【科普】工業鍋爐水質

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工業鍋爐水質對鍋爐的安全、高效運行至關重要。以下是工業鍋爐水質的相關要求、標準以及對運行的影響：
工業鍋爐水質要求
根據國家標準GB/T 1576-2018《工業鍋爐水質》，工業鍋爐用水的主要水質要求如下：
硬度：硬度是導致鍋爐結垢的主要原因。水垢導熱性差，會導致受熱面傳熱惡化，鍋爐效率下降，燃料浪費。硬度要求非常低，通常要求接近于零。例如，額定工作壓力≤1.0 MPa的鍋爐，給水總硬度要求≤0.030 mmol/L。
堿度：適當的堿度可在金屬表面形成保護膜，抑制腐蝕，并有助于防止結硬垢。但過高堿度會導致苛性脆化、汽水共騰和加速腐蝕。堿度需要控制在合適范圍內，標準對不同壓力、不同爐型的鍋水堿度有明確上限和下限規定。
pH值：pH值直接反映水的酸堿性，是控制腐蝕的關鍵指標。給水pH值通常要求>7，一般在8.5-10.5范圍內；鍋水pH值要求更高，通常在10-12范圍內。
溶解固形物/含鹽量/電導率：高含鹽量會導致鍋水濃度過高，易引起汽水共騰，蒸汽攜帶鹽分增多，污染蒸汽品質。通過控制鍋水溶解固形物（TDS）或氯離子（Cl?）含量或電導率來管理。標準根據不同鍋爐壓力和有無過熱器規定了嚴格的上限值。
工業鍋爐水質標準
工業鍋爐水質標準適用于額定出口蒸汽壓力小于等于2.5MPa，以水為介質的固定式蒸汽鍋爐和汽水兩用鍋爐，也適用于以水為介質的固定式承壓熱水鍋爐和常壓熱水鍋爐。
工業鍋爐水質對運行的影響
結垢：不良的水質會導致鍋爐結垢，水垢導熱性差，會降低鍋爐的熱傳導效率，導致燃料浪費，還可能引起金屬過熱、鼓包、爆管等問題。
腐蝕：水質的酸堿性、溶解氧含量等會影響鍋爐的腐蝕情況。酸性水會加速氫去極化腐蝕和酸性腐蝕，而堿性過強的水可能促進腐蝕或產生苛性脆化。
汽水共騰：高堿度、高含鹽量的鍋水會引起汽水共騰，導致蒸汽品質下降，損壞過熱器和用汽設備。
蒸汽品質：高含鹽量的鍋水會使蒸汽攜帶鹽分增多，污染蒸汽品質，影響蒸汽的使用效果。
工業鍋爐水質預處理措施
為了滿足工業鍋爐的水質要求，通常需要對原水進行預處理，預處理的目標是將原水處理成符合鍋爐給水水質要求的軟化水或除鹽水。常見的預處理措施包括：
預處理：去除懸浮物、膠體、部分有機物和微生物。多介質過濾利用不同粒徑的石英砂、無煙煤等濾料，通過機械截留作用去除水中殘留的懸浮顆粒和絮體；活性炭過濾可吸附去除水中的有機物、余氯、色度和異味，保護后續的離子交換樹脂或膜元件免受氧化和污染。
軟化：去除導致結垢的鈣、鎂離子（硬度）。鈉離子交換軟化是最常用、最經濟的方法，利用鈉型陽離子交換樹脂（NaR）與水中的Ca2?、Mg2?交換，釋放出Na?，處理后的水硬度很低，但含鹽量（Na?）升高，堿度不變。

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