工业锅炉水质检测中的常见问题

刘 娟 杨 麟 孙婷婷 曾 鸣 郭思学 广州市特种承压设备检测研究院

工业锅炉水质检测中的常见问题

刘 娟 杨 麟 孙婷婷 曾 鸣 郭思学 广州市特种承压设备检测研究院

本文对工业锅炉水汽检测工作经常出现的一些现象予以小结，分析原因和危害，并提出一些建议，对日后的检验检测工作顺利开展有一定的借鉴意义。

工业锅炉 水汽质量 检验监测

锅炉水处理工作的中心任务就是：防止或减缓锅炉结垢、腐蚀及积盐等不良现象，从而确保锅炉安全、经济运行。为评价和衡量锅炉安全运行状况，需要严格监督工业锅炉各种水、汽品质，定期检测，以便必要时采取措施[1]。本文将广州市工业锅炉水汽检测工作中经常出现的一些现象加以小结，以期交流学习，更好地为工业锅炉的安全、经济运行保驾护航。

1 新装锅炉水质检测结果与相应的水处理方式不符

广州市现有工业锅炉近5000多台，由广州市特种承压设备检测研究院（以下简称广州特检院）承担锅炉水质检测工作，包括运行锅炉和新安装锅炉。

新安装锅炉在水处理设备安装、调试完成后，应接受检验检测机构实施的监督检验。检测项目包括：

1）原水：水处理系统为钠离子软化处理：硬度、碱度、氯离子

水处理系统为反渗透或复合除盐处理：硬度、浊度、电导率。

2）交换器出口水：硬度、氯离子

3）水箱水：硬度、pH值、碱度、氯离子

在水处理设备安装、调试完成后，客户送原水、交换器出口水和水箱水水样到广州特检院检测。在日常的检测工作中，水质检测结果与该单位水处理方式不符现象：

（1）2012年4月26号，广州某使用单位A，其锅炉型号为LSS0.3-0.8-YQ，水处理型式为全自动（软化水)。

（2）2012年6月7日，某使用单位B，该锅炉型号为DZC0.5-0.8-AⅡ，水处理型式为全自动。

（3）2012年7月17日，某使用单位C的锅炉型号WNS0.5-1.0-Y，水处理型式为固定床（软化水)。

以上三个单位的水处理设备均为钠离子交换器，由单位送检测水样，检测结果见表1。原水经过钠离子交换器后，仅是去除原水中全部或大部分硬度物质，对水样中的氯离子不起交换作用，因此，交换器出口水和水箱水中氯离子含量应与水处理设备进水氯离子含量相差无几。而上述三个单位的水质检测结果却显示，交换器出口水和软水箱水中的氯离子含量均远远低于进水氯离子含量，显然，与该单位的水处理设备类型不符合。

上述情况究其缘由是，客户为顺利拿到锅炉使用登记证，希望锅炉水处理设备水质调试报告合格，为此不惜水样造假。为减少和杜绝此类情况发生，检验检测机构应严格把关水质检测。

表1 工业锅炉水处理设备监测调试报告部分数据

一是对于不合理或异常的水质检测结果，应找出缘由，并出具适当的检验检测意见，以确保待测水样的真实性和代表性。

二是由客户约检，检验检测机构安排锅炉水质取样员到现场取水样，及时检测并出具报告。

2 给水氯离子含量远大于进水氯离子含量

GB/T 1576《工业锅炉水质》要求“软水器再生后出水氯离子含量不得大于进水氯离子含量的1.1倍”。而在日常的检测工作中，经常出现锅炉给水中氯离子含量远大于原水中氯离子含量的1.1倍。

目前我国仍有很多工业锅炉由于未回用蒸汽冷凝水，给水主要由补给水组成，因此，给水水质往往取决于补给水处理方式和处理质量[1]。工业锅炉水处理方式种类繁多，大部分为钠离子交换器，特别是自动软水器。而大多数自动软水器的再生操作中，进再生剂和置换为同一工位，进再生剂时间主要取决于盐箱内盐液的水位。若水位过高，进再生剂时间长，置换和正洗时间不足，则往往造成水处理设备投运初期出水氯离子含量远高于进水氯离子含量。氯离子浓度偏高的给水进入锅炉，造成锅炉排污率增加，甚至超过标准中上限值。

例如：假设原水中氯离子含量为30mg/L，根据标准计算锅水氯离子控制标准为小于330mg/L，由于水处理选择不当或者操作不当，给水氯离子升至50mg/L，导致锅炉排污率增加了7.9%。以锅炉正常排污率为10%，则给水氯离子升高后锅炉的排污率增加至17.9%。

给水氯离子含量增加，锅水含盐量也相应的增加。一般情况下，水中的含盐量愈多，腐蚀速度愈快。且水中的氯离子Cl-为活性离子，会破坏金属表面保护膜，加快腐蚀速度。其原因是Cl-很容易被金属表面的氧化物膜吸附，从而替代膜中的氧离子，形成可溶性的氯化物，破坏氧化物膜。当金属表面的保护膜被破坏，那么金属表面就会直接暴露在高温的锅水中，极容易遭到腐蚀。

减少或避免此类情形的发生，解决方式也较为简单，即严格控制水处理设备再生工艺，定期进行水质化验，确保给水合格后才能进锅炉，通过适当的锅炉加药和排污，使锅水也满足标准中的要求。

