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1、锅炉水处理锅炉水处理1第1页，本讲稿共44页一、天然水中的杂质一、天然水中的杂质粒径粒径mm10-710-610-510-410-310-210-1110分类分类溶解物胶体悬浮物特征特征透明透明光照下浑浊光照下浑浊浑浊浑浊肉眼可见肉眼可见观测方法观测方法电子显微镜电子显微镜显微镜显微镜肉眼肉眼运动特点运动特点布朗运动重力下沉处理方处理方法法离子交换离子交换超滤超滤精密过滤精密过滤自然沉淀过滤自然沉淀过滤电渗析电渗析反渗透反渗透混凝土混凝土澄清过滤澄清过滤自然沉淀自然沉淀不溶于水的分不溶于水的分子团子团不溶于水不溶于水成分成分离子、分子、气体铁、硅、铝化合物，腐殖质砂子、黏土、动植物腐败物2第2
2、页，本讲稿共44页天然水中的溶解物天然水中的溶解物类类别别阳离子阳离子阴离子阴离子含量含量名称名称符号符号名称名称符号符号钙离子钙离子Ca2+重碳酸根重碳酸根HCO3几个几个mg/L到几十到几十mg/L镁离子镁离子Mg2+氯根氯根CL钠离子钠离子Na2+硫酸根硫酸根SO42钾离子钾离子K2+铁离子铁离子Fe3+氟离子氟离子F十分之几十分之几mg/L到几到几个个mg/L锰离子锰离子Mn2+硝酸根硝酸根NO3铵离子铵离子NH4+碳酸根碳酸根CO323第3页，本讲稿共44页钙、镁离子钙、镁离子钙、镁离子：水溶解了某些矿物质而生成钙、镁离子：水溶解了某些矿物质而生成石灰石石灰石CaCO3、白云石、白云
3、石MgCO3 在水中生成在水中生成Ca2+、Mg2+离子离子CaCO3+CO2+H2OCa(HCO3)2=Ca2+2HCO3石灰石石灰石CaCO3在水中溶解度很小，但水中含有游在水中溶解度很小，但水中含有游离离CO2时，时，CaCO3转化成溶解度比碳酸钙大得多转化成溶解度比碳酸钙大得多的重碳酸钙的重碳酸钙Ca(HCO3)2，其溶解度取决于平衡状其溶解度取决于平衡状态中的态中的CO2含量。含量。Mg2+比比Ca2+的含量小的含量小石膏：石膏：CaSO42H2O=Ca2+2H2O+SO424第4页，本讲稿共44页溶解气体溶解气体O2：主要来源于溶解大气中的氧气，一般主要来源于溶解大气中的氧气，一般
4、014mg/LCO2：主要来源水中或泥土中有机物的分解主要来源水中或泥土中有机物的分解和氧化和氧化5第5页，本讲稿共44页二、锅炉用水二、锅炉用水原水（生水）：水源水，地表水、地下水、原水（生水）：水源水，地表水、地下水、自来水自来水给水：直接进入锅炉、被锅炉加热、蒸发的给水：直接进入锅炉、被锅炉加热、蒸发的水，由回水补给水组成水，由回水补给水组成回水：回收循环使用的水回水：回收循环使用的水补给水：补充符合水质要求的水补给水：补充符合水质要求的水锅水：锅炉本体的蒸发系统中流动的水锅水：锅炉本体的蒸发系统中流动的水6第6页，本讲稿共44页水质的影响水质的影响-1锅炉结垢：锅炉结垢：水垢易在热负荷
5、很高的锅炉炉管中生成，水垢导水垢易在热负荷很高的锅炉炉管中生成，水垢导热性比金属差几百倍；局部金属壁温过高，导热性比金属差几百倍；局部金属壁温过高，导致管壁起疱或裂缝致管壁起疱或裂缝增加流动阻力，影响水的正常循环，严重时堵塞增加流动阻力，影响水的正常循环，严重时堵塞管路管路管内水垢难以清除管内水垢难以清除7第7页，本讲稿共44页水质的影响水质的影响-2锅炉腐蚀锅炉腐蚀水中的水中的O2、CO2，对金属产生对金属产生化学化学腐蚀；水中腐蚀；水中的电解质（酸、碱、盐的水溶液）对金属产生的电解质（酸、碱、盐的水溶液）对金属产生电电化学化学腐蚀；严重时产生局部穿孔腐蚀；严重时产生局部穿孔汽水共腾汽水共腾
