鍋爐用水的分類：

原水（生水）：就是鍋爐的水源水。

給水：直接進(jìn)入鍋爐，被鍋爐蒸發(fā)或加熱的水。

軟化水：原水經(jīng)過軟化處理符合鍋爐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的水。

鍋水：鍋爐運行中在鍋筒內(nèi)的水。

冷卻水：鍋爐運行中用于冷卻鍋爐某一附屬設(shè)備的水。

排污水：為了改善蒸汽品質(zhì)和防止鍋爐結(jié)垢，從排污閥門排除的鍋水。

水中的雜質(zhì)按物態(tài)分類：

固態(tài)雜質(zhì)：包括懸浮固體、膠溶固體、溶解于水的鹽類和有機(jī)質(zhì)微粒。

液態(tài)雜質(zhì)：主要指油脂、工業(yè)廢液和酸液。

氣態(tài)雜質(zhì)：主要是氧氣和二氧化碳等。

水中雜質(zhì)對鍋爐的危害：

水中雜質(zhì)如果不經(jīng)過處理直接用作鍋爐給水，對鍋爐危害極大，歸納起來可產(chǎn)生以下三種危害：一是在鍋爐內(nèi)結(jié)垢，生成水渣；二是造成鍋爐金屬腐蝕；三是惡化蒸汽品質(zhì)。

水垢的形成：

水垢形成的原因：

①鈣鎂重碳酸鹽類熱分解。

②鍋水的不斷蒸發(fā)濃縮。

③鈣鎂鹽類溶解度降低（例如硫酸鈣和硅酸鈣）。

部分常見物質(zhì)的溶解性表：

水垢的種類：

⑴碳酸鹽水垢。多為白色，也有微黃白色。

⑵硫酸鹽水垢。主要成分是硫酸鈣（CaSO2），含量達(dá)50％以上，又稱作石膏質(zhì)水垢。多為黃白色，也有微黃白色，特別堅硬、致密，手感滑膩。

⑶硅酸鹽水垢。成分比較復(fù)雜，水垢中的二氧化硅（SiO2）多為淡褐色，也有灰白色的，水垢表面帶刺。

⑷混合水垢。

⑸含油水垢。成分很復(fù)雜，但油脂含量多在50％。多呈黑色，有堅硬的，也有松軟的水垢表面不平滑。

⑹泥垢。成分比較復(fù)雜。一般富有流動性，較易通過排污方法除去，易黏結(jié)在鍋爐蒸發(fā)面上，形成難以沖掉的再生水垢。

水垢對鍋爐的危害：

浪費燃料，污染蒸汽品質(zhì)：鍋爐受熱面上如果結(jié)有1毫米厚的水垢，則浪費燃料約3~5％。

損壞受熱面：結(jié)有水垢的鍋爐傳熱性能變差，受熱面兩側(cè)的溫差增大，爐管的溫度升高。當(dāng)受熱面金屬的溫度超過正常工作條件的溫度時，稱為過熱。鍋爐正常運行時，金屬受熱后很快將熱量傳遞給爐水，兩者溫度相差約為30~100℃。例如，工作壓力為1.0MPa的鍋爐，飽和水溫度約為180℃左右，在沒有結(jié)垢時，鋼材溫度在210~230℃；若結(jié)生1毫米水垢，鋼材溫度將升高130~390℃；當(dāng)水垢再厚些，情況將更為嚴(yán)重。當(dāng)超過450℃，金屬將發(fā)生蠕動變形。

降低鍋爐出力，增加檢修工作量：由于鍋爐結(jié)垢后，火側(cè)熱量傳遞給水側(cè)就困難，鍋爐蒸發(fā)量將隨之下降。

水垢厚度與浪費燃料的對應(yīng)表：

鋼鐵與各類水垢的導(dǎo)熱系數(shù)對比：

鍋爐水質(zhì)處理的分類：

爐外水處理：主要指給水在進(jìn)入鍋爐之前，為了除去其中的硬度，而進(jìn)行的軟化處理。目前，常用陽離子交換軟化法。

爐內(nèi)水處理：是通過向爐水中投加化學(xué)藥劑，與水中的鈣鹽、鎂鹽發(fā)生化學(xué)、物理作用，生成非粘結(jié)性的松散泥渣，然后經(jīng)排污除去，以達(dá)到防止或減輕鍋爐結(jié)垢的目的。

