鍋爐水處理技術培訓資料20xx年度(專業版)

　　

【正文】 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。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。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。對于堿度較高的原水，還需要采用軟化一降堿處理。此外，如系統水質 pH 值小于 時，應酌情補充投加藥劑。 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。 該技術可以不使用離子交換器及除氧設備。 (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。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。 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。 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。 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。熱電廠由于既發電又供熱，鍋爐容量大于同規?；痣姀S。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。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。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。 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。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。 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。而且軟化水比原水的腐蝕性更大。因此，中國鍋爐水處理的任務十分艱巨。因此，停爐時必須按規定要求做好保養工作。 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。 如除垢率低于上述規定，或雖達到規定要求但鍋爐主要受熱面上仍覆蓋有難以清理的水垢時，應在維持鍋水堿度達到水質標準上限值的條件下，將鍋爐運行一個月左右再停爐，用人工或高壓水槍清理脫落 的垢渣和殘垢。但 目前高壓水力除垢仍僅限于結構較簡單的工業鍋爐。另外，有些腐蝕產物附著在受熱面上，也往往易轉化成金屬氧化物水垢。 鍋爐結垢的原因，首先是給水中含有鈣鎂硬度或鐵離子，硅含量過高；同時又由于鍋爐的高溫高壓特殊條件。 另外，鍋爐結垢后，將增加清洗和維修的時間 、費用及工作量等，影響生產，減小鍋爐的有效利用率，降低經濟性。 3） 酸洗除垢 目前在各種除垢方法中，以酸洗除垢效果較好，但酸洗工藝若不合適或控制不當 也會影響除垢效果或腐蝕金屬，有時甚至會嚴重影響鍋爐的安全運行。 氧腐蝕的特征：氧腐蝕的形態一般表現為：潰瘍和小孔型的局部腐蝕，其腐 4 蝕的產物表現為黃褐、黑色、磚紅色不等。因此，在鍋爐運行中應做到合理排污，維持鍋水一定的 pH 值、堿度及PO43含量，使鍋水水質保持合格，不但可防止結垢，也有利于防腐。作為必須的安全措施，采用連續排污和定期排污以保持鍋爐水質和工況。為了同時達到降低堿度的目的 ，可采用部分鈉離子交換、如酸－鈉離子交換、氫－鈉、銨－鈉、氯－鈉等離子交換系統。膜分離技術發展的時間大致是， 20 世紀 30 年代，微濾； 40 年代，透析； 50 年代，電滲析； 60 年代，反滲透； 70 年代，超濾和液膜； 80 年代，氣體分離； 90 年代，滲透蒸發。