氯离子的监测在锅炉水处理中的应用_谢协忠

氯离子的监测在锅炉水处理中的应用摘要:低压锅炉常采用钠离子交换法对给水进行软化处理,根据钠离子交换器再生终点的控制通常仅为硬度指标,提出了再生终点除监测硬度外,还应继续监测氯离子。增加氯离子指标有利于对低压锅炉结垢的原因进行分析,又提出了根据氯离子和碱度的浓缩倍数可判断运行锅炉的结垢状况,实践证明,用两种浓缩倍数对比法判断运行锅炉结垢趋势准确、简便、易行,容易掌握。同时采用监测锅炉水中氯离子含量可间接控制溶解固形物含量,具有操作简单快捷,为锅炉水处理提供简便可行的控制指标。关键词:氯离子控制;浓缩倍数;锅炉结垢中图分类号:TK223.511文献标识码:B文章编号:1009-2455(2008)01-0075-03谢协忠,张钰镭(山东农业大学水利土木工程学院,山东泰安271018)锅炉水处理是保证锅炉安全经济运行的重要环节。在锅炉运行过程中,必须对锅炉给水的总硬度和炉水的总碱度、溶解固形物等水质指标进行监测,在《工业锅炉水质》(GB1576-2001)标准中,对这些指标都作了具体的规定。莫尔法监测氯离子是一种简便易行的方法,而工业锅炉水质标准没有明确氯离子作为给水或炉水的控制指标,因而在锅炉运行中,水处理人员不是通过对氯离子的监测,控制钠离子交换器再生终点;也没有可靠的方法判断运行锅炉的结垢趋势,对分析方法繁琐的溶解固形物也没有控制。为了控制给水和掌握炉水的水质稳定状况,本文提出氯离子监测指标及其应用的三个方面:钠离子交换器再生终点需监测硬度和氯离子;根据氯离子和碱度的浓缩倍数来判断锅炉是否有结垢趋势;监测并应用氯离子指标代替控制的溶解固形物,以便及时指导锅炉的排污。1监测氯离子控制钠离子交换器再生终点钠离子交换器是将原水中所含的钙、镁离子盐类交换成相应的钠离子盐类,消除水中硬度达到软化的目的。在软化处理过程中,碱度(主要成分为HCO3-)、Cl-、SO42-等阴离子不发生变化,软水与给水所用水源中的这些阴离子基本相同。钠离子交换树脂失效后,用食盐溶液进行再生还原,再生操作最后需正洗,洗去树脂层中残留的再生液[1]。再生终点只监测出水硬度符合工业锅炉水质标准要求即可投入运行,再生终点通常不监测氯离子。实践证明,钠离子交换器再生操作正洗出水硬度合格后,树脂层中仍残留一定量的盐液没有冲洗干净,使交换器运行初期氯离子的含量大大超出原水中的氯离子。这种给水会引起炉水含盐量增加,影响蒸汽品质。所以钠离子交换器再生终点控制在正洗出水硬度合格后,应继续监测氯离子,待出水氯离子的质量浓度比进水氯离子的质量浓度高不超过5～10mg/L方可结束正洗,投入运行。2监测氯离子判断锅炉结垢趋势2.1炉水碱度浓缩倍数与特性锅炉给水硬度符合《工业锅炉水质》(GB1576-2001)标准要求时,给水中的碱度成分HCO3-与CO32-等,在锅炉内受热和受压后发生反应:2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑Na2CO3+H2O=2NaOH+CO2↑炉水中碱度成分CO32-和OH-等会随炉水浓缩倍数(KJD)的增大而相应增加。KJD=cJD,炉/cJD,给(1)式中:KJD———炉水碱度浓缩倍数;cJD,炉、cJD,给———炉水、给水的总碱度,mmol/L。锅炉给水硬度超标或未经软化处理,在锅炉内高压下加热浓缩,炉水中的各种离子(Ca2+、Mg2+、收稿日期:2007-05-08;修回日期:2007-09-18工业用水与废水INDUSTRIALWATER&WASTEWATERVol.39No.1Feb.,2008·75·工业用水与废水INDUSTRIALWATER&WASTEWATERVol.39No.1Feb.,2008盐量、总碱度较高,均采用钠离子软化法进行处理。1号锅炉水样锅炉给水硬度符合低压锅炉水质标准要求,KJD与KCl相等,锅炉不结垢;2号锅炉水样给水硬度超标0.5倍,KJD小于KCl,二者之差小于2,锅炉基本不结垢;3号锅炉水样给水硬度超标3.7倍,KJD小于KCl,差值为3,锅炉略有结垢。1号、2号和3号锅炉水样为锅炉运行3个月后检验情况。4号和5号锅炉水样给水硬度严重超标,KJD与KCl差值为7～12,锅炉在这种水质状况已运行近1个月,根据水质监测可以判断运行锅炉会产生严重结垢,锅炉立即停运检验,结果与实际判断情况基本相符。实践证明:KJD与KCl差值与锅炉结垢趋势的判据见表2。给水硬度超标,导致炉水碱度降低,造成锅炉结垢是一个缓慢的过程,利用浓缩倍数KJD与KCl差值判断运行锅炉结垢趋势有利于及时采取相应措施,扭转不利局面,避免因锅炉结垢而发生爆管等事故。3监测氯离子间接控制溶解固形物3.1监测氯离子的意义溶解固形物是锅炉运行中监测的重要指标之一,它关系到锅炉结垢、腐蚀和蒸汽的品质问题。由于溶解固形物需采用质量法分析,这种分析方法耗时长,