鍋爐用水主要評價指標(biāo)：

㈠懸浮物：表示不溶于水的較大顆粒一些物質(zhì)含量的指標(biāo)，其單位為mg／L。

㈡含鹽量和溶解固形物：含鹽量是表示水中各種溶解鹽類的總和，單位為mg／L。常用溶解固形物（或蒸發(fā)殘渣）近似表示。常用氯離子含量來表示，單位mg／L。

㈢硬度：是指水中鈣、鎂離子的總濃度，單位為mmoI／L。（≤0.03mmoI／L）

㈣堿度：指水中含有能接受氫離子的物質(zhì)的量。例如氫氧根、碳酸根、重碳酸根、磷酸根、硅酸根、亞硫酸根和氨等。單位以mmoI／L表示。

㈤PH值：是指水溶液中氫離子濃度的負(fù)對數(shù)（1~14）。

㈥相對堿度：主要是為了防止鍋爐在有縫隙部位存在應(yīng)力時，會產(chǎn)生苛性脆化。

㈦溶解氧：造成給水管道和鍋爐本體的腐蝕。單位mg／L。

蒸汽鍋爐采用鍋內(nèi)加藥水處理時的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)：

蒸汽鍋爐采用鍋外化學(xué)處理時的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)：

鍋爐內(nèi)水處理特點：

鍋內(nèi)水處理不需要復(fù)雜的設(shè)備，故投資小，成本低，操作方便。

對水質(zhì)適應(yīng)范圍較大，如果處理得當(dāng)，防垢率可以達(dá)到80％以上。

鍋內(nèi)水處理還不能完全防止鍋爐結(jié)生水垢，特別是生成的泥垢，在排污不及時很容易結(jié)生二次水垢。

鍋內(nèi)水處理常用藥劑（一）

氫氧化鈉：俗稱火堿、和苛性鈉。主要作用是：

⑴能有效地消除給誰中的碳酸鹽硬度和鎂鹽硬度。

碳酸氫鈣＋氫氧化鈉＝碳酸鈣↓＋碳酸鈉＋水

碳酸氫鎂＋氫氧化鈉＝氫氧化鎂↓＋碳酸鈉＋水

硫酸鎂＋氫氧化鈉＝氫氧化鎂↓＋硫酸鈉

氯化鎂＋氫氧化鈉＝氫氧化鎂↓＋氯化鈉

⑵保持鍋爐水中的堿度，防止鍋爐腐蝕。

當(dāng)鍋爐水中的氫氧根保持一定的濃度時（PH＝9.5~11.5），鍋爐金屬表面生成的保護(hù)膜就比較穩(wěn)定，從而可以阻止氧對鍋爐金屬的腐蝕。

鍋爐內(nèi)水處理常用藥劑（二）

碳酸鈉俗稱純堿和蘇打。工業(yè)用的無水碳酸鈉是白色的粉末，易溶于水，水溶液呈強(qiáng)堿性。主要作用是：

（1）能有效地消除給水中鈣的硬度，其化學(xué)反應(yīng)如下：

硫酸鈣＋碳酸鈉＝碳酸鈣↓＋硫酸鈉

氯化鈣＋碳酸鈉＝碳酸鈣↓＋氯化鈉

（2）在鍋爐內(nèi)碳酸鈉可以部分地水解為氫氧化鈉，因此具有氫氧化鈉的作用。

碳酸鈉＋水＝氫氧化鈉＋二氧化碳↑

（3）能有效消除給水中的鎂硬度，生成的碳酸鎂（微溶）可以水解成為氫氧化鎂沉淀。

鍋爐內(nèi)水處理常用藥劑（三）

磷酸三鈉（Na3PO4?12H2O），俗稱磷酸鈉，在干燥的空氣中易風(fēng)化，水溶液呈堿性，主要作用是：

（1）能沉淀給水中的鈣和鎂鹽。

硫酸鈣＋磷酸鈉＝磷酸鈣↓＋硫酸鈉

氯化鈣＋磷酸鈉＝磷酸鈣↓＋氯化鈉

硫酸鎂＋磷酸鈉＝磷酸鎂↓＋硫酸鈉

氯化鎂＋磷酸鈉＝磷酸鎂↓＋氯化鈉

（2）增加泥垢的流動性，磷酸三鈉和給水中的鈣和鎂鹽類生成沉淀是具有高度分解的膠體。生成了流動性較強(qiáng)的泥垢。

（3）能使硫酸鹽和碳酸鹽等老水垢疏松脫落，特別是清除沒有經(jīng)過水處理而結(jié)生的老水垢尤為顯著。是因為磷酸鈣比其硫酸鈣和碳酸鈣更容易生成。

（4）防止鍋爐金屬腐蝕，因為磷酸三鈉能在金屬表面形成磷酸鐵的保護(hù)膜，而起到防止鍋爐金屬腐蝕的作用。

鍋爐外水處理：