6、蒸汽锅炉锅筒内的水滴被蒸汽大量带走的现象蒸汽锅炉锅筒内的水滴被蒸汽大量带走的现象锅筒内悬浮物、油脂、盐分的含量随着水蒸发锅筒内悬浮物、油脂、盐分的含量随着水蒸发会增加，在汽水分界面产生泡沫，或汽水共腾，会增加，在汽水分界面产生泡沫，或汽水共腾，蒸汽大量带水，使蒸汽含盐量增加用汽设备蒸汽大量带水，使蒸汽含盐量增加用汽设备内沉积、内沉积、8第8页，本讲稿共44页锅炉水质指标锅炉水质指标两种指标两种指标代表水中杂质离子的组成：代表水中杂质离子的组成：Cl+、Ca2、溶解氧溶解氧代表某些化合物之和或某种性能：硬度、碱度、代表某些化合物之和或某种性能：硬度、碱度、含盐量等含盐量等9第9页，本讲稿共44页
7、锅炉给水水质指标锅炉给水水质指标-1目的：防止锅炉给水系统腐蚀、结垢目的：防止锅炉给水系统腐蚀、结垢指标：指标：1。悬浮物：。悬浮物：影响：有悬浮物，影响锅内加药、除垢或锅外化影响：有悬浮物，影响锅内加药、除垢或锅外化学处理学处理指标：锅内加药，要求指标：锅内加药，要求20mg/L；锅外化学处理锅外化学处理（离子交换），要求（离子交换），要求AAH-A0水中：碳酸盐非碳酸盐水中：碳酸盐非碳酸盐H:碳酸盐非碳酸盐碳酸盐非碳酸盐A:只有碳酸盐没有钠盐只有碳酸盐没有钠盐H=AA00只有碳酸盐只有碳酸盐HACO32、HCO3SO42、ClHACO32、HCO3HOH，酸性溶液酸性溶液防止给水系统腐蚀：
8、防止给水系统腐蚀：PH7中性；中性；PH7碱性。酸性水对锅炉有腐蚀，给水碱性。酸性水对锅炉有腐蚀，给水 PH74。含油量含油量2mg/L原因：蒸汽凝结水、给水过程可能混入油原因：蒸汽凝结水、给水过程可能混入油锅水中漂浮，促成泡沫，汽水共腾，蒸汽质量下锅水中漂浮，促成泡沫，汽水共腾，蒸汽质量下降降5。溶解氧：防止锅炉腐蚀（。溶解氧：防止锅炉腐蚀（mg/L)17第17页，本讲稿共44页锅炉锅炉锅水锅水水质指标水质指标-1目的：防止锅内结垢、腐蚀和蒸汽质量不良目的：防止锅内结垢、腐蚀和蒸汽质量不良1。总碱度：。总碱度：用甲基橙作指示剂滴定，水中用甲基橙作指示剂滴定，水中HCO3能全部反能全部反应，测
9、得水中碱度成分的总和，称为总碱度应，测得水中碱度成分的总和，称为总碱度总碱度过高：碱性腐蚀应力腐蚀；影响蒸汽品总碱度过高：碱性腐蚀应力腐蚀；影响蒸汽品质质18第18页，本讲稿共44页锅炉锅炉锅水锅水水质指标水质指标-22。PH值：水中氢离子浓度的负对数值：水中氢离子浓度的负对数由于水的蒸发，使锅水由于水的蒸发，使锅水PH高于给水高于给水PH值值PH=813金属表面形成致密的金属表面形成致密的Fe3O4保护膜保护膜锅水锅水PH1012，PH较低，水对锅炉腐蚀增强较低，水对锅炉腐蚀增强 Fe3O48H+2Fe3+Fe2+4H2O，破坏保护膜破坏保护膜PH过高，游离的过高，游离的NaOH较多，易引起
10、碱性腐蚀较多，易引起碱性腐蚀 Fe3O44NaOH 2NaFeO2+Na2FeO2+2H2O锅水中锅水中PO43与与Ca2+反应，只有反应，只有PH较高才能生较高才能生成易排除的水渣成易排除的水渣19第19页，本讲稿共44页锅炉锅炉锅水锅水水质指标水质指标-33。磷酸根。磷酸根PO431030mg/L维持一定的磷酸根，防止钙垢维持一定的磷酸根，防止钙垢PO43不能过高：生成不能过高：生成Mg3(PO4)2水垢水垢4。相对碱度：锅水游离。相对碱度：锅水游离NaOH含量与溶解固含量与溶解固形物含量之比形物含量之比游离游离NaOH含量：氢氧根碱度折算成含量：氢氧根碱度折算成NaOH的含的含量量相对碱
