工業(yè)鍋爐水質標準及其控制
一、水質標準
為了防止鍋爐發(fā)生結垢、腐蝕、惡化蒸汽品質等危害，使鍋爐能長期安全經(jīng)濟運行，鍋爐的給水和鍋水都應達到國家標準的要求。目前工業(yè)鍋爐執(zhí)行的水質標準，即GB 1576—2001《工業(yè)鍋爐水質》標準的主要內容如下：
1．范圍
本標準規(guī)定了工業(yè)鍋爐運行時的水質要求。
本標準適用于額定出口蒸汽壓力小于等于2．5MPa，以水為介質的固定式蒸汽鍋爐和汽水兩用鍋爐，也適用于以水為介質的固定式承壓熱水鍋爐和常壓熱水鍋爐。
2．水質標準
(1)蒸汽鍋爐和汽水兩用鍋爐的給水一般應采用鍋外化學水處理，水質應符合表5—1的規(guī)定。
注：①硬度mmol／L的基本單元為C(1/2Ca2+、1／2Mg2+)，下同。
②堿度mmol／L的基本單元為C(OH-、1／2CO32-、HCO3-)，下同。對蒸汽品質要求不高，且不帶過熱器的鍋爐，使用單位在報當?shù)劐仩t壓力容器安全監(jiān)察機構同意后，堿度指標上限值可適當放寬。
③當鍋爐額定蒸發(fā)量大于等于6t／h時應除氧，額定蒸發(fā)量小于6 t／h的鍋爐如發(fā)現(xiàn)局部腐蝕時，給水應采取除氧措施，對于供汽輪機用汽的鍋爐給水含氧量應小于等于0．05mg／L。
④如測定溶解固形物有困難時，可采用測定電導率或氯離子(Cl-)的方法來間接控制，但溶解固形物與電導率或氯離子(Cl-)的比值關系應根據(jù)試驗確定。并應定期復試和修正此比值關系。
⑤全焊接結構鍋爐相對堿度可不控制。
⑥僅限燃油燃氣鍋爐。
(2)額定蒸發(fā)量小于等于2t／h，且額定蒸汽壓力小于等于1．0M_Pa的蒸汽鍋爐和汽水兩用鍋爐(如對汽、水品質無特殊要求)也可采用鍋內加藥處理。但必須對鍋爐的結垢、腐蝕和水質加強監(jiān)督，認真做好加藥、排污和清洗工作，其水質應符合表5—2的規(guī)定。
(3)承壓熱水鍋爐給水應進行鍋外水處理，對于額定功率小于等于4．2MW非管架式承壓的熱水鍋爐和常壓熱水鍋爐，可采用鍋內加藥處理，但必須對鍋爐的結垢、腐蝕和水質加強監(jiān)督，認真做好加藥工作，其水質應符合表5—3的規(guī)定。
注：①通過補加藥劑使鍋水pH值控制在10～12。
②額定功率大于等于4．2MW的承壓熱水鍋爐給水應除氧，額定功率小于4．2MW的承壓熱水鍋爐和常壓熱水鍋爐給水應盡量除氧。
(4)直流(貫流)鍋爐給水應采用鍋外化學水處理，其水質按表5—1中額定蒸汽壓力為大于1．6MPa、小于等于2．5Mpa的標準執(zhí)行。
(5)余熱鍋爐及電熱鍋爐的水質指標應符合同類型、同參數(shù)鍋爐的要求。
(6)水質檢驗方法應按《工業(yè)鍋爐水質》標準的附錄A執(zhí)行。
二、水質指標及其監(jiān)測意義
《工業(yè)鍋爐水質》標準中各項水質指標及其監(jiān)測意義如下：
(1)懸浮物 指經(jīng)過濾后分離出來的不溶于水的固體混合物的含量。懸浮物含量越高，水就越混濁。對于小型工業(yè)鍋爐，如采用澄清的自來水作水源，運行中可不監(jiān)測懸浮物含量。
(2)總硬度 通常指水中鈣、鎂離子的總含量，是防止鍋爐結垢的一項很重要的指標。對鍋爐來說，水中的硬度越小越有利于防止結垢。
(3)總堿度 指水中能接受氫離子的一類物質的含量。由于堿度物質能與硬度物質反應，生成疏松的水渣，可隨排污除去，從而防止鍋爐結垢，所以工業(yè)鍋爐的鍋水必須保持一定的堿度。但鍋水堿度太高，易影響蒸汽品質，有時還會引起堿性腐蝕，因此鍋水堿度應維持在一定的范圍內。
(4)pH值 即氫離子濃度的負對數(shù)，是表示溶液酸堿性的一項指標。pH值的范圍為0～14，pH＝7時為中性，pH<7時為酸性，pH>7時為堿性。通常要求鍋爐水質達到一定的堿性，有利于防止腐蝕和防垢。
(5)溶解氧 指溶解在水中的氧氣含量。水中的溶解氧易造成鍋爐設備和給水管道的腐蝕，所以應盡量除去。