主要指給水在進(jìn)入鍋爐之前，為了除去其中的硬度，而進(jìn)行的軟化處理。目前，主要采用陽離子交換軟化法。離子交換軟化法，是用某種離子交換劑中不形成水垢的離子，將水中容易生成水垢的鈣、鎂離子置換出來，從而使水得到軟化。應(yīng)用 離子交換軟化法，可使鍋爐給水的硬度達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)。常用陽離子交換劑是鈉離子交換劑強(qiáng)酸型001×7（0強(qiáng)酸性、0苯乙烯系、1順序號、7交聯(lián)度），凝膠型。

離子交換樹脂的物理性能（一）

①形狀：多為球形，填充狀態(tài)好；水通過樹脂層壓力損失小；流量均勻；耐磨性能好；裝填量大等優(yōu)點。

②粒度：目前國內(nèi)外樹脂的粒度一般為0.3~1.2mm。

③密度：濕真密度是指樹脂的質(zhì)量與其占有的體積（不包括樹脂間的空隙）之比。密度一般在1.04~1.30之間。

濕視密度是指樹脂在工作狀態(tài)下的堆積密度，即單位體積含有的樹脂質(zhì)量。

濕視密度＝濕樹脂質(zhì)量（g）／濕樹脂體積（mL）

④水分：凝膠型樹脂，其含水率可反映樹脂的空隙率，即含水率愈大，樹脂的孔隙率就愈大。

⑤顏色：有白、黃、黑和褐等，是半透明或不透明的。值得注意的是，樹脂使用后顏色的變化，可能影響樹脂的性能。

⑥耐磨性：是指耐磨程度，主要表現(xiàn)在樹脂的年耗上（一般在5％左右），是一項重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

⑦耐熱性：一般陽離子交換樹脂較陰離子交換樹脂耐熱性能好。陽離子交換樹脂在120℃以下，氫型在100℃以下，陰離子交換樹脂在60℃以下使用都是安全的。陽離子和陰離子交換樹脂在冬季樹脂都要做好防凍工作。

⑧溶脹性：干樹脂浸泡于水中，體積脹大，成為濕樹脂；強(qiáng)酸性陽離子樹脂由鈉型轉(zhuǎn)變成氫型時，體積增大5％以上；強(qiáng)堿陰離子樹脂由氯型轉(zhuǎn)變成氫氧型時，體積增大10％。（在裝填新樹脂時要注意留有膨脹量）。

⑨溶解性：合成的離子交換樹脂，大都是具有龐大骨架的高分子聚合物，是理想的不溶物。但是，對新投用的樹脂，開始使用時有微量的溶解現(xiàn)象，又稱“膠溶”現(xiàn)象。在生產(chǎn)過程中是化學(xué)反應(yīng)不完全造成的，新投入運行的樹脂，有時會發(fā)現(xiàn)出水帶有顏色，就是發(fā)生膠溶現(xiàn)象的緣故。

陽離子交換劑工作原理（交換過程）：

水中含有 交換劑 交換劑 水中含有

Ca（HCO3）2＋ 2NaR → CaR2 ＋ 2NaHCO3

Mg（HCO3）2＋ 2NaR → MgR2 ＋ 2NaHCO3

CaSO4 ＋ 2NaR → CaR2 ＋ Na2SO4

MgSO4 ＋ 2NaR → MgR2 ＋ Na2SO4

CaCI2 ＋ 2NaR → CaR2 ＋ 2NaCI

MgCI2 ＋ 2NaR → MgR2 ＋ 2NaCI

陽離子交換劑工作原理（再生過程）：

失效的交換劑 大粒鹽 再生后的交換劑 其它鹽類

CaR2 ＋ 2NaCI → 2NaR ＋ CaCI2

MgR2 ＋ 2NaCI → 2NaR ＋ MgCI2

陽離子樹脂工作過程：

自動軟化水處理設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)：

離子交換樹脂污染后的處理：

樹脂的滅菌：較為實用的是用1％的甲醛溶液浸泡數(shù)小時，然后用水沖洗至無甲醛臭味為止。

樹脂有機(jī)物污染的消除：可以采用無油壓縮空氣沖刷樹脂，使樹脂互相摩擦，然后用水反洗。還可以用10％的熱鹽水在設(shè)備中長時間的循環(huán)，或用10％的氯化鈉和6％的氫氧化鈉混合溶液進(jìn)行處理。如果被鐵及其氧化物污染，應(yīng)當(dāng)首先去除鐵的污染，然后再去除有機(jī)物的污染。

