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低压锅炉水处理课件低压锅炉水处理课件.ppt2.ppt2化学基本概念分子分子分子分子分子是保持原物质的一切性质的最小微粒。分子是保持原物质的一切性质的最小微粒。1 1、同种物质的分子的性质相同，不同种物质的分子、同种物质的分子的性质相同，不同种物质的分子的性质不相同。的性质不相同。纯净物：由同一种分子组成的物质，如纯水。纯净物：由同一种分子组成的物质，如纯水。混合物：由不同种分子组成的物质，如空气。混合物：由不同种分子组成的物质，如空气。2 2、一切分子都是处在不断地运动状态。、一切分子都是处在不断地运动状态。物理变化：分子不发生改变的运动形式物理变化：分子不发生改变的运动形式.化学变化：由一种分子变成另一种分子的运动形式。化学变化：由一种分子变成另一种分子的运动形式。化学基本概念原子原子原子原子原子是物质进行化学反应的最小微粒。原子是物质进行化学反应的最小微粒。1 1、分子都是由原子组成的，但有些物质不存在分、分子都是由原子组成的，但有些物质不存在分子，而是由原子直接组成。子，而是由原子直接组成。2 2、在化学反应中，一种原子不能变成另一种原子、在化学反应中，一种原子不能变成另一种原子3 3、原子是由原子核和电子组成的，原子核位于原、原子是由原子核和电子组成的，原子核位于原子的中央，电子绕原子核高速运动，原子核是由质子的中央，电子绕原子核高速运动，原子核是由质子和中子构成的，原子核带正电，电子带负电。子和中子构成的，原子核带正电，电子带负电。化学基本概念元素元素元素元素 元素是具有相同核电荷数的同一类原子总称。元素是具有相同核电荷数的同一类原子总称。1 1、单质和化合物、单质和化合物单质：由同一种元素组成的物质。如氧气、铁等单质：由同一种元素组成的物质。如氧气、铁等化合物：由不同元素组成的物质。如水、二氧化碳等化合物：由不同元素组成的物质。如水、二氧化碳等2 2、元素符号、元素符号（1 1）元素符号的写法，用单字母表示的元素符号一定要大）元素符号的写法，用单字母表示的元素符号一定要大写，例如硫用写，例如硫用s s；用双字母表示的元素符号，第一个字母；用双字母表示的元素符号，第一个字母要大写，第二个字母要小写要大写，第二个字母要小写,例如铁用例如铁用Fe.Fe.(2)(2)元素符号的意义元素符号的意义1)1)表示一种元素表示一种元素2 2）表示这种元素的一个原子）表示这种元素的一个原子3 3）表示这种元素的原子量）表示这种元素的原子量 化学基本概念溶液的溶液的PH值值在化学上采用浓度的负对数来表示溶液的酸碱度，叫作溶液的PH值在中性溶液中：PH在酸性溶液中：PH在碱性溶液中：PH练习练习、什么叫分子？说明物理变化和化学变化有何、什么叫分子？说明物理变化和化学变化有何不同？不同？2 2、什么叫原子？原子是由哪些微粒组成的？、什么叫原子？原子是由哪些微粒组成的？3 3、纯净物和混合物，单质和化合物在组成上有何、纯净物和混合物，单质和化合物在组成上有何不同？不同？4 4、指出下列物质中哪些是单质，哪些是化合物？、指出下列物质中哪些是单质，哪些是化合物？