11、度过高，引起金属苛性脆化相对碱度过高，引起金属苛性脆化相对碱度相对碱度5MPa，碳酸钠全部，碳酸钠全部水解。高压炉不能用碳酸钠消除水解。高压炉不能用碳酸钠消除非碳酸钙硬度非碳酸钙硬度37第37页，本讲稿共44页锅内水处理锅内水处理-5消除非碳酸镁硬度消除非碳酸镁硬度MgSO4+Na2CO3MgCO3+Na2SO4MgCl2+Na2CO3MgCO3+2NaCl而而MgCO3水解：水解：MgCO3+H2O=Mg(OH)2+CO2仅加仅加Na2CO3可近似取得同时加可近似取得同时加Na2CO3、NaOH的效果的效果38第38页，本讲稿共44页锅内水处理锅内水处理-6加磷酸三钠加磷酸三钠当压力过高，碳
12、酸钠水解过多，不能保持一当压力过高，碳酸钠水解过多，不能保持一定的定的CO32浓度，改加磷酸三钠浓度，改加磷酸三钠Na3PO43Ca(HCO3)2+2Na3PO4=Ca3(PO4)2+3Na2CO3+3CO2+3H2O 以钙为例以钙为例3CaSO4+2Na3PO4=Ca3(PO4)2+3Na2SO43CaCl2+2Na3PO4=Ca3(PO4)2+6NaCl生成的生成的Ca3(PO4)2、Mg3(PO4)2是胶体颗粒，是胶体颗粒，作为结晶晶核使作为结晶晶核使CaCO3、Mg(OH)2在其周围在其周围析出成较流动的泥垢，不易在金属表面附着析出成较流动的泥垢，不易在金属表面附着磷酸三钠比碳酸钠贵，
13、混合使用磷酸三钠比碳酸钠贵，混合使用39第39页，本讲稿共44页其它方法其它方法物理法：物理原因改变水、杂质的性质？物理法：物理原因改变水、杂质的性质？磁水器：水在磁场作用下改变水分子和水中离子磁水器：水在磁场作用下改变水分子和水中离子以及由这些离子所形成的化合物的晶格结构，以及由这些离子所形成的化合物的晶格结构，从而改变钙、镁离子析出的条件，形成松散的从而改变钙、镁离子析出的条件，形成松散的水渣？水渣？高频改水器：同磁水器，只不过用高频电场改变高频改水器：同磁水器，只不过用高频电场改变结垢物质的性质？结垢物质的性质？40第40页，本讲稿共44页六、除氧六、除氧原理：气体在水中的溶解度与该气体
14、在水界原理：气体在水中的溶解度与该气体在水界面上的分压力成正比，因此减少该分压力至面上的分压力成正比，因此减少该分压力至零，则水中所溶解的气体全排出零，则水中所溶解的气体全排出热力除氧：增加水界面上的蒸汽分压力，使热力除氧：增加水界面上的蒸汽分压力，使其它气体的分压力减少；当蒸汽压力等于外其它气体的分压力减少；当蒸汽压力等于外界压力时，其它气体的分压力为零界压力时，其它气体的分压力为零不仅可除氧，而且可除去其它气体，不仅可除氧，而且可除去其它气体，7g/L蒸汽压力蒸汽压力0.02MPa，饱和温度，饱和温度102104先软化后除氧先软化后除氧41第41页，本讲稿共44页真空除氧真空除氧抽真空，使
15、气体压力为零抽真空，使气体压力为零蒸汽喷射泵或水喷射泵蒸汽喷射泵或水喷射泵真空度真空度90kPa，对应水温，对应水温60，0.05mg/L优点：不用蒸汽、给水温度低充分利用省煤器优点：不用蒸汽、给水温度低充分利用省煤器42第42页，本讲稿共44页解析除氧解析除氧使水界面上的氧气分压力为零使水界面上的氧气分压力为零燃烧消耗掉氧气，生成不含氧的气体燃烧消耗掉氧气，生成不含氧的气体不含氧的气体与要除氧的软水充分混合不含氧的气体与要除氧的软水充分混合特点：简单、除氧温度低，省煤器效用更大；气特点：简单、除氧温度低，省煤器效用更大；气体中的体中的CO2含量增加含量增加43第43页，本讲稿共44页化学除氧化学除氧水中加药消耗水中的溶解氧水中加药消耗水中的溶解氧钢屑除氧：钢屑除氧：3Fe+2O2=Fe3O4水温水温7080，更换钢屑劳动强度大更换钢屑劳动强度大加药除氧：亚硫酸钠（加药除氧：亚硫酸钠（Na2SO3)2Na2SO3+O2=2Na2SO4水温水温50，简单，小型锅炉，适合补水量不大的闭式循环简单，小型锅炉，适合补水量不大的闭式循环热水锅炉热水锅炉44第44页，本讲稿共44页