鍋爐水處理技術培訓資料20xx年度-預覽頁

　

【正文】 量不大于 72g／ m2。鐵的電極電位總是比氧的電極電位低，所以在鐵氧腐蝕電池中，鐵是陽極，遭到腐蝕，反應式如下 :Fe→ Fe2++2e, 氧為陰極，進行還原，反應式如下： O2+2H2O+4e → 4OH－在這里溶解氧起陰極去極化作用，是引起鐵腐蝕的因素，這種腐蝕稱為氧腐蝕。在運行和停運期間均可發生。 給水中的溶解氧通常是造成熱力設備腐蝕的主要原因，其來源主要由鍋爐給給水或熱力管網返回的的熱水、凝結水在循環運行中漏入空氣、汽輪機或凝汽器或凝結水泵的密封不嚴密等，它可以導致在運行期間和停用期間的氧腐蝕，為防止和減輕鍋爐運行期間的氧腐蝕， 必須對鍋爐給水進行除氧。 目前，我們普遍采用軟化法進行給水處理，以防止結垢，殊不知經過軟化的給水腐蝕性還要強于自來水（軟化水腐蝕性： ，自來水腐蝕性： g/）。 2） ．保持鍋水水質達到合格 一般來說，鍋水中含鹽量和氯根含量過高， pH 值和堿度過低或過高 都會增加腐蝕。 4） ．使金屬表面形成保護膜 對于新安裝的鍋爐，良好的煮爐效果應能使金屬表面形成完整的鈍化保護膜。因此，停爐時必須按規定要求做好保養工作。不良的水質對鍋爐的危害如此大，因此，對鍋爐給水的處理十分重要。對更高壓力特別是亞臨界壓力鍋爐，普遍采用全揮發處理技術。目前，中國是世界上擁有鍋爐臺數最多的國家之一。因此，中國鍋爐水處理的任務十分艱巨。 1935 年合成的有機離子交換樹脂問世， 1945 年，苯乙烯系列離子交換樹脂研究成功。工業鍋爐最長用的是鈉型離子交換系統，通過鈉離子交換樹脂床的原水，其中的鈣、鎂離子即被除去，其殘余硬度可降至，甚至可以使硬度完全消除。在離子交換樹脂的質量合離子交換系統的功能方面，我國與國外先進水平尚存在一定差距。而且軟化水比原水的腐蝕性更大。同時，腐蝕產物覆蓋于金屬表面而成垢的情況變得嚴重了。 膜分離法阻垢技術 膜分離是借助一個膜相對被分離物系中各組分的選擇透過能力不同而實現對物系中各組分分離的過程。在發達國家，鍋爐用水 的預處理采用電滲析法已很常見。 除氧器－除氧劑法防腐技術 為了防止鍋爐系統的氧腐蝕，國內外研究開發的重點是從給水中除去腐蝕劑溶解氧。 此外，也可以向軟化水中直接加入除氧劑，使其和水中的溶解氧反應，除去腐蝕劑溶解氧。除了有可能使其分解的超高壓鍋爐外，對普通高壓鍋爐、中壓鍋爐和大容量低壓鍋爐，最好的防腐方法使：首先用機械除氧器除去大部分溶解氧，然后加入亞硫酸鈉，使系統中亞硫酸根含量保持在 2～7mg/L。 長期以來，人們試圖找到比亞硫酸鹽各國更好的還原劑以克服亞硫酸鹽再貯存時容易氧化失效等缺點，但至今尚未發現像亞硫酸鹽這樣效果好而又廉價無毒的物質。由于聯氨價格昂貴，又有較強毒性，因而中、低壓鍋爐很少采用。在發達國家，廣泛采用離子交換－鍋內加藥，也可以單獨采用鍋內加藥法，像我國這樣單獨采用離子交換法的鍋爐非常少見，這可能是我國鍋爐壽命較短的主要原因。 （ 1）鍋爐系統的水溫明顯高于循環冷卻水系統，其腐蝕結垢機理有很大 差別。 （ 4）目前，緩蝕性能最好的冷卻水處理配方仍然是鉻系配方和低鉻系配方。 停用鍋爐的防腐保養 鍋爐停用期間的腐蝕甚至比運行時的腐蝕更嚴重，大規模的腐蝕損壞和局部腐蝕穿孔往往是由停用腐蝕引起的。 綠色水處 理技術是以近年提出的“綠色化學”為基礎的新概念，從始端，終端和中間過程杜絕污染產生的新思路，能夠最大限度地節水和徹底解決水污染的重大技術，使 21 世紀水處理技術發展的中心戰略。由于受鍋爐水處理技術上不夠先進的限制，過去把環境保護和鍋爐安全兩者對立起來的灌頂惡化做法是可以理解的，但從可持續發展戰略考慮則是不可取的。 零排污技術是當前國外研究開發的重點和熱點，難度和風險很大，改變傳統思路非常重要。試驗結果表明，只要解決了關鍵技術問題，在零排污工況下，鍋爐運行更安全、更經濟。化工出版社 ） 第 三 章 供暖工藝及類型 火的使用、蒸汽機的發明、電能的應用以及原子能的利用、可再生能源的開發利用，使人類利用能源的歷史不斷發生著重大變革，也使供熱工程技術發生了質的飛躍。