（1 1）铜）铜 （）（）（2 2）氧气（）氧气（）（3 3）硫酸）硫酸 （）（4 4）石墨（）石墨（）（）生石灰（）（）生石灰（）（）氨气（）氨气（）锅炉水处理锅炉水处理 第一节第一节 锅炉及其水汽质量标准锅炉及其水汽质量标准 第二节第二节 锅炉水处理锅炉水处理 第三节第三节 锅炉的腐蚀与防护锅炉的腐蚀与防护 第四节第四节 锅炉的化学清洗锅炉的化学清洗第一节第一节 锅炉及其水汽质量标准锅炉及其水汽质量标准一、锅炉的基本组成及其工作过程二、锅炉水汽质量标准三、低压锅炉水质标准四、中、高压锅炉的水汽质量标准一、锅炉的基本组成及其工作过程锅炉是一种产生蒸汽的换热设备。锅炉是一种产生蒸汽的换热设备。锅炉的中心任务：安全可靠、经济有效地把燃料中的化学锅炉的中心任务：安全可靠、经济有效地把燃料中的化学能转换为蒸汽的热能。能转换为蒸汽的热能。锅炉的分类：锅炉的分类：锅炉的分类：锅炉的分类：按按用途用途用途用途：工业锅炉、船舶锅炉、电站锅炉等；：工业锅炉、船舶锅炉、电站锅炉等；按按蒸汽压力蒸汽压力蒸汽压力蒸汽压力：低压、中压、高压、亚临界压力、超临：低压、中压、高压、亚临界压力、超临界压力锅炉；界压力锅炉；按按燃料燃料燃料燃料：燃煤、燃油、燃气锅炉；：燃煤、燃油、燃气锅炉；按按燃烧方式燃烧方式燃烧方式燃烧方式：火床炉、煤粉炉、沸腾炉等；：火床炉、煤粉炉、沸腾炉等；按按水汽流动情况水汽流动情况水汽流动情况水汽流动情况：自然循环锅炉、强制循环锅炉和直：自然循环锅炉、强制循环锅炉和直流锅炉。流锅炉。1.锅炉的基本组成一般分两部分：一般分两部分：锅炉本体锅炉本体锅炉本体锅炉本体：保证燃料（煤、气、油）充分燃烧，同时产：保证燃料（煤、气、油）充分燃烧，同时产生合格的蒸汽。生合格的蒸汽。辅助装置辅助装置辅助装置辅助装置：保证连续可靠地供给锅炉合格的燃料、空气：保证连续可靠地供给锅炉合格的燃料、空气和水，并将燃料燃烧后所产生的灰渣和烟气排出。和水，并将燃料燃烧后所产生的灰渣和烟气排出。（1）锅炉的水汽系统A.水冷壁:炉膛四周炉膛四周,管径管径=50=5080mm-80mm-吸收吸收炉膛中高温烟气辐射传来的热量炉膛中高温烟气辐射传来的热量,保护炉墙保护炉墙.B.锅筒:长圆筒形长圆筒形,管径管径=50=5080mm,80mm,下降管、下降管、水冷壁管胀接在锅筒下半部。过热器管胀接在水冷壁管胀接在锅筒下半部。过热器管胀接在上半部。蒸汽和水在锅筒中分离。上半部。蒸汽和水在锅筒中分离。C.过热器:=50=5080mm80mm蛇形管组成蛇形管组成,加热蒸汽加热蒸汽为过饱和蒸汽为过饱和蒸汽,以减少供热管内的冷凝损失或提以减少供热管内的冷凝损失或提高电站的效率高电站的效率.D.省煤器:平行的蛇形管组成平行的蛇形管组成,=50,=5080mm80mm，加热给水以提高温度，也提高效率。加热给水以提高温度，也提高效率。（2）锅炉的燃烧系统 室燃炉/煤粉炉A.A.炉膛炉膛:燃料与可燃气体燃烧的空间，又称燃烧室。炉膛或燃料与可燃气体燃烧的空间，又称燃烧室。炉膛或烟道用炉墙密封，以隔绝火焰和烟气与外界大气，起保温烟道用炉墙密封，以隔绝火焰和烟气与外界大气，起保温作用。作用。B.B.燃烧器燃烧器:保证燃料进入炉膛后能迅速着火和完全燃烧保证燃料进入炉膛后能迅速着火和完全燃烧,并使并使火焰很好地充满整个炉膛容积火焰很好地充满整个炉膛容积.C.C.