达到15甚至7ppb以下的水平，在这个条件下锅炉中残留的浓缩氧还会继续造成腐蚀，因此还需要通过化学方法将氧完全除去。化学除氧即在给水中加入化学药剂除氧，一般是加入联氨或者亚硫酸钠，联氨在碱性的水溶液中是一种很强的还原剂，它与水中溶解氧的反应式是：

N2H2+O2→N2+2H2O

由以上可见，反应的生产物是N2和2H2O，对热力系统无损害，但联氨有易挥发、易爆易燃、致癌等缺点，因此在使用过程中需特别注意。物理除氧法一般是指先将给水用蒸汽加热至沸腾，把水中的溶解氧

脱出。

解吸除氧是利用物理—化学相结合原理将水中溶解氧脱除的方式。其原理是基于亨利定律，将无氧的气体与含氧水强烈混合，使溶解在水中的氧析出至气体中去，而使给水达到水质要求。含氧气体在加热反应器内反应成无氧的惰性气体循环使用。解吸除氧器具有占地面积小、设备投资及运行费用少、操作简便、给水不需加热、除氧效率高、能适应已运行锅炉加装除氧器的要求等优点。下图是解吸除氧设备原理流程图：

目前值得推广的一种除氧方法是块状海绵铁除氧法，其具有除氧水质稳定，成本低、环保节能，反洗频率低，不板结，不粉化，不需更换除氧剂等优点，是其它除氧方式的替代产品，且完全符合国家低压锅炉水质《GB1576-96标准》。块状海绵铁除氧剂是用进口富铁矿直接还原再经活化而成，其工作原理如下：含氧软化水进入除氧器，通过具有巨大表面积的海绵铁滤料时，使铁与水中溶解氧发生化学反应，其反应式如下：

2Fe+2H2O+O2→2Fe（OH）2

由于Fe（OH）2在含氧水中是不稳定的，必将氧化成3价铁的氧化物，反应式如下：

2Fe（OH）2+H2O+½O2→2Fe（OH）3

Fe（OH）2、Fe（OH）3等为絮状物，当积累到一定量后需通过反洗将其排出，以恢复海绵铁初始的除氧能力。

四、结束语

在锅炉水处理过程中，最常见的问题主要有腐蚀、结垢/沉积物、锅水夹带等，为了控制这些问题，将锅炉水质控制在正常范围内，需结合锅炉的具体情况采用综合方案加以治理。本文仅从三个方面进行了论述，在日后的工作实践中还需进一步摸索和总结，以期提高锅炉运行的稳定性和安全性。

作者简介：涂玉琴（1984-），女，江西南昌人，宜春市特种设备监督检验中心工业锅炉水质检测员，助理工程师，研究方向：化学。

（责任编辑：赵秀娟）