锅炉水质中国标准与美国ASME锅炉水质导则比较与分析

陈可青

（浙江省特种设备检验研究院，浙江 杭州 310015）

为了防止锅炉结垢、腐蚀，保持受热面清洁，保证水汽的质量，锅炉的水质都要经过处理和控制。为了控制锅炉水质，我国制定了一系列的标准，如：GB/T 1576-2008 《工业锅炉水质》 、GB/T 12145-2008 《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量》、DL/T 912-2005《超临界火力发电机组水汽质量标准》。在美国，美国机械工程师协会（American Society Of Mechanical Engineers），简称ASME，也发布了一个锅炉水质导则，该导则的全英文名称为：CONSENSUS ON OPERATING PRACTICES FOR THE CONTROL OF FEEDWATER AND BOILER WATER CHEMISTRY IN MODERN INDUSTRIAL BOILERS。在该导则中，对六个锅炉类型的水质提出了建议，这些类型分别为：

（1）工业水管锅炉，有过热器，对蒸汽品质有要求；

（2）工业水管锅炉，无过热器，对蒸汽品质没有要求；

（3）工业火管锅炉，无过热器，对蒸汽品质没有要求；

（4）直流锅炉；

（5）船用锅炉；

（6）电热锅炉。

由于船用锅炉不在我国的《特种设备安全监察条例》的覆盖范围，因此本文不对船用锅炉的水质进行讨论。

由于我国的锅炉水质标准对锅炉不分是水管类型还是火管类型，只分有无过热器，因此本文只讨论三个类型的锅炉水质标准的比较与分析，现分述如下：

1 有过热器锅炉的水质标准比较与分析

一般来说，有过热器锅炉的水质比没有过热器锅炉的水质要求较高。因为如果过热器里积了硅垢或铁垢后很难进行化学清洗，因此有过热器的锅炉对蒸汽的品质要求也较高。同样对给水和锅水的要求也较高。

表1 GB/T 1576-2008锅炉给水溶解氧标准值

表2

表3

表4

表5

表6

1.1 给水硬度标准值的比较

由于GB/T 1576-2008《工业锅炉水质》表1中的给水标准值是不分有无过热器的，因此它的标准值也适用于有过热器锅炉的给水，所以此处就与ASME锅炉水质导则中的有过热器锅炉的给水标准值进行比较。

由于美国ASME锅炉水质导则中硬度标准值是以碳酸钙作为计算参照物，因此为了比较，我们也将中国的标准GB/T 1576-2008《工业锅炉水质》中的硬度标准值换算成相当于CaCO3含量值。GB/T 1576-2008《工业锅炉水质》表1中，对于额定蒸汽压力≤2.5MPa的锅炉给水，硬度都要求≤0.030mmol/L，换算成CaCO3的含量即为≤1.5mg/L；而美国ASME锅炉水质导则对额定蒸汽压力≤3.10MPa的有过热器锅炉的给水硬度标准值换算成CaCO3的含量为≤0.3mg/L，因此这一项指标比中国的标准要严格。

表7

表8

1.2 给水溶解氧标准值的比较

在GB/T 1576-2008《工业锅炉水质》表1中，对于不同额定蒸汽压力的锅炉给水，给出了软化水和除盐水的溶解氧浓度标准值，具体见表1。

美国ASME锅炉水质导则对于额定蒸汽压力为≤13.79MPa的锅炉给水，溶解氧标准值全部为＜0.007 mg/L，这一项也比中国的标准要严格。

1.3 锅水全碱度标准值的比较

美国ASME锅炉水质导则中对不同额定蒸汽压力有过热器锅炉锅水的全碱度标准值见表2。

在GB/T 1576-2008《工业锅炉水质》表1中，对不同额定蒸汽压力、有过热器的锅炉锅水的全碱度标准值见表3。

比较上述美国ASME锅炉水质导则与GB/T 1576-2008《工业锅炉水质》二者之间的锅水全碱度标准值数据，发现它们之间比较接近。

2 无过热器锅炉水质标准值的比较

在1.1中我们已提到，由于在GB/T 1576-2008《工业锅炉水质》表1中，锅炉给水水质的标准值是不分有无过热器的，有过热器锅炉与无过热器锅炉的给水水质标准是一致的，并且有过热器锅炉的给水水质标准已在1.1与1.2节中与ASME锅炉水质导则作过比较，下面主要讨论无过热器锅炉锅水水质标准值的比较。

