工业锅炉水处理培训1讲述

2020/2/2112020/2/212一、锅炉水处理基础知识1、锅炉：是利用燃料的化学能或其它能源的热能，把锅内工质加热到一定参数的热能转换设备。锅：汽水系统；炉：燃烧系统。2、锅炉水处理的任务就是对锅炉用水进行正确的净化处理和严格的汽水质量监督，保证锅炉水汽系统有良好的水质，防止锅炉及热力系统结垢、积盐和腐蚀。1、净化水质：制备锅炉生产所需要的符合质量要求的补给水，即炉外水处理2、炉内水处理：给水除氧和炉水阻垢等。3、水汽质量监督：对各种水质进行化验分析，指导锅炉排污和定期放水工作4、锅炉防腐：根据停炉长短制定停炉保护措施。2020/2/213一、锅炉水处理基础知识3、常用的化学名词（1）溶液——是一种或一种以上物质分散到另一种物质里所形成的均一稳定的混合物。（2）浓度:一定量的溶液里所含溶质的量叫做溶液的浓度。a.质量百分比浓度——1升溶液中所含溶质的克数或毫克数mg/l，g/lb.物质的量的浓度（摩尔浓度）——1升溶液中所含溶质的物质的量（摩尔数）mol/l，mmol/l摩尔是把微观离子和宏观物质结合的量，1mol，近似为6.0221367×10^23个微粒数现场会用到质量百分比浓度和摩尔浓度间的换算：例如硬度溶剂溶质溶液2020/2/214一、锅炉水处理基础知识（3）溶解度：在一定温度下，100克水中，所能溶解溶质的克数。（4）溶度积KSP在一定温度下，当难溶电解质在溶液中达成溶解平衡时，其电离后所生成的离子浓度的乘积是个常数。如2323COCaCaCO232SPCaCOCOCaK325℃时为8.7×10-8当溶液中这两种离子的浓度的乘积等于该物质的KSP时，就开始出现沉淀。因此，物质的KSP越小，沉淀就越易产生。溶解度和溶度积是关系水溶液结垢的两个概念2020/2/215一、锅炉水处理基础知识4、水处理常用的水质指标（1）悬浮物（mg/l）：指水样中能够用某种过滤材料分离出来的固形物。测量方法①将一定量水中的截留物在105～110℃下烘干称重而测得；②也可采用从浊度仪上直接读出读数来近似表示悬浮物的量。注意：浊度与悬浮物是有关系的两个不同的概念。（2）含盐量（mg/l）表示水中溶解盐类的总和，可由水质全分析测得阴、阳离子总和求得。或者由溶解固形物估算（3）溶解固形物（mg/l）RG水经过滤后，那些仍溶于水中的各种无机盐类、有机物等，在水浴上蒸干，并在105～110℃下烘干至恒重所得到的蒸发残渣称为溶解固形物。可利用电导仪直接读出溶液的电导率来近似估算溶液的溶解固形物。-HCO溶解固形物含盐321量（4）电导率（μs/cm、s/cm）DD表示水中导电能力大小的指标。是电阻率的倒数，可用电导仪测定。2020/2/216一、锅炉水处理基础知识JDYD,YDJDYDYDT＜量—总碱度减去总硬度的—负硬度可加热去除—碳酸盐硬度—暂时硬度＞—非碳酸盐硬度—永久硬度FYD在线仪硬度转换：硬度1mmol/l=50mg/l（质量浓度CaCO3，摩尔浓度1/2Ca+）（6）*碱度（mmol/l）JD：表示水中能与强酸（H+）发生中和作用的物质的量，通常指OH-、HCO3-、CO32-总含量。测定一般用硫酸标液滴定。无色终点粉3.8pH：P酚酞碱度橙黄色终点黄4.4pH：甲基橙碱度（全碱度）JD（5）*硬度（mmol/l）YD：表示水中某些高价金属离子的含量，通常指钙、镁离子的总含量。（还有锰、铁少量）测定一般用EDTA滴定（缓冲液至PH10铬黑T指示剂）（7）酸度（mmol/l）SD是表示水中能与强碱（OH-）发生中和作用的物质的量。NaOH标液滴定2020/2/217一、锅炉水处理基础知识（8）*pH值：是表示溶液的酸碱性的指标。在22℃时，水的离子积常数Kw=1.0000×10-14当pH=7中性；同理pH＞7碱性pH＜7酸性测量：用PH酸度计（9）氯离子（Cl-）mg/l，属稳定离子，可用来计算浓缩倍率，是金属选材依据。测量用AgNO3标液滴定。