蒸汽機的發明，促進了鍋爐制造業的發展。原子核的裂變和聚變可以釋放出巨大的能量，原子能應用于熱電聯產始于 1965 年。故宮的火地供熱，是迄今為止保存完好的我國古代宮殿常用取暖方式。 供暖工程的設計、施工和運行管理，在 50 年代期間，主要以學習原蘇聯的技術為主。如工業企業中高溫水供暖系統，鋼制輻射供暖的應用、新型鋼串片、鋼板模壓等散熱器的研制和應用，高級旅館中供暖與 11 空調相結合的風機盤管系統等。 我國是能源消耗大國，在能源消耗結構中，煤炭約占總能耗的 75％。生態環境得到保護和社會均衡發展是當前的全球環境問題之一。推動了建筑節能和供暖系統的節能，新建住宅基本實現節能 50%的目標。熱網：由熱源向熱用戶輸送和分配供熱介質的管線系統。因此目前，集中供熱系統主要按照熱源種類分類：分為區域鍋爐房集中供熱系統、熱電廠集中供熱系統、工業余熱集中供熱系統、地熱集中供熱系統等。熱電廠由于既發電又供熱，鍋爐容量大于同規模火電廠。 供熱汽輪機是熱電廠實現熱電聯產過程中的關鍵裝置，大體可分為背壓式和 12 抽汽式兩大類。因而限制了背壓式汽輪機供熱系統只適用于用戶熱負荷比較穩定的供熱系統。 (3)背壓式汽輪機的發電功率是由通過汽輪機的蒸汽量決定的，而通過背壓式汽輪機的蒸汽量決定于熱用戶熱負荷的大小，所以背壓式汽輪機的發電功率受用 戶熱負荷的制約，不能分別地獨立進行調節。 圖 1雙抽汽式汽輪機供熱輪機供熱系統示意圖 區域鍋爐房 在鍋爐房中設置蒸汽鍋爐或熱水鍋爐作為熱源，向一個較大區域提供加熱的系統，稱為區域鍋爐房集中供熱系統。 (４）供熱管網施工安裝工程量較小，工期短，見效快。 根據國內外經驗，調峰區域鍋爐房與熱電廠相結合的集中供熱系統，可以使熱電廠的運行達到最佳經濟效益。 (2)熱水鍋爐房 為熱水集中供熱系統生產和供給熱媒的熱水鍋爐及 其附屬設備稱為熱水鍋爐房。 集中供熱系統的其他熱源 工業余熱通常指的是工業生產過程中產品和排放物料所含的熱以及設備散發出來的熱。如高溫焦炭、各種金屬的鑄錠或熔渣所帶有的物理熱等。 利用工業余熱的方法： （ 1）利用蒸汽鍛錘廢汽的供熱系統 （ 2）焦爐冷卻水的供熱系統 14 （ 3）閃蒸循環系統 （ 4）中間介質法 工業余熱利用是節約能源的一個重要途徑。地熱資源是一種典型的清潔 能源，同時它也被稱為 “綠色能源”和“可再生能源”。 將地熱能直接用于集中供熱系統是僅次于地熱發電的地熱利用方式。 地熱水的分類： (1)根據地熱水溫度的不同，地熱水可分為：低溫水（ t40℃）；中溫水（ t=40～60℃）；高溫水（ t=60～ 100℃）；過熱水（ t100℃）。地熱水的成分往往是有腐蝕性的，因而必須注意預防在傳熱表面和管路上發生腐蝕和沉積。地熱水熱能被利用后通常就要被廢棄。統一規劃，嚴格控制井位、井數、井距和開采強度，有計劃有步驟地科學開發利用，才能更好地發揮地熱資源的作用。 核熱電站反應堆工作參數高 ,必須按照核電廠選址規程建在遠離居民區的地點，從而使其供熱條件在一定程度上受到限制。 熱泵是以低溫熱源排出的熱量作為供熱熱源。熱泵系統已逐步地被人們接受。 (２ )時間長久：根據天文學的研究結果可知，太陽系已存在大約 150 億年左右。 (４ )清潔安全：太陽能素有“潔凈能源”和“安全能源”之稱。 國內實踐證明，太陽能利用中最先實用化的是太陽能供熱水和太陽能供暖。 （ 本章內容摘錄于 《 供熱工程 》 ，田玉卓等，機械工業出版社 ） 第 四 章 BF30a 熱水鍋爐防腐阻垢技術 隨著我國城鎮化及工業化進程的加快，與生產生活密切相關的工業鍋爐及熱水鍋爐采暖系統規模也快速增長。 該技術可以不使用離子交換器及除氧設備。 BF30a防腐阻垢原理 防腐蝕機理 BF30a 的防腐蝕機理主要是使鍋爐金屬表面生成某種保護性薄膜，這 從電化學試驗即可證實。 圖 2 示出 BF30a 對鋼在水中腐蝕的陽極過程和陰極過程的影響。該反應按化學計量進行， lmgCaCO3/L鈣硬度成分需用 ／ L EDTA 的四鈉鹽。 