水质对锅炉运行的影响

郑艳红

（中国石化胜利油田石化总厂 中心化验室，山东 东营257000）

水是工业的“血液”，锅炉是工业的“心脏”，锅炉水处理则是保证锅炉安全经济运行必不可少的手段，水处理不当给锅炉所造成的后果可概括为结垢、腐蚀和汽水共腾，危害表现为结垢造成局部温度冷热不均，直接影响传热和汽水正常循环，轻则造成垢下腐蚀、燃料浪费和缩短锅炉寿命，重则引发胀管、变形或爆管事故，因此锅炉水质处理工作具有十分重要的现实意义。

1 水垢形成的机理

低压锅炉的锅筒及管壁上形成的水垢，是由于水中钙、镁盐类的浓度超过了它的溶解度，其原因主要是：

（1）给水进入省煤器和锅炉后，水温逐渐升高，而某些钙、镁盐类在水中的溶解度下降，达到饱和后温度继续升高，就有盐类沉淀出来。

（2）水在锅炉中不断蒸发，在蒸发过程中蒸汽带走的盐类一般很少，这样盐类在炉水中不断被浓缩到一定程度时，难溶盐类就会形成沉淀。

（3）水在被加热和蒸发的过程中，某些钙、镁盐类因发生化学反应，从易溶于水的物质转变成了难溶于水的物质而析出。

从锅炉结垢机理来看，锅炉结垢是需要一段时间才能形成，在形成的过程中，如不注意观察和处理，对锅炉似乎没有直接影响。因此很容易被管理人员、水处理人员和锅炉操作人员忽视，当水垢达到一定程度再来处理时，又不容易分清事故责任者，更使水处理这项工作在部分单位淡化管理。

2 水垢对锅炉的危害

2.1 浪费燃料

锅炉结垢后，受热面的传热性能变差，燃料燃烧所放的热量不能及时传递到锅水中，大量的热量被烟气带走，造成排烟温度过高，排烟若损失增加，锅炉热效率降低。为保持锅炉额定参数，就必须多投加燃料，因此浪费燃料。

2.2 受热面损坏

结了水垢的锅炉因传热性能变差，燃料燃烧的热量不能迅速地传递给锅水，致使炉膛和烟气的温度升高。因此受热面两侧的温差增大，金属璧温升高，强度降低，在锅内压力作用下发生鼓包，甚至爆破。

2.3 降低锅炉出力

锅炉结垢后因传热性能变差，要达到额定蒸发量就需要消耗更多的燃料，但随着结垢厚度增加，炉膛容积是一定的，燃料消耗受到限制。 因此锅炉出力就会降低。

2.4 金属破坏

水中含有氧气、 酸性和碱性物质都会对锅炉金属面产生腐蚀，使其壁厚减薄、凹陷，甚至穿孔，严重影响锅炉安全运行，尤其是热水锅炉，循环水量大，腐蚀更为严重。

2.5 产生垢下腐蚀

含有高价铁的水垢容易引起与水垢接触的金属腐蚀，而铁的腐蚀产物又容易重新结成水垢， 这种恶性循环会迅速导致锅炉部件损坏，尤其是燃油锅炉金属腐蚀产物的危害更大。

2.6 汽水共腾

产生汽水共腾除了运行操作不当外， 当炉水中含有较多的氯化钠、磷酸钠、油脂和硅化物时，或锅水中的有机物和碱作用发生皂化时，在锅水沸腾蒸发过程中，液面就产生泡沫，形成汽水。

3 工业锅炉水质解决途径和新要求

3.1 硬度

硬度通常指水中钙、镁离子的总含量，是防止锅炉结垢的一项重要的指标。 对于锅炉来说，水中的硬度越小越有利于防止结垢。

3.2 碱度

碱度指水中能接受氢离子的一类物质的含量。由于碱度物质能与硬度物质反应，生成疏松的水渣，可随排污除去，从而防止锅炉结垢，所以工业锅炉的锅水必须保持一定的碱度。 但锅水碱度太高，易影响蒸汽品质，有时还会引起碱性腐蚀，因此锅水碱度应维持在一定的范围内。

3.3 PH 值

PH 值是氢离子浓度的负对数，是表示溶液酸碱性的一项指标，通常要求锅炉水质达到一定的碱性，有利于防止锅炉腐蚀和防垢。

3.4 解决途径

首先，要控制水质，防止结垢，避免导致锅炉受热不均匀；其次，控制升温速度，避免热应力过大，产生金属疲劳；再者，给锅炉给水除氧，防止氧腐蚀，如炉水水质变差，可以排去一部分炉水。同时也要控制铁离子。 最重要的一点，要控制锅炉升温、升压速度。 具体解决方法：A）配备了水处理装置。我厂水处理装置是由浙江玉泉水处理设备有限公司设计，经技术改造逐步完善。由于我厂原水含盐较高，设计采用了反渗透——离子交换系统，但反渗透装置运行效果及使用寿命与预处理好坏密切相关，要求预处理出水必须符合反渗透的进水标准，同时，水处理装置对操作人员的技术素质也提出较高的要求，化验人员及时准确的提供分析数据，以便技术调整操作。B）水处理装置对水质的要求。电导率小于等于10.0us/l、 硅酸根小于等于100ug/l、 硬度小于5.0u mol/l、PH 值为8.5-9.2。 为了改变长久以来预处理不合格的状态，改善反渗透运行条件，经多方调研论证，以中石英砂过滤取代高效纤维球过滤，并且在这些过滤程序之前再加双层滤料过滤。 井水也符合预处理进水水质的要求，用井水代替了部分新鲜水。

3.5 新国标对水质检验标准的要求

根据水质检测的要求，主要可以将检测项目分为常规指标检测和非常规指标检测，新国标也都对其进行了相应的调整，新国标在原有项目的基础上做了8 项修订，其中主要对浑浊度、砷、镉、铅、硝酸盐、四氯化碳等6 个项目的限值要求进行了提高。 另外，新国标还对总大肠菌群的测定方法与计量单位做出了修改，但却对总放射性的限值放宽了一些要求，新国标中还增加了大量有机物指标，其中主要包括农药、有机污染物等。对城市集中式供水单位的采样点选择、检测项目和频率、合格率计算方法要求，检测项目与频率如下：水源水常规检测包括氨氮、色度、浑浊度、臭和味、肉眼可见物、细菌总数、总大肠菌群等，每日至少检测一次。 出厂水常规检测包括余氯、色度、浑浊度、肉眼可见物、细菌总数、总大肠菌群等，每日至少检测一次，全部常规指标和非常规指标中可能含有的有害物质检测，每月至少检测一次等。 管网水常规检测包括余氯、色度、浑浊度等，每月检测两次以上，常规指标全部项目和非常规指标中可能含有的有害物质检测，每月至少检测一次。

4 结束语

通过以上分析可以看出：水质分析工作是锅炉检验工作中的重要内容，锅炉用户单位要意识到水质化验数据会影响锅炉的运行，从而避免影响企业的正常生产。

［1］水质分析[S].胜利油田石化总厂企业标准.2011.

［2］工业锅炉操作规程[S].胜利油田石化总厂企业标准.2011.

［3］水处理装置操作规程[S].胜利油田石化总厂企业标准.2011.