浅谈锅炉运行中的水质管理

[摘 要] 结锅炉水质存在的问题：单纯控制水质硬度，忽略对水质pH值、除氧等其它指标的控制；过分相信表面连续排污，而忽视锅炉底部排污等。

[关键词] 炉；水质；管理

锅炉水质是否达标直接影响到锅炉的安全运行和使用寿命。国家标准对锅炉水质指标都有严格的规定，但是由于对锅炉用水与饮用水概念混淆，尤其是对锅炉用水达标认识不足，造成锅炉频频发生故障。笔者在多年锅炉检验工作发现在锅炉水处理方面存在很多共性问题，在这里提出，和同仁探讨。

1.单纯控制水质硬度，忽略其他水质指标

控制给水硬度，是锅炉运行中的一项基本要求。锅炉给水中存在硬度时，表明水中有Ca2+、Mg2+存在。这些离子的存在锅炉本体的结垢、腐蚀、积渣等危害，这时锅炉运行是极其危险又很不经济的事情。一般在蒸汽锅炉中均要求以软水作为锅炉的补给水，这也是控制锅炉内部结垢的重要措施。在锅炉运行过程中，水质硬度越低，锅炉结垢的可能性就越小，对于管理者来说已达成共识。但对于其他水质指标的控制还没有引起足够的重视。

对于每小时蒸发量2T以上的，工作压力位为1.0Mpa以上的蒸汽锅炉，如正确按照使用规范采用钠离子交换器，只要水质硬度低于0.03mmol/L，每年锅炉结垢厚度就一般不会超过0.lmm，这完全符合GB1576一2008要求。但在水处理过程中，制取硬度低于0.03mmol /L软化水消耗了大量的NaCl，不可避免地在软化水中存在大量Cl-、 Na+离子。如果不重视氯化物和碱度的控制，不定时化验水的氯根和碱度并及时排污，那么锅炉炉水中的氯化物和碱的含量就会严重超标。浊度作为循环冷却水的一项重要水质指标。浊度过大，水中悬浮物多，会给循环冷却水系统带来严重危害，比如造成系统管道堵塞，加剧金属腐蚀等。水中悬浮物带入冷却系统，会因流速改变而沉积在换热设备和管道内表面，影响换热效率，严重时会使管道堵塞。

2.忽略锅水对pH值的要求

GB1576-2008《工业锅炉水质标准》中规定，要严格控制水的pH值。pH值是锅炉防腐的一道天然屏障，提高锅炉水的pH值，可降低化学和电化学腐蚀速度。给水pH值在7以上时，水中的OH-浓度大于H+的浓度，从而避免氢去极化腐蚀和金属保护膜的破坏。因此锅炉给水pH值必须严格控制在7以上。GB1576一2008《工业锅炉水质标准>中规定，热水锅炉水质pH值控制10~12范围，对于防止腐蚀最为有利。如果锅炉水pH值为7，就会使锅炉水侧金属表面形成的氧化膜不稳定，极易遭到破坏，产生电化学腐蚀，造成腐蚀深坑。在对其锅炉检验中发现锅筒底部、双面水冷壁管与锅筒焊接处和回水管入口处局部已发生腐蚀，最大腐蚀深度为1.5mm，已远远超过锅炉每年正常腐蚀厚度0.1~0.2mm的限度值，如不采取措施，锅炉使用5年后水管、烟管就不得不更换。但是pH值也不能太高，当pH值大于13时，容易将锅炉水侧表面的保护膜溶解，加快腐蚀速度。如某供热站锅炉房，2008年安装2台14MW热水锅炉，检测中发现锅炉水的pH值为7，在与锅炉管理人员交流中，了解到他们认为锅炉水质硬度合格，锅炉水除氧就可以了，而忽略了GB1576-2008《工业锅炉水质标准》规定中对pH值的要求。

