鍋爐水處理的技術(shù)解決方案
工業(yè)鍋爐用水的水源一般為自來水和地下水，這些看上去清澈透明的水中卻存在著許多雜質(zhì)物質(zhì)，它們?cè)阱仩t的運(yùn)行過程中會(huì)生成導(dǎo)熱性很差的水垢，并且腐蝕鍋爐金屬，嚴(yán)重危害鍋爐的運(yùn)行。工業(yè)鍋爐水處理就是為了去除給水中的這些有害雜質(zhì)或者避免它們對(duì)鍋爐造成的危害。
鍋爐水處理主要包括補(bǔ)給水(即鍋爐的補(bǔ)充水)處理、凝結(jié)水(即汽輪機(jī)凝結(jié)水或工藝流程回收的凝結(jié)水)處理、給水除氧、給水加氨和鍋內(nèi)加藥處理四部分。
一、鍋爐水處理 ---補(bǔ)給水處理
因蒸汽用途(供熱或發(fā)電)和凝結(jié)水回收程度的不同，鍋爐的補(bǔ)給水量也不相同。凝汽式電站鍋爐的補(bǔ)給水量一般低于蒸發(fā)量的0.03,供熱鍋爐的補(bǔ)給水量可高達(dá)1。補(bǔ)給水處理流程如下：
(1)預(yù)處理：當(dāng)原水為地表水時(shí)，預(yù)處理的目的是除去水中的懸浮物、膠體物和有機(jī)物等。通常是在原水中投加混凝劑(如硫酸鋁等)，使上述雜質(zhì)凝聚成大的顆粒，借自重而下沉，然后過濾成清水。當(dāng)以地下水或城市用水作補(bǔ)給水時(shí)，原水的預(yù)處理可以省去，只進(jìn)行過濾。常用的澄清設(shè)備有脈沖式、水力加速式和機(jī)械攪拌式澄清器;過濾設(shè)備有虹吸濾池、無閥濾池和單流式或雙流式機(jī)械過濾器等。為了進(jìn)一步清除水中的有機(jī)物，還可增設(shè)活性炭過濾器。
(2)軟化:采用天然或人造的離子交換劑,將鈣、鎂硬鹽轉(zhuǎn)變成不結(jié)硬垢的鹽，以防止鍋爐管子內(nèi)壁結(jié)成鈣鎂硬水垢。對(duì)含鈣鎂重碳酸鹽且堿度較高的水，也可以采用氫鈉離子交換法或在預(yù)處理(如加石灰法等)中加以解決。對(duì)于部分工業(yè)鍋爐，這樣的處理通常已能滿足要求，雖然給水的含鹽量并不一定明顯降低。
(3)除鹽：隨著鍋爐參數(shù)的不斷提高和直流鍋爐的出現(xiàn)，如果要求將鍋爐給水中所有的鹽分都除盡。這時(shí)就要采用除鹽的方法。化學(xué)除鹽所采用的離子交換劑品種很多，使用z普遍的是陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂，簡(jiǎn)稱“陽樹脂”和“陰樹脂”。在離子交換器中，含鹽水流經(jīng)樹脂時(shí)，鹽分中的陽離子和陰離子分別與樹脂中的陽離子(H+)和陰離子(OH-)發(fā)生變換后被除去。
當(dāng)水的堿度較高時(shí)，為了減輕陰離子交換器的負(fù)擔(dān)，提高系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，在陽離子交換器之后一般都要求串聯(lián)脫碳器以除去二氧化碳。含鹽量特別高的水，也可采用反滲透或電滲析工藝，先淡化水質(zhì)，再進(jìn)入離子交換器進(jìn)行深度除鹽。對(duì)高壓以上的鍋筒鍋爐或直流鍋爐，還必須除去給水中的微量硅;中、低壓鍋爐則按含量情況處理。
二、鍋爐水處理---凝結(jié)水處理
凝結(jié)水在循環(huán)過程中，會(huì)受到汽輪機(jī)凝汽器冷卻水泄漏和系統(tǒng)腐蝕產(chǎn)物等引起的污染，有時(shí)也需要進(jìn)行處理。其典型的處理流程為凝結(jié)水的處理量與鍋爐的參數(shù)、爐型(如有無鍋筒或分離器)和凝結(jié)水的污染情況有關(guān)。隨著鍋爐參數(shù)的提高，凝結(jié)水的處理量一般逐漸增加。對(duì)超臨界壓力鍋爐應(yīng)全部處理;對(duì)超高壓及亞臨界壓力鍋爐處理量為0.25～1;對(duì)有鍋筒的高壓以下鍋爐一般不進(jìn)行處理。常用的凝結(jié)水處理設(shè)備有纖維素覆蓋過濾器和電磁過濾器等。凝結(jié)水在其中除去腐蝕產(chǎn)物(氧化銅和氧化鐵等)后，再進(jìn)入混合床或粉末樹脂覆蓋過濾器進(jìn)行深度除鹽。
三、鍋爐水處理---給水除氧
鍋爐給水中的溶解氧會(huì)腐蝕熱力系統(tǒng)的金屬。腐蝕產(chǎn)物在鍋爐熱負(fù)荷較高處結(jié)成銅鐵垢，使傳熱惡化，甚至造成爆管或在汽輪機(jī)高壓缸中沉積，使汽輪機(jī)效率降低。因此，經(jīng)過軟化或除鹽的補(bǔ)給水和凝結(jié)水，在進(jìn)入鍋爐之前一般都要除氧。常用的除氧方式有熱力除氧和真空除氧等，有時(shí)還輔以化學(xué)除氧。所謂熱力除氧,就是當(dāng)給水在除氧器中被加熱到沸騰時(shí),氣體在水中的溶解度降低,使氣體從水中逸出,排入大氣。按工作壓力來分,應(yīng)用較多的熱力除氧器有0.12兆帕和0.6兆帕的。熱力除氧時(shí)水必須加熱到飽和溫度，除氧水的表面積要大(如采用淋水或霧化播散裝置)，以便逸出的氣體能夠迅速地排出。真空除氧常在汽輪機(jī)凝汽器中進(jìn)行?；瘜W(xué)除氧就是在給水中添加聯(lián)胺或亞硫酸鈉，將水中含氧量進(jìn)一步減少。
四、鍋爐水處理---給水加氨和鍋內(nèi)加藥處理
經(jīng)補(bǔ)給水處理、凝結(jié)水處理和給水除氧后的鍋爐給水，一般都要求添加氨或有機(jī)胺等以提高給水的pH值，防止酸性水對(duì)金屬部件的腐蝕。對(duì)有鍋筒的鍋爐一般都要進(jìn)行鍋內(nèi)處理。處理時(shí)，在鍋筒內(nèi)投加磷酸三鈉或其他化學(xué)劑，把水中能形成水垢的鹽類雜質(zhì)變成可以在排污時(shí)排掉的泥渣，以防止或減緩水垢的形成。
鍋爐水處理的總趨勢(shì)：
①隨著化學(xué)工業(yè)的迅速發(fā)展，越來越廣泛地采用化學(xué)除鹽，以提高鍋爐給水品質(zhì)。②發(fā)展各種大容量、高流速和高效率的新型水處理設(shè)備，以降低水處理設(shè)備的投資和運(yùn)行費(fèi)用。③提高水處理設(shè)備的自動(dòng)化程度。
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