空气预热器空气预热器:在锅炉出口，对空气进行预热，既利用了排出在锅炉出口，对空气进行预热，既利用了排出烟气的热量，又可改善燃烧。烟气的热量，又可改善燃烧。（3）锅炉的辅助组成磨煤装置：将原煤磨制成合格的煤粉，并用热风将煤磨煤装置：将原煤磨制成合格的煤粉，并用热风将煤粉经一次风管送至燃烧器供炉膛燃烧。粉经一次风管送至燃烧器供炉膛燃烧。送风装置：将冷空气送至预热器加热，供给燃料燃烧送风装置：将冷空气送至预热器加热，供给燃料燃烧和输送煤粉所用的空气。和输送煤粉所用的空气。引风装置：将炉子中排出的烟气排到大气中去。引风装置：将炉子中排出的烟气排到大气中去。给水装置：包括给水泵、给水管道及水处理设备。给水装置：包括给水泵、给水管道及水处理设备。燃料供应装置：将燃料由储煤场送到锅炉房，包括装卸和燃料供应装置：将燃料由储煤场送到锅炉房，包括装卸和运输机械等。运输机械等。除灰装置：从锅炉中除去灰渣并送出电厂。除灰装置：从锅炉中除去灰渣并送出电厂。除尘装置：除去锅炉烟气中的飞灰，改善环境卫生。布置除尘装置：除去锅炉烟气中的飞灰，改善环境卫生。布置在锅炉与引风机之间，有布袋式、机械式、水膜式及电除在锅炉与引风机之间，有布袋式、机械式、水膜式及电除尘器。尘器。自动控制与仪表：包括热工仪表及自动控制设备。自动控制与仪表：包括热工仪表及自动控制设备。2 锅炉的工作过程 包括三个同时进行的过程：包括三个同时进行的过程：A.A.燃料的燃烧过程燃料的燃烧过程 B.B.烟气向水、汽的传热过程烟气向水、汽的传热过程 C.C.水的汽化过程水的汽化过程 A.A.燃料的燃烧过程燃料的燃烧过程 煤粉在高温下释放出挥发分，挥发分燃烧完后，焦炭才煤粉在高温下释放出挥发分，挥发分燃烧完后，焦炭才开始点燃。焦炭和氧接触后首先在表面气化产生开始点燃。焦炭和氧接触后首先在表面气化产生COCO和和COCO2 2，COCO2 2和介质中的水汽使焦炭气化，从而使固体焦炭转变为气和介质中的水汽使焦炭气化，从而使固体焦炭转变为气体状态加速燃烧过程。燃烧反应由缓慢的表面反应转变为迅体状态加速燃烧过程。燃烧反应由缓慢的表面反应转变为迅速的速的空间反应空间反应空间反应空间反应。燃烧反应主要是反应物和中间活性物起反应。燃烧反应主要是反应物和中间活性物起反应。燃料完全燃烧的三个条件燃料完全燃烧的三个条件:温度、空气、混合和时间。温度、空气、混合和时间。B.B.烟气向水、汽的传热过程烟气向水、汽的传热过程 生成的高温火焰和烟气通过辐射传递热量给四周的水生成的高温火焰和烟气通过辐射传递热量给四周的水冷壁，水冷壁以对流的方式将热量传给管内的水。烟气还冷壁，水冷壁以对流的方式将热量传给管内的水。烟气还流经过热器、再热器、省煤器及空气预热器等，温度逐渐流经过热器、再热器、省煤器及空气预热器等，温度逐渐降低。降低。水冷壁管内水温上升，逐渐吸热、汽化，产生水蒸气，水冷壁管内水温上升，逐渐吸热、汽化，产生水蒸气，经汽水分离器后进入过热器。经汽水分离器后进入过热器。C.C.水的汽化过程水的汽化过程 给水经水泵、除氧、加热后进入省煤器。在省煤器给水经水泵、除氧、加热后进入省煤器。在省煤器中被加热进入汽锅。水沿下降管、下联箱进入水冷壁吸热中被加热进入汽锅。水沿下降管、下联箱进入水冷壁吸热汽化形成汽水混合物进入汽锅。蒸汽经分离器进入过热器汽化形成汽水混合物进入汽锅。蒸汽经分离器进入过热器加热。