3 锅炉排污率超标

GB/T 1576《工业锅炉水质》规定：“以软化水为补给水或单纯采用锅内加药处理的锅炉的正常排污率不应超过10.0%，采用除盐水为补给水的锅炉正常排污率不应超过2.0%”。降低锅炉排污率对节能减排的意义非常重大。研究表明，锅炉排污率每升高1%，锅炉热损失约增加1.2%～1.3%。

而部分锅炉使用单位为了保持锅内较好的水质，常采取增加排污的做法，有的排污率高达20%～30%，远高于上限值10%，损失了大量的热能和水量[2]。

因此，若全国锅炉的排污率都能降到标准要求，则全年节能节水量将极为可观。据调研，目前我国工业锅炉排污率普遍偏高，其原因有五个方面：

1）锅炉水处理系统设计时没有根据水源水质选择合适的水处理方式，导致给水溶解固形物含量较高；

2）蒸汽冷凝水未回用或回用率低，不能有效地降低给水溶解固形物；

3）水处理设备选择不当或操作失误，致使交换器出水氯离子含量增高；

4）使用单位未按要求定期化验水质，盲目排污；

5）水源水质逐年恶化，导致锅炉排污率呈不断上升之势。

因此，降低锅炉排污率，首要是应改善给水水质。《锅炉水处理监督管理规则》中明确提出，为了促进锅炉节能减排，蒸汽冷凝水应当尽可能回收利用，降低排污率。

4 给水、回水中全铁含量超标

GB/T 1576《工业锅炉水质》规定了工业锅炉给水、回水中的全铁含量上限。

给水中全铁含量超标有诸多危害，主要有：

1） 容易在高温受热面上生产氧化铁垢，促进金属腐蚀，且难以清除；

2） 氧化铁垢既阻碍传热，显著降低锅炉传热效率和出力，又易引发垢下腐蚀，造成金属管壁减薄、穿孔。

因此，应严格监控给水铁含量，一旦出现给水铁含量超标，需查明原因及时处理。

（1）补给水中铁离子含量较高。当采用铁含量较高的地下水为原水水源时，不仅容易导致水处理设备内树脂中毒，而且溶液使出水带有铁离子。

（2）由生产返回水带入铁的腐蚀产物进锅炉。这主要是给水中重碳酸盐或者锅炉加药时过量的碳酸盐进入锅内，在高温高压条件下分解产生二氧化碳气体，加之目前广州市大部分工业锅炉无除氧装置，也较少投加亚硫酸钠进行化学除氧，致使氧和二氧化碳随着蒸汽进入热力系统，对金属造成腐蚀，有时甚至使生产返回水呈铁锈色。

（3）水处理设备、再生系统、水箱、管道等未作防腐处理，或者防腐层脱落，使得补给水和给水系统产水腐蚀而使给水铁含量增加。

广州市现有工业锅炉给水铁含量超标，多数时候源自缺乏适当的防腐缓蚀处理，导致回水中含有较多的腐蚀产物。此外，由于换热系统装置及管道因腐蚀泄露还容易造成回水的各种污染。

回水即生产返回水，或蒸汽冷凝水，相当于富含热量的蒸馏水。回水具有的热量可达蒸汽全热量的20%～30%，且压力、温度越高，凝结水具有的热量就越高，占蒸汽总热量的比例也就越大。此外，回水溶解杂质少，温度较高，回用作锅炉给水可显著降低燃料消耗，提高蒸汽质量、减少补给水量和再生剂消耗量、降低锅炉排污率，不但节能减排意义重大，而且可带来巨大的经济、社会效益。

回水的回收利用前提是保证给水符合GB/T 1576《工业锅炉水质》要求。目前广州市约80%的工业锅炉回水不合格只能排放，无法回收利用[4]。

5 锅炉停（备）用应做好防锈蚀保养

许多锅炉使用单位对锅炉停（备）用应做好防锈蚀保养的意识不够，锅炉在运行时腐蚀较少，反而在锅炉停（备）用期间出现大量的锈蚀。

锅炉停（备）用腐蚀是发生在金属表面的均匀腐蚀，易导致运行时锅炉发生故障，以致锅炉提前报废，或缩短其使用寿命。

1）停用腐蚀可在短期内使停用设备表面遭到大面积的腐蚀破坏；

2）沉积在炉管内的停用腐蚀产物会成为设备运行中腐蚀的促进因素；

3）大量附着力差的腐蚀产物会延长锅炉启动时间，而且会导致炉管内沉积物形成速度增大。

6 小结

工业锅炉水质检测旨在服务客户，确保锅炉安全、经济运行。因此，首要是加强锅炉水质管理重要性的宣贯，提高工业锅炉水处理操作工的操作素养，能看懂工业锅炉水质检测报告，根据其中的检测意见及时调整处理，才能确保锅炉水质符合相应的标准和技术规范的要求，达到安全、经济生产的目的。

1 李茂东,杨麟,赵军明.锅炉水处理技术(第三版).广州市特种承压设备检测研究院,2010：46

2 李茂东《,广州地区工业锅炉能耗情况调研报告》,2010

3 李茂东,工业锅炉司炉教程.广州市特种承压设备检测研究院,2007：287

4 锅炉水处理及质量监督检验技术.中国锅炉水处理协会, 2012：68－75

Some recurring phenomenon of industrial boilers in water and steam Quality Detection were Enumerated in brief, then the causes and hazards were analyzed as well. For future inspection work smoothly, a number of possible measures were proposed, which would be of certain referential significance.

Industrial boilers Water and steam quality Inspection and detection

2013－06－21）