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鍋爐用水按其在系統中所處位置與功能階段,可分為若干類型。原水指鍋爐補給水的水源水;補給水用于補充鍋爐及供熱系統的汽水損耗;給水系直接進入鍋爐的水,通常由補給水、回水和疏水等混合組成;鍋水則指鍋爐運行時存在于鍋爐中并吸收熱量產生蒸汽或熱水的水。不同類型的水具有各自的控制指標,但給水與鍋水的水質要求是整個水質管理體系的核心。 目前,中國鍋爐用水水質標準體系主要由兩大國家標準構成:適用于額定出口蒸汽壓力小于3.8MPa工業鍋爐的《工業鍋爐水質》(GB/T 1576—2018),以及適用于主蒸汽壓力不低于3.8MPa火力發電機組的《火力發電機組及蒸汽動力設備水汽質量》(GB/T 12145—2016)。下文將以這兩項標準為依據,系統闡述鍋爐用水的水質要求。 關鍵水質指標及標準限值 1. 硬度 硬度指水中鈣、鎂離子總量,是控制結垢的關鍵。采用鍋外化學處理的蒸汽鍋爐,給水總硬度須≤0.03 mmol/L。鍋內加藥處理時可放寬至≤4.0 mmol/L,但須加強排污。硬度超標導致水垢生成,1 mm垢層即可增加燃料消耗5%~8%,嚴重時引發爆管。 2. pH值 給水pH(25℃)不得低于7.0,鍋水pH應維持在10.0~12.0。堿性環境可在金屬表面形成Fe?O?保護膜,防止電化學腐蝕。pH過低導致酸腐蝕,過高且游離堿度高時可能誘發堿脆開裂。 3. 溶解氧 溶解氧是活躍的腐蝕介質。額定蒸發量≥6 t/h的鍋爐須配置除氧裝置。標準限值:壓力≤1.6MPa時溶解氧≤0.1 mg/L;壓力1.6~2.5MPa時≤0.05 mg/L。電站鍋爐要求更嚴,一般≤7 μg/L。氧腐蝕直接造成點蝕和鐵垢沉積。 4. 懸浮物與含油量 給水懸浮物一般≤5 mg/L(鍋內加藥處理≤20 mg/L)。含油量須≤2 mg/L。油膜降低傳熱效率,高溫下分解為有機酸加速腐蝕,并誘發汽水共騰。 5. 溶解固形物與電導率 溶解固形物反映總含鹽量,過高導致電化學腐蝕加劇及汽水共騰。無過熱器蒸汽鍋爐鍋水溶解固形物限值:壓力≤1.0MPa時≤4000 mg/L;1.0~1.6MPa時≤3500 mg/L;1.6~2.5MPa時≤3000 mg/L。實際常用電導率作為替代指標。 6. 堿度與磷酸根 采用磷酸鹽阻垢處理時,鍋水磷酸根控制在10~30 mg/L,與鈣離子形成水渣后排出。總堿度須控制適中,相對堿度(游離NaOH/溶解固形物)不得超過0.2,以防堿性脆化。 7. 含鐵量與含銅量 給水中鐵、銅離子主要來自回水系統腐蝕。燃油燃氣鍋爐給水含鐵量≤0.3 mg/L。電站鍋爐要求鐵≤10 μg/L、銅≤3 μg/L,期望值更低。 8. 二氧化硅 硅酸鹽在高壓鍋爐中具有蒸汽攜帶性,會在汽輪機葉片上沉積形成堅硬硅垢。出口蒸汽壓力3.8~18.3MPa時,蒸汽中SiO?≤20 μg/L;18.4~25.0MPa時≤15 μg/L。工業鍋爐也需通過排污和預處理加以控制。 低壓小容量鍋爐(≤4 t/h,≤1.0MPa)允許采用鍋內加藥處理,控制指標適度放寬但需加強排污。高壓電站鍋爐給水須經深度除鹽處理,各指標限值嚴于工業鍋爐數個數量級。
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