亞硫酸鈉的作用是防止水中殘存氧對系統金屬的腐蝕。 （ 2）氧的存在是敞開式冷卻水系統緩蝕劑 1 發揮作用的必要條件。轱轆是耗水大戶，發達國家的鍋爐耗 水兩一般占第三位，僅次于冷卻水和產品處理清洗用水。 19 世紀初期，在歐洲出現了以蒸汽或熱水作為熱媒的集中供暖系統。 1987 年頒布了適合我國國情的國家標準《采暖通風與空氣調節設計規范》（ GBJ191987 ）， 1989 年建設部頒布了《城市供熱管網工程施工及驗收規范》（ CJJ28281989 ）， 1990 年頒布了《城市熱力網設計規范》（ CJJ341990 ）。熱用戶：集中供熱系統利用熱能的用戶 。 (2)抽汽式供熱汽輪機上有多個抽汽口，其中多數不可調節，它的抽汽量是隨汽輪機的負荷變化的。 (1)蒸汽鍋爐房： 為集中供熱系統生產和供給熱媒的蒸汽鍋爐及其附屬設備稱為蒸汽鍋爐房。據不完全統計，我國目前許多大中型工礦企業中還存在著大量的工業余熱未被利用，被利用的部分，大多都用在企業內部的供熱系統中。 (2)地熱水的參數與熱負荷無關。采用熱泵供熱熱源具有明顯的節能效果。其原因之一是它們所需要的集熱溫度不太高（ 40～ 60℃），另一個重要原因是：近年來隨著工農業的發展，全國總能耗量的增加迅速 ，其結果導致環境的嚴重污染和常規能源的短缺。 BF30a 的加入使鋼的自腐蝕電位劇烈正移，陽極極化也劇烈增加，但從陰極極化曲線看，雖然 BF30a 的 加入使氧的離子化過電位減小，但陰極極化卻明顯增加，由此看來， BF30a 既強烈地抑制了鋼腐蝕的陽極過程，又明顯地抑制了腐蝕的陰極過 圖 2 鋼在水中的動電位極化曲線 程，是鋼在水中的混合性緩蝕劑，同時，電化學試驗結果很好的說明了 BF30a緩蝕率很高的原因。試驗結果還表明，這種分散作用也是非化學計量的。鍋爐的工作介質是水，鍋爐水處理是保證鍋爐安全經濟運行的重要環節。以前，有很多工業鍋爐在系統和用汽裝置設計、安裝時就沒有考慮凝結 水的回收利用，將蒸汽凝結水排至地溝而白白浪費。水質自動監測控制系統由檢測單元、顯示控制單元和投藥單元組成。 采用凝結水回收技術，保證凝結水直接達到回收利用的同時，又解決了凝結水回收管道的腐蝕問題，延長了凝結水回收管道的使用壽命，其效益顯而易見。 再生一次 Na? 罐消耗的自來水水量 (1)用含量 98 ％的鹽配置 1 噸 7％再生劑需要的水量 由公式 7%= xx? % 推算出 X =（ x 98% x7% )/ 7％ = (2)每噸軟化水的處理費用 29 txx /1 5 4 8 0 0 3)( 2 0 元???? 第七 章 附 錄 熱水 BF30a, BF31T 不同濃度下的 PH值和堿度 工業鍋爐水質標準 31 熱水 BF30a 不同濃度下的 PH 值和堿度 ㈠、試驗用水：配制水（硬度 5mmol/L、堿度 ） 試驗溫度：水浴 80℃ 試驗時間： 30 分鐘，取出后快速冷卻。 回收蒸汽凝結水作鍋爐給水，可以大大減少鍋爐原水和軟化水用量、節約用水和降低水處理的運行費用，還可去除或縮小補水的水處理系統，節省投資； 回收蒸汽凝結水，還可以提高給水品質，降低鍋爐排污率，使鍋爐的排污率控制在 3％以下； 回收蒸汽凝結水，可大幅度提高鍋爐給水溫度，從平均給水溫度 20℃提高到 65℃，降低燃料消耗；而利用凝結水作給水，不但提高了水溫，而且凝結水中的溶解氧含量較低，可確保給水余氧含量達到合格標準。 （ 2） BF－ 30a 高效防腐阻垢劑 BF－ 30a 具有使鍋爐本體金屬處于鈍化狀態和抑制金屬腐蝕過程中陰極反應的雙重保護功能，有效地防止了金屬本體在運行狀態和停爐狀態下的氧腐蝕；同時由于 BF－ 30a 具有強力螯合作用，加入鍋爐水中后，與水中的硬度離子形成穩定的水溶性螯合物，增加了硬度離子在水中的溶解度，大大抑制水垢的形成，同時可以產生緩慢溶解原有水垢的效果；由于 BF－ 30a 具有較強的晶格畸變作用、分散作用，晶格畸變功能使碳酸鈣晶體在生長過程中破碎，形成外觀不規則的小晶體，分散劑吸附在 小晶體及金屬表面形成雙電層，在靜電作用下，小晶體之間及小晶體與鍋爐金屬表面之間互相排斥，避免了在較高硬度水中鍋爐金屬表面沉積生成水垢。