(6)溶解固形物、電導率和氯離子 溶解固形物也稱為蒸發(fā)殘渣，可近似地表示水中的總含鹽量。鍋水溶解固形物含量的變化可直接反映出鍋水的濃縮程度，當其含量過高時，易造成蒸汽大量帶水，惡化蒸汽品質，嚴重時還會發(fā)生汽水共騰，因此需通過合理的排污來控制其含量。由于溶解固形物的測定較為繁雜且費時，一般鍋爐運行中常用測定方法簡便的電導率或氯離子來代替，但它們之間的比值關系需經(jīng)測試確定，并定期校正。
(7)SO32-(亞硫酸根) 該項指標是為采用加亞硫酸鈉來除氧的鍋爐而設的，不加亞硫酸鈉的鍋水無亞硫酸根。
(8)PO43-(磷酸根) 磷酸根可消除殘余硬度，防止結垢，并可在金屬表面形成磷酸鐵保護膜，減緩腐蝕，所以鍋內常加入磷酸鹽水處理劑。監(jiān)測磷酸根可更好地控制磷酸鹽的加入量。
(9)相對堿度 指鍋水中游離氫氧化鈉的量與溶解固形物的量之比值。是為防止鍋爐脹接或鉚接部位產(chǎn)生苛性脆化而定的一項指標。對于全焊接鍋爐，一般不會發(fā)生苛性脆化，所以可不控制該項指標。
(10)含油量 天然水一般不含油，所以平時可不作監(jiān)測，但當水源水受油污染時，應監(jiān)測含油量，以確定是否可作鍋爐給水。
(11)含鐵量 指水中所含有的總鐵離子含量。這是2001年水質標準修訂時，針對燃油燃氣鍋爐的給水新增的控制指標。這主要是由于通常燃油燃氣鍋爐受熱面的熱負荷較高，如給水含鐵量較高，易造成鍋爐結生氧化鐵垢，并會引起沉積物下的腐蝕。
三、鍋爐水質日?？刂萍板仩t的排污
1．水質簡化分析指標及其控制
工業(yè)鍋爐水質標準的各項指標中有的只需定期監(jiān)測即可，有的則需每班監(jiān)測，即稱為日常簡化分析。一般簡化分析的控制指標為：pH值、硬度、堿度和氯離子；對于用除氧器除氧的還需測給水的含氧量；對于額定工作壓力大于1．0hPa的鍋爐，還應監(jiān)測鍋水磷酸根含量。
一般日常運行中，水質不合格的原因及其解決方法大致有以下幾種：
(1)給水硬度偏高 采用鈉離子交換處理時，給水硬度超標常由離子交換劑失效、交換器操作不當或管路閥門泄漏等引起。運行中應及時再生并正確操作離子交換器，對交換器反洗閥和給水旁通閥應經(jīng)常檢查，發(fā)現(xiàn)泄漏及時更換。
(2)鍋水pH值、堿度偏低 對于采用鍋內加藥水處理的鍋爐，需適當增加防垢劑用量；對于采用鍋外化學水處理的鍋爐，除適量加入堿性藥劑外，還應注意檢查是否有硬水進入鍋爐；另外，若鍋爐排污量過大，也會導致鍋水堿度偏低，應適當加以控制。
(3)鍋水pH值、堿度過高 如果是由于給水的過剩堿度(即：堿度與硬度的差值)較高(>2mmol／L)所引起，則應采取適當?shù)慕祲A處理；如果原水堿度并不高，則是由加堿太多或排污不夠造成的，應減少或暫停加藥，并加強鍋爐排污。
(4)鍋水氯離子含量過高 應加強鍋爐排污；對于給水采用鈉離子交換處理的，應注意離子交換器再生后正洗是否徹底，鹽水閥是否有泄漏。
2．鍋爐排污及控制
鍋爐排污的目的是：降低鍋水濃度，保證蒸汽品質良好；及時排除水渣，防止受熱面結垢。鍋爐排污應做到既能使鍋水達到合格標準，又盡量減少熱損失。
鍋爐排污量的大小與給水水質和蒸發(fā)速率密切相關，水質好、蒸發(fā)速率低，排污量可少些；反之則需適當增加排污量及排污次數(shù)。鍋爐排污量常以排污率來表示，一般工業(yè)鍋爐的排污率宜控制在5％～10％。如果排污率超過10％，鍋水仍達不到合格標準，就需改進給水的處理。
排污率就是排污水量占鍋爐蒸發(fā)量的百分比。鍋爐運行中常以監(jiān)測鍋水氯離子(也稱氯根)的含量來指導鍋爐的排污。其計算方法如下：
根據(jù)定義，排污率(P)計算公式為：
又根據(jù)水質分析結果，由物量平衡關系可得到：
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