锅炉的给水碱度与安全经济运行_杨保永

2009.2(总第153期）山东食品发酵-29-ShandongFoodFermentation专题综述引言工业锅炉是我国耗能最多的设备之一，每年消耗的能源约占整个国家能源消耗的三分之一。锅炉房水处理是保证锅炉安全经济运行的重要措施，是锅炉房科学管理的一个十分重要的环节。锅炉房水处理方式选择不当不仅造成能源的巨大浪费，还将直接影响锅炉的安全可靠运行。当前运行的单台蒸发量小于10t/h的工业锅炉房一般都没有根据不同情况分别对给水采取除碱、除盐、除氧措施，通常工业锅炉用户都比较重视锅炉的防垢工作，因此锅炉给水硬度一般不会超过国家规定的标准，而锅水的碱度、含盐量、含氧量或排污率往往大大超出标准。从《低压锅炉水质标准》GB1576－79、GB1576-85、GB1576-96到现在的《工业锅炉水质标准》GBl576-2001都只对给水规定了总硬度和含氧量指标，而没有明确标明给水的总碱度、相对碱度和含盐量指标，而在生产过程中怎样控制调节软水的碱度指标呢?一般资料中没有详细说明。有些人错误地理解为只要有了软化水处理设备，锅炉水处理工作就做好了，实际上一些较小规模的锅炉房在确定水处理方案时，一些设计人员也往往忽视对给水碱度的处理。例如济南地区地下水碱度一般在4.0~4.8me/L范围内，而10t/h以下蒸汽锅炉房大多数没有对锅炉给水做碱度处理，如果没有或只有少量凝结水回收，很明显会造成锅炉排污量过大而影响锅炉出力，或者锅水碱度上升危及锅炉安全运行。如果单纯严格控制锅水碱度，只要增加锅炉排污量就能迅速降低锅水碱度，而排污量又不易计量，所以不对给水进行碱度处理就很难稳定控制锅水碱度指标。1碱度过高对锅炉运行的危害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，即使锅炉安监部门需要检查锅水碱度数据，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，往往导致空难性的结果。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，这种腐蚀发生在金属晶粒的边际上，削弱了金属晶粒间的结合力．使金属所能承受的压力大为降低，其直接原因是必须出现高浓度碱性溶液的情况。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，锅炉的给水碱度与安全经济运行杨保永韩广钧（山东省食品发酵工业研究设计院山东济南250013）摘要通过对当前工业锅炉房水处理方案中往往忽视给水除碱现象的分析，指出锅水碱度超标将严重影响锅炉的安全运行，给水碱度或含盐量处理不当将导致锅炉排污量增大而造成能源浪费。根据新的《工业锅炉水质标准》GBl576—2001和对锅炉排污率的计算确定了合理的给水碱度指标控制范围。关键词锅炉给水处理碱度安全节能山东食品发酵2009.2(总第153期）-30-ShandongFoodFermentation专题综述受热面管子将产生强烈的碱腐蚀。要降低锅水的总碱度或相对碱度最好的办法是通过降低锅炉给水碱度来实现，因为天然水碱度可以认为是HCO3-、CO32-、OH-离子含量的总和，水通过钠离子交换法处理只能除去水中的硬度(Ca2-、Mg2-)，对HCO3-不起化学反应，而碱性水碱度的主要成份是重碳酸盐，进入锅炉后由于压力变大，会发生热分解。HCO3-进入锅炉受热发生如下化学反应：2HCO3-=CO2↑+H2O+CO32-CO32+H2O=2(OH)-十CO2↑(1)水中的HCO3-在炉内变为OH一和CO2↑，其摩尔量并没减少，经蒸发浓缩炉水碱度上升很快。一方面锅炉水中碱性过高，另一方面会使凝结水系统产生CO2腐蚀，由(1)式产生的CO2随蒸汽进入凝结水中，使凝结水呈酸性，会造成凝结水设备和管路的酸性腐蚀，这是给水碱度过高的又一危害。降低水中碱度，蒸汽中所携带的CO2减少，可以解决凝结水管路的腐蚀问题，为凝结水的回收创造条件。2碱度过低对锅炉系统的危害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