加热。3 锅炉的水循环 在自然循环锅炉的蒸发部分中，工质的流动是借于在自然循环锅炉的蒸发部分中，工质的流动是借于自然推力自然推力自然推力自然推力水和汽水混合物的密度差。水和汽水混合物的密度差。水和汽水混合物的密度差。水和汽水混合物的密度差。水循环系统的要求：水循环系统的要求：选用合适的水冷壁和下降管选用合适的水冷壁和下降管合理布置水冷壁合理布置水冷壁下降管布置在炉壁外完全不受热下降管布置在炉壁外完全不受热4 锅炉的基本参数 锅锅炉炉的的作作用用是是产产生生一一定定数数量量和和参参数数的的蒸蒸汽汽，在在锅锅炉炉的的规规范范中中，以以单单位位时时间间内内产产生生的的蒸蒸汽汽量量和所产生的蒸汽的参数来表示锅炉的基本参数。和所产生的蒸汽的参数来表示锅炉的基本参数。蒸发量（蒸发量（(t/h):(t/h):每小时所产生蒸汽的吨数。每小时所产生蒸汽的吨数。额定蒸发量：在规定的出口压力、温度和保证效率下长时期额定蒸发量：在规定的出口压力、温度和保证效率下长时期内能维持正常工作的最大蒸发量，也称最大长期蒸发量；内能维持正常工作的最大蒸发量，也称最大长期蒸发量；经济蒸发量：锅炉机组具有最高效率时的蒸发量，一般为额经济蒸发量：锅炉机组具有最高效率时的蒸发量，一般为额定蒸发量的定蒸发量的757580%80%。蒸汽锅炉容量蒸汽锅炉容量D D：每小时所产生的额定蒸汽量，：每小时所产生的额定蒸汽量，t/ht/h。采暖锅炉容量采暖锅炉容量Q Q：每小时产生的额定产热量，：每小时产生的额定产热量，MWMW。蒸汽的参数：指锅炉出口处（即过热器出口）蒸汽的额定压蒸汽的参数：指锅炉出口处（即过热器出口）蒸汽的额定压力力(MPa)(MPa)和温度和温度(）。）。低压锅炉低压锅炉 蒸汽压力蒸汽压力2.5MPa,2.5MPa,蒸汽温度蒸汽温度400400；中压锅炉中压锅炉 蒸汽压力蒸汽压力2.62.66.0MPa,6.0MPa,蒸汽温度蒸汽温度400400450450；高压锅炉高压锅炉 蒸汽压力蒸汽压力6 614MPa,14MPa,蒸汽温度蒸汽温度460460540540；超高压锅炉超高压锅炉 蒸汽压力蒸汽压力14MPa,14MPa,蒸汽温度蒸汽温度540540570570；亚临界压力锅炉亚临界压力锅炉 蒸汽压力蒸汽压力171718MPa,18MPa,蒸汽温度蒸汽温度540540570570返回二、锅炉水、汽质量标准 使使用用合合格格要要求求的的水水质质，是是锅锅炉炉能能够够安安全全、经经济济、可可靠靠而而稳稳定定运运行行以以及及产产出出合合格格蒸蒸汽汽或或热热水水的前提。水质不良会导致锅炉损坏。的前提。水质不良会导致锅炉损坏。1 锅炉用水名称原水：生水，未经任何处理的天然水或城市自来水，作原水：生水，未经任何处理的天然水或城市自来水，作为锅炉补给水的水源。为锅炉补给水的水源。锅炉补给水：经处理后用来锅炉补给水：经处理后用来补充补充锅炉汽水损失的水。根锅炉汽水损失的水。根据处理工艺有：据处理工艺有：澄清水：去除了原水中悬浮杂质的水；澄清水：去除了原水中悬浮杂质的水；软化水：去除了原水中钙镁离子的水；软化水：去除了原水中钙镁离子的水；除盐水：去除了原水中盐类离子的水；除盐水：去除了原水中盐类离子的水；凝结水：锅炉产生的蒸汽用于汽轮机作功后，经冷却水冷凝成凝结水：锅炉产生的蒸汽用于汽轮机作功后，经冷却水冷凝成的水，以及石化生产过程中经分离后蒸汽冷凝的水。