但由于凝結水在回收過程中會對鋼質管道產生嚴重腐蝕，鐵等腐蝕產物對水質造成嚴重污染。 第五章 零排污蒸汽發生技術 、概況 零排污蒸汽發生技術是工業鍋爐成套節水技術，也是一種新的鍋爐水處理技術。在加有 BF30a 的情況下，試驗期間污垢保持懸浮狀態，上清液的濁度幾乎沒有發生變化。對此可能的解釋是， BF30a 對陽極過程的抑制比較顯著。但是由于太陽能資源具有上述諸多優點，特別是太陽能是“取之不盡，用之不竭”的，而且是潔凈的優質可再生能源，如能合理利用，必將取得巨大的社會效益和經濟效益。其工作原理與制冷機相類似，主要是靠機械能、電能或其他能量的作用，把低溫熱源的能位提高到可被供熱系統利用的能位水平。 作為供熱的熱源，地熱水具有以下的一些特點： (1)在不同條件 下，地熱水的參數（溫度、壓力）及成分會有很大的差別。 （ 3）工業余熱在較大工礦企業中較大量地存在、多種多樣，因此，要針對載能體的特點，設置合適的余熱利用裝置。 基于上述特點，區域鍋爐房集中供熱系統目前在我國發展 集中供熱事業過程中占有相當重要的地位。 (1)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。如區域鍋爐房和熱電廠等。改革開放以來，我國經濟建設進入快速發展時期，多種供暖系統型式的應用和新型散熱設備的 研制都有了較大的發展。 1777 年法國人把熱水采暖用于房間。在環境和安全難以兼得時，國內外普遍采取的做法是舍環境而取安全。這種做法無疑有生意上的意義，但是對鍋爐的防腐阻垢難以達到要求的可能原因如下。 亞硫酸鈉使最常用的除氧劑。再生廢鹽水可導致淡水 咸化，其排放在一些國家已受到限制。當原水經過離子交換樹脂床時，水中的雜質離子與樹脂上的無害離子交換，從而把雜質離子從原水中去掉，使水質符合鍋爐的要求。對中高壓鍋爐，普遍采取去離子水－阻垢劑以防止結垢，采用機械除氧器－化學除氧劑（亞硫酸鈉或聯氨）除氧以防止腐蝕，采用防腐阻垢劑法和排污以保持水質工況。因此給水應盡量除氧；給水 pH 值應大于 7；對于回收蒸汽冷凝水作給水的，應注意控制鐵離子含量，有時用汽系統剛啟動一段時間，凝結水中往往就含有黃色鐵銹 5 水，這時應適當排放至含鐵量合格后才能作為鍋爐給水。 、鍋爐的腐蝕 原理與特征 鐵受水中溶解氧的腐蝕是一種電化學腐蝕，鐵和氧形成腐蝕電池。這些堿洗藥劑應先在溶液箱中配制成一定濃度，然后再用泵送人鍋內，并循環至均勻。有些結構緊湊或結構復雜的鍋爐，一旦受熱面結垢，就極難清除，嚴重時只好采用挖補、割換管子等修理措施，不但費用大，而且還會使受熱面受到嚴重損傷。在一定條件下，固體沉淀物也會在鍋水中析出，呈松散的懸浮狀，稱為水渣。 水垢的危害 水垢的導熱性很差，其導熱系數要比鍋爐鋼板的導熱系數小幾十倍至數百倍， 2 所以鍋爐結垢后就會嚴重阻礙傳熱并引起下列危害： 1） 浪費燃料，降低出力 鍋爐結垢后將嚴重影響受熱面傳熱，降低熱效率，降低蒸汽出力，增加燃料消耗。單純的堿煮除垢效果較差，常常需與機械除垢配合進行。 (2)鈍化膜 鍋爐清洗表面應形成良好的鈍化保護膜，金屬表面不出現二次浮銹，無點蝕。鍋爐發生腐蝕后，不僅使金屬的有效厚度減薄，而且會使金屬內部的金相組織遭到破壞，機械性能變差，造成鍋爐的承壓能力降低，使用壽命縮短，以至提前報廢。由于鍋爐是一種熱交換設備，水垢的生成會極大地影響鍋爐的導熱能力（水垢 的導熱系數是鋼鐵的導熱系數的數十分之一到數百分之一），因此，鍋爐結垢將導致爐管過熱損壞、燃料浪費、出力降低、消耗化學除垢藥劑、縮短鍋爐使用壽命等。早在一百多年前，沸石類無機離子交換劑就已經發現并得到應用。由于陰極過程被抑制，鋼的腐蝕速度減小。熱 力除氧和真空除氧的除氧效果好，使用性能穩定，一直是蒸汽鍋爐普遍采用的防腐方法。實際上，早在離子交換法問世以前，鍋內水處理技術已得到廣泛應用。在全新的綠色化學的沖擊下，水處理技術正醞釀這種大突破。零排污技 術是 21 世紀鍋爐水處理技術的發展方向，其研究開發的風