燃气锅炉用水管理及软水处理

安继萍

0 引言

我国地域辽阔，水质情况很复杂，较大多数是非碱性的碳酸盐型水，它的钙硬度占总硬度的70×10-2左右，含盐量为中等，硅酸盐含量在20mg/L以下，悬浮物的含量变化较大。锅炉给水的原水中可能包含的杂质有：悬浮物、胶体、有机物、无机盐、重金属离子，以及溶解气体等。如果这种水不经任何处理，一旦进入锅炉内，将会给锅炉带来非常大的危害。

1 锅炉给水中杂质和水垢对锅炉的危害

1.1 锅炉给水中杂质及其对锅炉的影响

天然水中含有各种杂质，按其颗粒大小不同，可以分为三类：悬浮物质（颗粒直径在10-4mm以上）、胶体物质（颗粒直径在10-4～10-6mm之间）、溶解物质（粒径在10-6mm以下），悬浮物、胶体、无机盐受热或超过其饱和浓度时，就会沉降析出，形成泥渣、水垢，极大影响锅炉的传热效率和锅水循环，燃料浪费、受热面损坏、锅炉燃力下降、清洗量加大。

1.2 水垢的形成及其引起的危害

1.2.1 水垢的生成

锅炉水逐渐浓缩时，溶解度小的盐类被浓缩而沉淀，作为水垢或淤渣而析出。溶解在给水中的物质中，生成水垢和淤渣的主要成分是钙、镁的硫酸盐、碳酸盐、硅酸盐及其氢氧化物等。常见的锅炉水垢主要有5种：

①碳酸盐水垢。主要成分是钙镁的碳酸盐，以碳酸钙为主，有时高达50%以上。

②硫酸盐水垢。主要成分是硫酸钙，常达50%以上。

③磷酸盐水垢。主要成分是Ca3（PO4）2。

④硅酸盐水垢。主要成分是SiO2，有时达20%以上。

⑤混合水垢。是各种水垢的混合物。

1.2.2 生成水垢对锅炉的危害

由于水垢的热传导不良，只有钢的数十分之一，因而妨碍锅炉内部的传热，降低了锅炉的蒸发能力，而且造成燃料的浪费。锅炉钢板和锅炉水管的过热，不仅引起损伤，而且水垢一般使金属表面覆盖不均匀，促进局部腐蚀，造成危险事故的突然发生，增加检修费用。

据测定，结有1毫米厚的水垢，浪费燃料10%，10千克力/厘米2的锅炉，无垢运行时，管壁温度为280℃，结有1毫米厚硅酸盐水垢后，管壁温度因热阻加大而升高至680℃，此时钢板强度由40千克力/厘米2降至10千克力/厘米2，导致锅炉压力下降，炉壁发生龟裂、鼓包、甚至炸破。结垢严重时可堵塞炉管、水路、引发停炉和锅炉爆炸等严重事故发生，停炉引起生产设备和供暖设备冻裂也时有发生。化学清洗除垢时，酸洗不当或酸洗频繁严重影响锅炉寿命，并污染环境。

2 锅炉用水管理和软水处理的重要性

锅炉用水的质量，是影响锅炉安全经济运行的重要因素。锅炉能否安全与经济运行，锅炉用水管理是非常重要的。锅炉给水不进行处理或处理不当，必然在受热面上结垢，使炉壁传热性能较低，增加燃料消耗，还会产生腐蚀、爆管，甚至引起爆炸事故。锅炉给水进行软水处理，对确保锅炉安全经济运行，提高锅炉效率，延长锅炉使用年限，节约能源具有很重要的意义。

3 锅炉软水处理

锅炉软水处理的方法有很多种，最常用的方法之一是阳离子交换法中的钠离子交换法，本文所用的软水处理使用的是001*7强酸性阳离子交换树脂。

3.1 锅炉软化水设备工作原理

由于水的硬度主要由钙、镁形成及表示，故一般多采用阳离子交换树脂，将水中的Ca2+、Mg2+（形成水垢的主要成份）置换出来，随着树脂内Ca2+、Mg2+的增加，树脂去除Ca2+、Mg2+的效能逐渐降低。当树脂吸收