无过热器锅炉锅水水质标准值能进行比较的项目就是全碱度。在ASME锅炉水质导则中，由于无过热器锅炉锅水的全碱度标准值只有上限，没有下限，因此我们比较ASME锅炉水质导则与GB/T 1576-2008《工业锅炉水质》中无过热器锅炉锅水全碱度标准值只比较全碱度的上限值。

在ASME锅炉水质导则中，不同额定蒸汽压力范围、无过热器的火管锅炉和水管锅炉锅水的全碱度上限标准值见表4。

在GB/T 1576-2008《工业锅炉水质》中，对于无过热器的锅炉锅水的全碱度标准值，按四个压力段进行划分，四个压力段分别为：P≤1.0MPa；1.0＜P≤1.6 MPa；1.6＜P≤2.5 MPa；2.5＜P≤3.8 MPa，并且每个压力段又分使用软化水或除盐水作为补给水而有所区别，对使用软化水作为补给水的锅水全碱度规定了上限和下限，使用除盐水的只有上限，具体数据见表5。

从表4、表5数据可以看出，随着锅炉的额定蒸汽压力的提高，使用软化水或除盐水作为补给水的锅炉锅水的全碱度的上限发生递减。

综合比较以上数据，两者差别不大。

3 直流锅炉水质标准值的比较

3.1 溶解氧标准值的比较

在GB/T 1576-2008《工业锅炉水质》表5中，列出了直流锅炉水质的标准值，规定了额定蒸汽压力从P≤1.0MPa到1.0＜P≤2.5MPa和2.5＜P＜3.8 MPa的三个压力段的溶解氧标准值，见表6。

ASME的锅炉水质导则中，直流锅炉额定蒸汽压力从＜6.21MPa以及＞6.21MPa，溶解氧的标准值都是＜0.007mg/L，要求较高。

3.2 全碱度标准值的比较

在GB/T 1576-2008《工业锅炉水质》表5中，对于不同额定蒸汽压力的直流锅炉给水全碱度标准值见表7。

ASME的锅炉水质导则中，对于不同额定蒸汽压力的直流锅炉给水全碱度标准值见表8。

比较后发现二者的差别不大，但GB/T 1576-2008《工业锅炉水质》表5直流锅炉给水的全碱度标准值中有下限，这样规定的目的是使水质有一定的碱度，防止锅炉产生腐蚀，并且减少蒸汽中二氧化硅的携带量，提高蒸汽品质。

3.3 给水和锅水为同一标准

不管是GB/T 1576-2008《工业锅炉水质》，还是ASME锅炉水质导则，对直流锅炉制定的水质标准只有给水标准值而没有锅水标准值。

实际上，直流锅炉的水质还是有给水和锅水之分的。在给水没有进入锅炉及加碱之前应该叫给水，它的硬度很低，按GB/T 1576-2008《工业锅炉水质》的要求，可以达到≤0.030mmol/L，pH值也可以小于9。当给水在进入锅炉的路径中加了碱，使全碱度达到规定值后，它的硬度就很难达到≤0.030mmol/L 的要求。所以笔者认为，直流锅炉水质还是要分给水水质标准和锅水水质标准。这一点不能照搬ASME的锅炉水质导则。

结论

综合以上比较和分析，得出以下结论：

（1）ASME锅炉水质导则中对于有过热器的普通锅炉给水的硬度及溶解氧含量这二项标准值要比GB/T 1576-2008《工业锅炉水质》的要求较高；

（2）有过热器锅炉锅水的全碱度标准值中ASME锅炉水质导则与GB/T 1576-2008《工业锅炉水质》比较接近；

（3）无过热器锅炉锅水的全碱度标准值中ASME锅炉水质导则与GB/T 1576-2008《工业锅炉水质》比较接近；

（4）直流锅炉给水水质溶解氧含量标准值中ASME锅炉水质导则比GB/T 1576-2008《工业锅炉水质》要求较高；全碱度标准值比较接近；

（5）ASME锅炉水质导则与GB/T 1576-2008《工业锅炉水质》对直流锅炉都只有给水标准而没有锅水标准。

[1] FEEDWATER QUALITY TASK GROUP for the INDUSTRAL SUBCOMMITTEE OF THE ASME RESEARCH AND TECHNOLOGY COMMITTEE ON WATER AND STEAM IN THERMAL POWER SYSTEMS. CONSENSUS ON OPERATING PRACTICES FOR THE CONTROL OF FEEDWATER AND BOILER WATER CHEMISTRY IN MODERN INDUSTRIAL BOILERS[M].New York, THE AMERICAN SOCIETY OF MECHANICAL ENGINEERS. 1994: 1-38.

[2] GB/T 1576-2008，工业锅炉水质[S].北京：中国锅炉水处理协会，2009.