3.忽视锅水碱度值的控制

当锅炉运行时碱度长期超过标准22~26mmol/L时，极易引起锅炉设备的碱性腐蚀和苛性脆化。碱度是锅炉水处理工作中一项关键性的控制指标，合适的给水或锅水碱度对锅炉安全运行是至关重要的，同时给水脱碱处理是工业锅炉节能的一条重要途径，使锅炉排污率大为降低，从而提高锅炉的热效率。 工业锅炉由于负荷波动范围大，造成锅水浓缩倍率变化频繁，致使锅水碱度不易调控，即使锅炉化验室正确的按时化验碱度，也由于排污频率不固定、排污量不易计量等无法对碱度指标严格把关。 长期以来，苛性脆化 ( 碱脆 ) 被认为是锅炉金属破裂的重要原因，是金属腐蚀的一种特殊形式，其危险性表现在这种腐蚀不容易被发现，它不会形成腐蚀溃疡点，也不会使金属变薄或变形，破裂是突然发生的。苛性脆化是锅炉锅筒的胀接部位因局部应力集中和游离碱含量过高产生晶间裂纹时的脆化现象，使金属所能承受的压力大为降低， 如蒸发受热面结有水垢时，某些离子在水垢下炉水局部浓缩可达正常炉水浓度的上万倍。如果炉水的 pH 值为 10 ，当炉水有游离氢氧化钠时，局部浓缩的结果可使垢下浓缩液的 pH 值达 14 ，在炉水的饱和温度下，受热面管子将产生强烈的碱腐蚀。 而给水碱度过低主要会造成锅炉和热力系统的金属腐蚀，如果水处理系统除碱工艺选择不当，或者有较多凝结水回用而回收又不够稳定时，往往很容易造成锅水碱度偏低，这样不利于汽包和管束内氧化层的保护，以至于造成较大的腐蚀，也不利于金属表面的防垢。例如受热面管子结垢时，炉水在水垢下局部浓缩，如果炉水 pH 值为 8 ，当有游离酸进入时，可使垢下的炉水浓缩液 pH 值低达 4 左右，发生严重的酸腐蚀。锅炉设备发生酸腐蚀时，其损坏范围广，因为低 PH 值的水使金属表面原有的保护膜大面积地 遭到破坏，因而它可能在金属与水接触的整个面上均产生腐蚀，而不是只局限于某些部位。

4.过分相信表面连续排污

连续排污的目的，是为了将锅筒蒸发面以下的100-200mm之间含盐浓度大的的锅水通过连续排污装置排除锅外，以降低锅水的含盐量。连续排污可提高蒸汽品质和减少定期排污的排污率。而连续排污是根据锅炉水化验部门提供的水质情况兰进行调整。而定期排污是根据操作规程，由运行人员定期进行，同时根据化验部门提供的水质情况来调整排污量的大小。在有些安装了连续排污系统的锅炉，认为连续排污将锅水的盐分、泥垢排掉，完全可以减少或取代锅炉底部的定期排污。实际上表面排污系统正常工作时，只是将锅水上部表面的盐分、泡沫及浮在表面上的泥垢，通过排污管道连续不断地排掉，防止出现汽水共腾现象。由于系统是长开状态，排出的炉水是少量的，锅炉内的大多数盐分和泥垢都沉淀在锅筒底部或者烟管上。如果不经常进行化验，掌握锅水碱度，做到随时排污使碱度降到规定值，就可能造成锅炉结垢、鼓包和爆管等事故。锅壳式锅炉前管板和烟管前部壁温相对较高，因此易于结垢，特别是结碳酸盐及硫酸盐水垢后，采用锅内投药会使很多垢片脱落沉积于锅炉的底部，而锅炉排污装置的吸污管管孔直径是有限的，在排污吸力作用下，只能吸走一部分水渣，大量的够渣沉积于锅筒底部，使锅筒传热恶化，而锅壳底部正是热负荷最高部位，由于金属得不到锅水的良好冷却，使金属强度下降最总在筒内压力作用下鼓包变形。

5.不重视锅炉系统水质除氧

在锅炉给水处理工艺过程中，除氧是非常关键的一个环节。氧是锅炉给水系统的主要腐蚀性物质，给水系统中的氧应当迅速得到清除，否则它会腐蚀锅炉的给水系统和部件，腐蚀性物质氧的化合物会进入锅炉内，沉积或附着在锅炉管壁和受热面上，形成难溶而传热不良的铁垢，腐蚀的铁垢会造成管道内壁出现点坑，阻力系数增大。管道腐蚀严重时，甚至会发生管道爆炸事故。GB1576一2008《工业锅炉水质标》准明确规定，额定功率蒸发量大于等于6t/h的蒸汽锅炉应除氧；热水锅炉额定热功大于等于4.2MW的承压热水锅炉和常压热水锅炉也必须除氧。

6.结语

本文从实际出发进一步强调严格控制锅炉水质的重要性，做好锅炉水处理工作及管理，不能片面强调水质硬度越低越好，而忽略对水质pH值、除氧等其他水质指标的控制。对于水量水质都有保证。对那些大量使用的蒸发量2吨以下小型锅炉，只要坚持按时、按量向锅内加药，并做好锅水监督和认真的排污，基本上都能达到较为理想的防垢效果；对于较大容量的各种工业锅炉，采用单级钠或两级钠离子交换处理，都能达到给水合格要求。在做好锅炉表面连续排污的同时加强锅炉底部排污的管理和控制，及时化验水质指标做到科学排污，达到防腐防垢和节能减排的目标，确保锅炉安全经济运行。