的水，以及石化生产过程中经分离后蒸汽冷凝的水。给给水水：送送进进锅锅炉炉的的水水。有有汽汽轮轮机机的的凝凝结结水水、补补给给水水、生生产产返回水和各种热力设备的疏水等。返回水和各种热力设备的疏水等。锅锅水水：在在锅锅炉炉本本体体的的蒸蒸发发系系统统中中流流动动的的受受热热沸沸腾腾而而产产生生蒸蒸汽的水。汽的水。排排污污水水：为为了了保保证证锅锅水水在在一一定定浓浓度度范范围围内内运运行行，从从而而防防止止锅锅炉炉结结垢垢和和改改善善蒸蒸汽汽品品质质，需需从从汽汽锅锅中中排排放放掉掉一一部部分分锅锅水水，以以排排走走由由给给水水带带入入的的盐盐分分和和锅锅内内的的沉沉渣渣，这这部部分分排排出出的的锅锅水称为排污水。水称为排污水。疏水：各种蒸汽管道和各种热力设备中的蒸汽凝结水。疏水：各种蒸汽管道和各种热力设备中的蒸汽凝结水。减减温温水水：调调节节过过热热器器出出口口蒸蒸汽汽在在允允许许范范围围内内，以以保保证证过过热热器器管管壁壁温温度度不不超超过过允允许许的的工工作作温温度度，而而采采用用混混合合减减温温时时引引入的水。入的水。2 用水水质不良对锅炉的危害形成水垢形成水垢导致锅炉受热面金属的损坏，降低锅炉使用寿命；导致锅炉受热面金属的损坏，降低锅炉使用寿命；减少受热管内流通截面，增加管内水循环的流动阻力；减少受热管内流通截面，增加管内水循环的流动阻力；降低热效率，增加煤耗量或降低锅炉出力；降低热效率，增加煤耗量或降低锅炉出力；增加化学清洗次数，多消耗化学清洗药剂；增加化学清洗次数，多消耗化学清洗药剂；导致金属腐蚀。导致金属腐蚀。导致锅炉金属腐蚀导致锅炉金属腐蚀 锅水中游离氢氧化钠过高或锅水中游离氢氧化钠过高或pHpH低，又含有较多中性低，又含有较多中性盐的情况下会导致金属腐蚀。盐的情况下会导致金属腐蚀。易使蒸汽品质恶化易使蒸汽品质恶化 锅水含盐量高会发生汽水工腾现象，污染蒸汽。在锅水含盐量高会发生汽水工腾现象，污染蒸汽。在压力较高的锅炉中，硅等会选择性地溶解在蒸汽中。压力较高的锅炉中，硅等会选择性地溶解在蒸汽中。3 锅炉水汽质量标准低压锅炉水质质量标准低压锅炉水质质量标准水力发电机组及蒸汽动力设备水气质量标准水力发电机组及蒸汽动力设备水气质量标准 废热锅炉的水质标准废热锅炉的水质标准第二二节 锅炉水处理 锅炉用水锅炉用水外界水，杂质：外界水，杂质：a.a.肉眼可见：泥沙、粘土等悬浮物，肉眼可见：泥沙、粘土等悬浮物，d 10-4mmd 10-4mm，可过滤，可过滤分离。分离。b.b.肉眼不可见：胶体物质（分子离子的集合体），肉眼不可见：胶体物质（分子离子的集合体），d=10-d=10-610-4mm610-4mm不能过滤分离。不能过滤分离。溶解物质（离子）及气体，溶解物质（离子）及气体，d 10-6mmd 饱和极限时析出的离子的含量，饱和极限时析出的离子的含量，=非碳酸盐硬度非碳酸盐硬度H=HH=HT T+H+HFTFT 2.2.碱度碱度A A：水中能接受：水中能接受H+H+物质的量，物质的量，eg.OHeg.OH-、HCOHCO3 3-、COCO3 32-2-等若酸盐，等若酸盐，mmol/lmmol/l；什么是相对碱度？什么是相对碱度？