（铬酸钾指示剂）（10）溶解氧（O2）mg/l，表征腐蚀的指标。溶解氧测定仪测（11）相对碱度——表示锅水中游离NaOH含量与溶解固形物的比值。HlgpH7101OHH2020/2/218二、锅炉用水及其水中含有的杂质1、水源地下水：井水、泉水水库水（海水）地表水：江、河、湖、2、天然水中含有的杂质天然水中的杂质，有的呈液态或气态，它们大多以分子态、离子态或胶体颗粒存在于水中。如按其颗粒大小不同可以分为悬浮物、胶体和溶解物质三大类，如表2-1所示。粒径/mm分类特征处理方法溶解物透明离子交换膜分离蒸馏胶体光照下浑浊悬浮物浑浊肉眼可见混凝澄清过滤自然沉降10-710-610-510-410-310-210-11102020/2/219二、锅炉用水及其水中含有的杂质（1）悬浮物悬浮物是指颗粒直径约在10-4mm以上的微粒，包括泥沙、草本植物和动物有机体的微小碎片、纤维及死亡后的腐败产物等。（2）胶体胶体是指颗粒直径约在10-6～10-4mm之间的微粒，主要是铁、铝、硅的化合物及动植物有机体的分解产物、蛋白质、脂肪、腐殖质等。由于胶体颗粒比表面积大，有明显的表面活性和吸附性，因而表面常常带有正、负电荷离子，天然水体中的黏土颗粒，一般带负电荷，而一些金属离子的氢氧化物则带正电荷。结果使同类胶体因带有同性电荷而相互排斥。在水中不能相互结合形成更大的颗粒，而稳定在微小的胶体颗粒状态下，使这些颗粒不能依靠重力自行沉降。要加药混凝后才能去除。。2020/2/2110二、锅炉用水及其水中含有的杂质表2-2天然水中溶有的主要离子阳离子阴离子浓度的数量级名称符号名称符号钠离子钾离子钙离子镁离子Na+K+Ca2+Mg2+重碳酸根碳酸根硫酸根氯根HCO3-CO32-SO42-Cl-从几mg/l至几万mg/l（3）溶解物溶解物质是指颗粒直径约在10~6mm以下的微粒，它们往往以离子、分子或气体状态存在于水中，成为均匀的分散体系。天然水中溶有的主要离子如表2-2，从表中可以看出，天然水中主要溶有8种离子，它们几乎占水中溶解固体总量的95％以上2020/2/2111二、锅炉用水及其水中含有的杂质极软水软水中等硬水硬水极硬水＜1.0mmol/l1.0～3.0mmol/l3.0～6.0mmol/l6.0～9.0mmol/l＞9.0mmol/l3、天然水的分类按天然水中硬度的大小，可以将天然水分为五类，如表2-3所示。表2-3天然水中硬度分类郑州引入丹江水后，水源硬度比原黄河水降30-40%，对水处理是利好因素按天然水中含盐量的高低，可以将天然水分成四类，如表2-4所示。表2-4天然水中按含盐量分类低含盐量水中等含盐量水较高含盐量水高含盐量水＜200mg/l200～500mg/l500～1000mg/l＞1000mg/l2020/2/2112二、锅炉用水及其水中含有的杂质4、锅炉用水名称由于水在锅炉水、汽循环系统中所经历的过程不同，其水质常有较大的差别。因此，根据生产实际上的需要，我们常给予这些水以不同的名称，现简述如下（1）生水生水是未经任何处理的天然水（如江、河、湖泊、地下水等等）。是制取补给水的原料，或用来冷却转动机械，以及供消防用水等。（2）补给水生水经过各种方法处理后，用来补充锅炉排污和汽水损失的水。补给水按其净化处理方法的不同，又可分为软化水和除盐水等。（3）软化水：除掉全部或大部分钙、镁离子后的水。2020/2/2113二、锅炉用水及其水中含有的杂质（4）除盐水通过有效的工艺处理，去除全部或大部分水中的悬浮物和无机阴、阳离子等杂质后所得成品水的统称。（5）给水：直接进入锅炉的水，通常有补给水、回水和疏水等组成。（6)回水锅炉产生的蒸汽、热水做功后或热交换后返回到给水的水（7）锅炉水在锅炉运行时存在于锅炉中吸收热量产生蒸汽或热水的水，简称炉水。（8）冷却水：作为冷却介质的水称为冷却水。三、锅炉水处理方法1、锅炉水处理的目的和水质标准锅炉水处理的目的：除去水中的部分杂质，确保锅炉安全经济运行。