樹脂被鐵污染的去除：

鑒別的方法：被鐵污染的樹脂從外觀上看，顏色明顯變深，甚至呈黑色。

復(fù)蘇的方法：被鐵離子污染的樹脂，可以采用10％左右的鹽酸浸泡5~12小時，或配合其它絡(luò)合劑協(xié)同處理。在處理過程中可輔以吹氣、超聲波及磁場等，效果會更好。

預(yù)防措施：一是對水源水含鐵較高的水要進(jìn)行預(yù)處理，降低其含量（常用錳砂過濾）。二是對水處理設(shè)備要進(jìn)行防腐，鉆井隊鍋爐房內(nèi)水罐每年要清理一次，并要進(jìn)行防腐處理。

一線井隊自動軟化水設(shè)備的操作要求：

㈠檢查各連接處是否牢固，水處理泵進(jìn)出水閥門是否開啟，水過濾器要清洗干凈，鹽箱內(nèi)是否有大粒鹽。

㈡啟動水處理泵向樹脂罐內(nèi)進(jìn)水，調(diào)節(jié)進(jìn)出水壓力，出水壓力不得低于0.2MPa，進(jìn)水壓力一般不高于0.3MPa。

㈢運行中檢查各連接處是否漏水，如漏水應(yīng)重新緊固，否則出水硬度超標(biāo)。

㈣順時針撥動主機(jī)頭頂部表盤的黑點印至再生（BRINE）刻度，排污管有排污即表示啟動再生。

㈤定期向鹽箱內(nèi)，加入干凈的大粒鹽。保持鹽箱高度的3／4。定期清洗鹽箱內(nèi)淤泥，防止堵塞吸鹽管路，影響樹脂的再生。

鍋爐化學(xué)清洗：

鍋爐水處理是保證鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運行的重要措施，必須堅持以防垢為主，不能以化學(xué)清洗代替正常的鍋爐水處理工作。雖然目前的化學(xué)清洗日趨完善，緩蝕劑的緩蝕效率能達(dá)到99％以上，但還不足以完全防止對鍋爐的腐蝕。因而，對于鍋爐不能頻繁地化學(xué)清洗，低壓鍋爐清洗規(guī)則中規(guī)定，每臺鍋爐酸洗時間間隔不宜少于二年。

鍋爐化學(xué)清洗的條件：

1.新建鍋爐運行前必須進(jìn)行化學(xué)清洗（堿洗、酸洗）。

2.運行鍋爐符合下列條件之一時，方可進(jìn)行酸洗。

①鍋爐受熱面被水垢覆蓋80％以上，并且平均水垢厚度達(dá)到或超過下列數(shù)值：

對于無過熱器的鍋爐：1mm。

對于有過熱器的鍋爐：0.5mm。

對于熱水鍋爐：1mm。

②鍋爐受熱面有明顯的油污和鐵銹。

酸洗除垢機(jī)理：

1.溶解作用，鹽酸容易與碳酸鹽水垢發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成易溶解的氯化物，是這類水垢溶解。

2.剝離作用，鹽酸能溶解金屬表面的氧化物，從而破壞金屬與水垢之間的結(jié)合。

3.氣掀作用，鹽酸與碳酸鹽水垢作用所產(chǎn)生的大量的二氧化碳，在逸出過程中，對于溶解或溶解速度較慢的垢層，具有一定的掀動力，使之從管壁上脫落下來。

4.疏松作用，對于含有硅酸鹽的混合水垢，雖然它們不能與鹽酸反應(yīng)而溶解，但當(dāng)摻雜在水垢中的碳酸鹽和鐵的氧化物溶解在鹽酸溶液中后，殘留的水垢就會變得疏松，在流動酸洗情況下，它們很容易被沖洗下來。

不同水垢厚度應(yīng)選擇酸液的濃度：

酸液溫度對鋼鐵腐蝕速度的影響：

鍋爐化學(xué)清洗的方式：

有靜態(tài)浸泡和流動清洗或者兩種相結(jié)合的方式。靜態(tài)浸泡一般適用于立式水、火管鍋爐及臥式內(nèi)燃等低壓水容積較大的鍋爐，強(qiáng)制循環(huán)的熱水鍋爐必須采用流動清洗或兩者結(jié)合的方式。

流動清洗有以下優(yōu)點：易使各部分清洗溶液的溫度、濃度和金屬的溫度都很均勻，不致因溫差和濃度差，造成鍋爐局部腐蝕嚴(yán)重；溶液的流動可以起到攪動作用，有利于清洗。