H HT T属于可见碱度属于可见碱度 NaNa+盐碱度与盐碱度与H HFTFT不能共存不能共存eg.Naeg.Na2 2COCO3 3(NaOH)+CaSO(NaOH)+CaSO4 4 3.pH 3.pH值：值：酸碱性指标自然水：酸碱性指标自然水：68.568.5；给水：；给水：7 7；锅水：；锅水：101210124.4.溶解氧：控制溶解气体对受热面的腐蚀，溶解氧：控制溶解气体对受热面的腐蚀，mg/l mg/l 控制亚硫控制亚硫酸根的浓度酸根的浓度5.5.锅水含盐量：水中各种盐类含量的总和，影响蒸汽带水的锅水含盐量：水中各种盐类含量的总和，影响蒸汽带水的指标，指标，mg/Lmg/L二、给水的软化处理1.NaNa+离子交换软化离子交换软化2.2.(用比用比CaCa2+2+、MgMg2+2+离子更活泼的离子将其置换，使水软化）离子更活泼的离子将其置换，使水软化）3.离子交换剂离子交换剂阳离子阳离子+阴离子阴离子R-R-4.4.有有NaNa+、H H+、NHNH4 4+等阳离子，等阳离子，复合阴离子根复合阴离子根,为不溶为不溶5.5.置换水中的结垢离子置换水中的结垢离子 于水的高分子化合物，于水的高分子化合物，6.6.egeg.合成树脂合成树脂(2)(2)特点特点A.可除硬度可除硬度=可软化可软化B.不能除碱不能除碱C.软水的含盐量略有上升软水的含盐量略有上升D.(3)(3)交换剂再生交换剂再生E.用用NaClNaCl溶液溶液(58%)(58%)流经失效的交换剂层，还原流经失效的交换剂层，还原F.G.实际用量实际用量=（1.21.71.21.7）理论用量）理论用量2.2.NaNa+交交换换设设备备（固固定定床床）交交换换剂剂层层固固定定不不动动，原原水水由由上上而而下下流流经经交交换换剂剂层层筒筒体交换剂体交换剂(1)(1)顺顺流流式式再再生生再再生生液液由由上向下流经交换剂层上向下流经交换剂层 运行步骤运行步骤运行步骤运行步骤:(1)软化：原水由上而下软化：原水由上而下(2)(2)(2)反反洗洗：原原水水由由下下而而上上，松松动动交交换换剂剂层层，带带出出层层内内杂质杂质(3)(3)(3)再再生生（还还原原）：盐盐液液由由上上而而下下，恢恢复复交交换换剂剂软软化能力化能力(4)(4)(4)正正洗洗：原原水水由由上上而而下下，消消除除残残余余再再生生液液和和再再生生生生成物成物特点特点特点特点:1)运行具有周期性，间断性出水，至少运行具有周期性，间断性出水，至少2 2个交换罐切换使个交换罐切换使用，或用，或1 1个交换器：软水箱容量足够维持交换器个交换器：软水箱容量足够维持交换器“反洗反洗再生再生正洗正洗”时间内的锅炉用水量，时间内的锅炉用水量，2)3)4)传统系统图传统系统图5)2)2)下层交换剂层再生程度低下层交换剂层再生程度低（为什么？）（为什么？）(2)2)逆流式再生逆流式再生再生液由下向再生液由下向上流经交换剂层（下层交换剂上流经交换剂层（下层交换剂再生效果好，出水品质好）防再生效果好，出水品质好）防止交换剂层乱层：止交换剂层乱层：a a a a中间排水装置中间排水装置b b 压实层（失效树脂）压实层（失效树脂）c c 加顶压（压缩空气）加顶压（压缩空气）运行步骤：运行步骤：a a a a软化软化 b b 小反洗小反洗c c 排水排水 d d顶压顶压f f 再生再生 g g 逆流冲洗逆流冲洗h h h h小反洗小反洗 i i 正洗正洗 3 H-Na 3 H-Na离子交换除碱离子交换除碱三、水的除气1.