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浅析锅炉水处理的物理技术和化学技术

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浅析锅炉水处理的物理技术和化学技术

发布日期:2017-03-29 作者:中国水处理 点击:

锅炉在我国应用非常普遍,由于我国各地水质差别较大,常常会出现各种水垢引起的问题。据科学数据显示,当水垢厚度增厚时,锅炉炉壁的温度会升高,造成能源的巨大浪费。同时,炉壁温度的升高也会使锅炉强度下降,引发各种安全事故。由此可见,对锅炉水处理是具有重要的意义。本文首先阐述了锅炉水处理的目的以及不良水质对锅炉造成的危害,研究分析了几种比较常见的锅炉水处理技术,以供相关从业人员借鉴参考。

  

  关键词:锅炉水处理  目的  危害  物理技术  化学技术

  

     

  一、锅炉水处理的目的

  工业锅炉水处理的主要目的是防腐、防垢。而水中由于有着悬浮物以及盐类等杂质的存在,这些杂质经过长时间的积聚,会在锅炉的内壁形成很厚的水垢和泥渣。锅炉水处理技术就是为了通过对锅炉用水的处理,来减少锅内水垢和泥渣的结生,延长锅炉的使用寿命,提升经济效益。

  

  二、不良水质对锅炉造成的危害

  由于水中有着大量杂质的存在,这些杂质经过长时间的积累,会给锅炉造成严重的危害。锅内就会结生大量的水垢,就增加了管内水循环的阻力,破坏了正常的锅炉水循环,会引起水流堵塞和停滞,使炉管温度迅速升高,造成金属局部强度过热,引起鼓包而爆管事故。水垢太多时,要停炉清垢,进行化学清洗,这样不但影响正常供热,增加清洗费用,耗费大量人力,物力,如果清洗不当时还会使受热面遭受到损坏,降低锅炉使用寿命等等,主要表现如下几点:

  

  1、水对锅炉内壁的腐蚀。锅炉被水腐蚀是归类于电化学腐蚀的范畴,它是由水中含有的溶解氧的浓度决定的。这是造成锅炉腐蚀的罪魁祸首之一,它对锅炉最大的危害是对其进行局部腐蚀,从而造成锅炉壁厚薄不均匀,这是最危险的金属破坏形式之一。科学实验证明,这种腐蚀形式是呈波状,在温度到达之前,腐蚀率随温度的升高而加大;当温度到达70 ℃之后,随着温度的升高,腐蚀率呈现逐步下降的趋势。据相关数据显示,仅我国取暖锅炉最密集的东三省,一年报废的锅炉就多大上千台,待维修的锅炉大部分的损伤都是由水垢引起的。  

   2、结生泥渣和水垢。在未经处理的水中,存在着大量的盐类。这些盐类经常长时间的沉积,会从水中分离出来,粘附在锅炉内壁中。同时,由于锅炉中的水分子不断转化为蒸汽,剩下的杂质也会变成水垢,在炉壁上不断地沉积,导致锅炉内壁生成坚硬的水垢,如果水中含有的悬浮物很高,经过长时间的不断累积,形成了锅炉底部的泥渣,严重影响了锅炉的使用效率。

   3、燃料的严重浪费。据科学统计显示,以1.4MPa工作压力的锅炉为例,每生成1毫米水垢,多损耗的燃料就将近10%,这是一个相当巨大的数字,我国每年因锅炉水垢造成的煤炭浪费就多达400多万吨。

  4、影响锅炉的效率。如果水垢积聚在锅炉的蒸发面上,那么燃料产生的热量就会有很大一部分损失在其中,严重的甚至能够影响锅炉将近三分之一的效率,这是相当严重的损失。

  5、影响锅炉的正常使用。清除锅内淤积的泥垢和水垢,是一项比较困难的工作,不仅对于人力、财力和时间是一种相当大的浪费,对于锅炉也有着不小的损伤,从而缩短了锅炉的使用寿命,另外,因为水垢积聚而引起的安全事故,占锅炉事故的五分之一以上,严重影响了工作人员的人身安全。

 