在清洗過程中要經(jīng)常取樣化驗，兩次化驗濃度差低于0.2％時，酸洗即可結(jié)束。值得注意的是不得利用鍋爐本體直接加熱，避免鍋爐局部過熱形成腐蝕。在爐外加熱溫度控制在50~60℃，實際當(dāng)中不高于55℃。

清洗時間，應(yīng)根據(jù)化學(xué)監(jiān)督的數(shù)據(jù)來控制。一般為2~6小時。當(dāng)水垢過厚時，可以適當(dāng)延長，但最好不應(yīng)超過12小時。采用動態(tài)清洗時，流速一般控制在0.05~0.5m／s范圍內(nèi)，最高不能大于1m／s。

鍋爐化學(xué)清洗后的的處理：

酸洗結(jié)束后的一個重要步驟是再一次沖洗，為了防止空氣進(jìn)入鍋爐內(nèi)而引起鍋爐金屬的嚴(yán)重腐蝕，不應(yīng)用放空的辦法將廢液排出，而是用除鹽水（或軟化水）排擠酸液并進(jìn)行沖洗。排除的水PH值為5~6，盡可能縮短沖洗時間，以防止酸洗后的金屬表面生銹。

漂洗，一般用稀檸檬酸液進(jìn)行一次沖洗，利用檸檬酸和鐵離子絡(luò)合的能力，以除去殘留在系統(tǒng)內(nèi)的鐵離子，使金屬表面很清潔，從而為鈍化處理創(chuàng)造有利條件。（常用0.2~0.4％的檸檬酸溶液并含有0.05％的緩蝕劑）

堿液鈍化，鈍化是在金屬表面產(chǎn)生黑色保護(hù)膜。該方法一般只用于中、低壓汽包鍋爐上。（在清洗箱內(nèi)配制1~2％的磷酸三鈉或者用磷酸三鈉和氫氧化鈉的混合溶液，加熱到70~90℃，在系統(tǒng)中循環(huán)10~12小時后，再用除鹽水或軟化水進(jìn)行沖洗。

酸洗后的鍋爐要及時進(jìn)行保養(yǎng)，以防止鍋爐金屬生銹腐蝕。

鍋爐酸洗時的注意事項：

㈠落實安全措施，為了保證操作人員和設(shè)備的安全，必須在化學(xué)清洗方案實施前逐一落實好各項安全措施，并指定專人負(fù)責(zé)此項工作。對各種可能的突發(fā)事故，要預(yù)先做好防范和補(bǔ)救措施。

㈡穿戴好酸洗工作專用的勞保用品，在現(xiàn)場不得使用明火，防止產(chǎn)生氫氣爆炸。酸洗現(xiàn)場通風(fēng)要好，使用防爆照明工具.

㈢廢液的排放，要按有關(guān)環(huán)保和安全的要求預(yù)先布置好。（排放前要用堿液進(jìn)行中和）

鍋爐給水除氧：

在鍋爐給水中含有氧和二氧化碳?xì)怏w時，會引起金屬腐蝕，使壁厚減薄，消弱機(jī)械強(qiáng)度。

氧和二氧化碳的腐蝕特征是，在金屬表面形成直徑不等的鼓包。鼓包的表面顏色由黃褐色到磚紅色，內(nèi)層是黑色粉末狀腐蝕產(chǎn)物。將其清除后，變出現(xiàn)凹坑。

鍋爐除氧的方法：

熱力除氧：氣體在水中的溶解度與水的溫度有關(guān)。在一定的壓力下，隨著水溫升高，氣體的溶解度相應(yīng)降低。

真空除氧：真空除氧的原理和熱力除氧的原理相似，也是利用水在沸騰狀態(tài)時氣體的溶解度接近于零的特點，除去水中所溶解的氧和二氧化碳等氣體。

鋼屑除氧：當(dāng)含有溶解氧的水流經(jīng)裝有鋼屑的過濾器時，氧與鐵發(fā)生反應(yīng)，生成氧化物，從而達(dá)到除氧的目的。

化學(xué)藥劑除氧：就是向含有溶解氧的水中投加某一種還原劑，使之與氧作用，以達(dá)到除氧的目的。常用藥劑有亞硫酸鈉（Na2SO3）、亞硫酸氫鈉（NaHSO3）、聯(lián)氨（N2H4?H2O）等。

本文來源于互聯(lián)網(wǎng)，作者：潘榮慶。暖通南社整理編輯。