我公司在用主要炉型：58MW燃气热水锅炉1.25MPa、25吨燃气蒸汽锅炉（二马路）1.6MPa、35吨燃煤蒸汽锅炉（经开区）锅炉水处理依据水质标准GB1576-2008《工业锅炉水质》，经第五次修订。水处理工作依据给水和锅水监测的指标及意义2020/2/2114指标意义给水锅水防垢指标硬度、悬浮物、含油量、含铁量碱度、pH、（加阻垢剂）PO43-防腐指标溶解氧、pHpH、相对碱度、（加除氧剂）SO32-防汽水共腾指标含油量溶解固形物、碱度三、锅炉水处理方法适用我公司的锅炉水质标准2020/2/2115燃气热水锅炉水质水样项目标准值给水浊度FTU≤5.0硬度mmol/L≤0.60pH(25℃)7.0～11.0溶解氧amg/L≤0.10油mg/L≤2.0全铁mg/L≤0.30锅水pH(25℃)b9.0～11.0磷酸根cmg/L5.0～50.0注：硬度的计量单位为一价基本单元物质的量浓度。a溶解氧控制值适用于经过除氧装置处理后的给水。额定功率大于等于7.0MW的承压热水锅炉给水应除氧b通过补加药剂使锅水pH控制在9.0～11.0。c适用于锅内加磷酸盐阻垢剂。采用其它阻垢剂时，阻垢剂残余量应符合药剂生产厂规定的指标。三、锅炉水处理方法燃煤和燃气蒸汽锅炉的水质标准2020/2/2116额定蒸汽压力MPa1.0P≤1.6给水浊度FTU≤5.0硬度mmol/L≤0.03pH（25℃）7.0～9.0溶解氧amg/L≤0.10油mg/L≤2.0全铁mg/L≤0.30电导率（25℃）μS/cm≤5.5×102锅水全碱度mmol/L6.0～24.0酚酞碱度mmol/L4.0～16.0pH（25℃）10.0～12.0溶解固形物mg/L≤3.5×103磷酸根cmg/L10.0～30.0相对碱度d＜0.20a溶解氧控制值适用于经过除氧装置处理后的给水。额定蒸发量大于等于10t/h的锅炉，给水应除氧。b对蒸汽质量要求不高，并且不带过热器的锅炉，锅水全碱度上限值可适当放宽，但放宽后锅水的pH值不应超过上限。c适用于锅内加磷酸盐阻垢剂。采用其它阻垢剂时，阻垢剂残余量应符合药剂生产厂规定的指标。d全焊接结构锅炉，相对碱度可不控制。2020/2/2117三、锅炉水处理方法2、水的预处理（1）方法在化学水处理之前，通过混凝、澄清、沉淀和过滤处理方法，使水中悬浮物、有机物及胶体物质等杂质去除或降低至一定程度，达到除盐设备进水要求。注意：①原水悬浮物＜20mg/l——可不设置预处理装置②悬浮物在20~3000mg/l——视情况选择预处理方法③＞3000mg/l——考虑预处理前设置预沉淀池或换水源自来水做水源时因杀菌处理余氯0.1mg/l时需除氯，活性炭过滤或加Na2SO3（2）处理设备：机械过滤器、盘式膜片过滤器、高效纤维过滤器、超滤等举例机械过滤装置（现场常用，如盐液过滤器）注意：①滤料一般有石英砂、无烟煤、锰砂（除铁）、活性碳（除余氯等），石英砂做滤料时，其粒径为0.5-1.0mm。②过滤运行呈循环状态，是由反洗→正洗→过滤三个步骤组成一个周期。当滤料工作到滤层截留有多量泥渣时，为恢复过滤能力，用快速水流以过滤相反方向通过滤层为反洗。反洗有一定的滤料层膨胀率，注意采用合适的反洗强度。2020/2/2118三、锅炉水处理方法3412561-反洗进水阀2-正洗出水阀3-进水阀4-反洗出水阀5-出水阀6-放空阀图1机械过滤装置三、锅炉水处理方法2020/2/21193、除盐处理工艺离子交换、反渗透、电渗析、EDI等（一）离子交换树脂(1)分类：001×7表示为：凝胶型强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂，交联度为7%。（2）物理性质（见P73）颜色、圆球率、粒度、含水率、转型膨胀率、密度、交联度—除盐—离子交换法H—除硬度和碱度—离子交换法H—除硬度—离子交换法离子交换法OHNaNa三、锅炉水处理方法（3）化学性质酸碱