  三、锅炉水处理的物理技术和化学技术分析

  常用的锅炉水处理技术可以在总体上分为物理技术与化学技术两种。

  1、物理技术。使用物理技术进行锅炉水处理的优点是相关的体积小、运行成本低、检修容易等。特别适合在东北地区进行热水采暖的系统,其具有相当好的防垢与除垢效果。其缺点在于不能根据锅炉的不同结构和水速等方面进行合理的调整,从而影响了锅炉的除垢效果。(1) 静电阻垢。静电水处理技术又可以称为高压静电法。它指的是以静电水处理器来对锅炉进行水处理。核心部分是一台静电水处理器。利用处理器发出的电场产生作用,增大盐类结晶微粒之间的负性,从而增加它们相互之间的排斥力,以此来阻碍结垢的形成。带负电荷的水分子将碳酸钙微晶包裹,使其互相推拒,变得进一步分散,从而阻止盐分的相互结合及水垢的积聚。它的主要优点在于费用少,日常的费用主要是由于电流产生的。这种技术既能够防止新结垢的产生,又能够使原有的陈垢逐渐脱落。(2)高频电磁场阻垢。这是在静电阻垢基础上发展起来的新技术,它的工作原理是形成一个高频的电磁场。在锅炉水经过这个磁场时,使水分子产生不断地扭曲和震动,产生共振改变原有的水分子结合形态,延阻晶体析出时间,并且变成更加细碎的颗粒,使形成的水垢比较松软,更加容易被水流带走。但这一技术在广东还没得到广泛推广,这一技术的效果是否好还有待企业来使用验证。

  2、化学技术。化学技术指的是在进行水软化的过程中通过化学反应产生新的物质。可以分为锅内处理与锅外处理两种技术。(1)锅内处理法。锅内处理法指的是向锅内添加一些化学药剂,将盐类的化学结构改变,使其生成松散的水渣随锅炉排污排掉,以防止在锅内生成硬垢。现阶段常用的药剂有磷酸三钠、氢氧化钠和碳酸钠等。这些药剂具有防止新垢生成和促进陈垢脱落的功效。采用锅内加药处理的方法,运用得当对锅炉的防垢、除垢和防腐都有很好的效果。(2)锅外处理法。锅外处理法是现阶段使用最为广泛的锅炉水处理技术。它的代表技术为离子交换法。离子交换法的工作原理是,离子交换剂中的钠离子与水中的结垢物质钙离子和镁离子进行置换出来,从而使水质得到软化,这种技术特别对于工业锅炉有着非常不错的实用效果,这一技术是本文所要重点介绍的锅炉水处理技术。因为没经过处理的锅炉用水中含有钙离子、镁离子等结垢盐类,这些含有盐类的水在锅内受热蒸发,锅水浓缩后,是造成锅内结生水垢的主要因素,所以要想有效地防止锅炉水垢的生成,就要用其它不易形成水垢的离子将水中的钙离子与镁离子盐类置换出来。离子交换法利用的就是这个原理,它利用钠离子与水中的钙、镁离子相互置换,使水得到了软化。但是利用这种方法进行水处理时,水中的钠离子含量会明显增高,增加了水的含盐量。当离子交换剂在使用一段时间之后,交换剂中的钠离子含量逐渐减少,置换效率逐渐降低甚至失去置换能力,这时就要及时对交换剂进行再生工作,恢复它的置换能力。钠离子交换剂一般都采用工业海盐来恢复它的交换能力。利用海盐中的钠离子将交换剂中的钙离子与镁离子再置换出来,从而恢复了交换剂的置换能力。采用钠离子交换的方法进行锅外水处理,能够有效地解决工业锅炉水质结垢的问题,但是它再生后排放的废液却可能对环境产生危害。因为它的再生废液会对淡水产生不良的影响,所以关于这项技术的使用一直存在着相当多的争议。

  

  结束语

  锅炉水处理技术的科学选用,能够大大地减小水垢和腐蚀给锅炉带来的危害。水处理方法采用得当,既能够保证锅炉的安全运行、延长锅炉的使用寿命和节省燃料,从而达到了节能降耗的目的。对于物理技术和化学技术的选择,最好要根据地区的实际情况进行选用。


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