18 晶格畸變作用 圖 3 無阻垢劑時的碳酸鈣垢 圖 4 有阻垢劑時的碳酸鈣垢 為了查明 BF30a 的阻垢機理，用透射電子顯微鏡觀測了加和不加 BF30a 時的碳酸鈣粒子形貌，如圖 3和圖 4 所示。 可以認為，碳酸鈣晶型的變化和結晶生長的抑制是因為 BF30a 吸附于結晶上或者與碳酸鈣晶體界面上的鈣離子發生了螯合作用并占據了晶體正常生長的晶格位置，從而使晶體不能按 正常規律生長，即晶體發生了畸變。由此可知，BF30a 可以使隨給水帶入或在鍋爐中生成的固體粒子分散在鍋爐中，防止其沉積在傳熱面和流動緩慢的部位。因此，當采用 BF30a 法防腐阻垢時，只要加量達到一定值以上，就能控制成垢離子結晶生長，表現出良好的 阻垢效果，沒有必要加入比推薦用量更多的阻垢劑。此外，如系統水質 pH 值小于 時，應酌情補充投加藥劑。 、 停用保護 鍋爐停止運行前，向鍋爐及系統中補充藥劑，控制系統水質 pH值大于 ，然后封閉鍋爐及系統即可。鍋爐是工業生產和人類生活的熱能動力之源，在國民經濟中占有重要地位，被譽為工業的心臟是當之無愧的。因此對鍋爐給水的處理十分重要。對于堿度較高的原水，還需要采用軟化一降堿處理。這一環節的排污量約占鍋爐補水量的 5－ 10％。未經處理的凝結水作為鍋爐補充水時，水中所含大量鐵離子會在鍋爐傳熱面發生二次結垢及垢下腐蝕，造成更大的危害，使得蒸汽凝結水的回收利用有一定的難度。 工業鍋爐零排污蒸汽發生技術 零排污蒸汽發生技術是工業蒸汽鍋爐節水成套技術。該技術改變了鍋爐必須在大量排污工況下運行的傳統模式，是鍋爐水處理技術的重大突破。 零排污蒸汽發生技術的關鍵技術 （ 1） BF－ 31T 凝結水保護劑 BF－ 31T 具有成膜，中和功能，并有合理的汽液相分配比。 （ 3）水質自動監測控制系統： 要充分發揮 BF－ 30a 防腐阻垢藥劑和 BF－ 31T 凝結水保護劑的功效，必須保證鍋爐水系統中 BF－ 30a 和凝結水系統中 BF－ 31T 的濃度在一定的范圍內。 24 、如何實現鍋爐系統的零排污 零排污蒸汽發生技術的基本思路是從環保出發的成套節水節能技術，既排除了鍋爐運行過程中排污對環境的污染，又保證了鍋爐的節水節能，以及鍋爐的安全運行。在凝結水回收率≥ 70％的情況下，原則上可不安裝離子交換系統和除氧器，自來水管道直接與鍋爐給水箱連接。增加全自動凝結水水質監控設備向系統中投加保護劑，防止凝結水系統的金屬腐蝕，使凝結水中鐵離子含量控制在＜ 200μ g/L ；硬度為＜ ， pH 值≥ 7，符合 2020《工業鍋爐水質》標準。即使對于給水無除氧措施的小型工業鍋爐，回收凝結水可大幅度提高給水溫度，也能 降低水中溶解氧含量，可顯著減少鍋爐的氧腐蝕。 零排污蒸汽發生技術應用裝置的特點： （ 1）具有廣泛的適用性：凡是具有凝結水回收管道的工業鍋爐系統都可以應用該技術實現凝結 水的達標利用，對系統的復雜程度、凝結水回收管線的長短、鍋爐水質情況沒有任何限制。 第六 章 經濟分析及相關成本計算 以某鍋爐房三臺 lot/h 燃汽蒸汽鍋爐為例，運行條件：使二備一，出力100％，運行天數 150 天；給水水質：硬度 5mmol/L 、堿度 ；水處理方式：鈉離子 交換和熱力除氧。 回收 1噸凝結水節約的煤： m=Q1/QYdwη =20935/ 103/75%= 以凝結水回收率 70％計算，生產一噸蒸汽所節約煤燃料： m 70％＝ 4. 回收凝 結水后，生產一噸蒸汽所節約的總費用（不含減少除氧處理費及節電費用）：按水價 4 元 /噸、鹽價 450 元 /噸、天然氣價 元 /m煤價 400 元 /噸計算。 ㈡、試驗數據如下表： 濃度 PH 值 堿度（ mmol/L） 50PPm M: P: 100PPm M: P: 150PPm M: P: 200PPm M: P: 250PPm M: P: 300PPm M: P: 350PPm M: P: 400PPm M: P: 450PPm M: P: 500PPm M: P: 550PPm M: P: 600PPm M: P: 32 中華人民共和國國家標準 工 業 鍋 爐 水 質 GBl576— 2020 代替 GBl576— 1996 一、范圍