原理原理气体溶解定律气体溶解定律:亨利定律（气体在水中的溶解亨利定律（气体在水中的溶解度与该气体在汽水界面上的分压成正比）度与该气体在汽水界面上的分压成正比）2.除气设备除气设备1)热力除氧器热力除氧器2)运行原理：通过加热使水沸腾，使溶于水中的气体运行原理：通过加热使水沸腾，使溶于水中的气体3)解析出来。解析出来。4)结构：除氧头（脱气塔）结构：除氧头（脱气塔）+除氧水箱（贮水箱）除氧水箱（贮水箱）淋水盘式喷雾填料式四四四四 排排排排 污污污污1 1 目的：排出锅水中沉积物和过多的碱量、盐量，避免化目的：排出锅水中沉积物和过多的碱量、盐量，避免化 学腐蚀学腐蚀2 2 方式：定期排污排出沉淀物，布置于锅筒、集箱底方式：定期排污排出沉淀物，布置于锅筒、集箱底 部。部。连续排污排出盐分、碱分，布置于锅筒最低水连续排污排出盐分、碱分，布置于锅筒最低水 位下方（一般可利用排污水热量后再排污）位下方（一般可利用排污水热量后再排污）第三节 锅炉的腐蚀与防护一一 给水系统的腐蚀及防止给水系统的腐蚀及防止二二 汽包锅炉水汽系统的腐蚀、结垢及防止汽包锅炉水汽系统的腐蚀、结垢及防止三三 锅炉化学清洗锅炉化学清洗一 给水系统的腐蚀及防止（一）给水系统的腐蚀（二）给水系统腐蚀的防止（一）给水系统的腐蚀 给水系统中流动的水虽然较纯净，但其中含有O2和CO2，这两种气体是引起给水系统中金属腐蚀的主要因素。1 溶解氧(DO)腐蚀腐蚀特征腐蚀特征 给水系统发生氧腐蚀时，表面形成许多小型鼓包，直给水系统发生氧腐蚀时，表面形成许多小型鼓包，直径不一，称之为溃疡腐蚀，鼓包颜色由黄褐色至砖红色不径不一，称之为溃疡腐蚀，鼓包颜色由黄褐色至砖红色不等，次层则是黑色粉末状物，这些均为腐蚀产物，主要是等，次层则是黑色粉末状物，这些均为腐蚀产物，主要是铁的氧化物。铁的氧化物。腐蚀部位腐蚀部位 如如果果除除氧氧工工作作不不善善，在在给给水水管管道道和和省省煤煤器器中中常常能能看看到到这种腐蚀形态。这种腐蚀形态。凝凝结结水水系系统统不不易易发发生生氧氧腐腐蚀蚀。虽虽然然凝凝汽汽器器汽汽侧侧是是在在负负压压运运行行，总总有有少少量量空空气气漏漏入入，使使凝凝结结水水中中含含有有微微量量氧氧，但但凝凝结结水水的的含含氧氧量量一一般般小小于于50g/L50g/L，而而且且温温度度低低，含含盐盐量量小小，微量氧不致引起严重的腐蚀。微量氧不致引起严重的腐蚀。2 游离CO2的腐蚀腐蚀特征 钢材受游离CO2腐蚀而生成的腐蚀产物都是可溶的，所以其特征是金属均匀地变薄，这种腐蚀虽不致很快引起金属的严重损伤，但大量腐蚀产物进入锅内会引起锅内结垢和腐蚀等问题腐蚀部位腐蚀部位 热热力力设设备备汽汽水水系系统统中中的的二二氧氧化化碳碳来来源源于于补补给给水水和和漏漏入入汽汽轮轮机机凝凝结结水水中中的的冷冷却却水水带带入入的的碳碳酸酸化化合合物物，碳碳酸酸化化合合物物进进入入锅锅内内会会全全部部发发生生分分解解，生生成成COCO2 2：2HCO 2HCO3 3-COCO2 2 H H2 2O OCOCO3 32-2-CO CO3 32-2-H H2 2O O CO CO2 2 2OH2OH-在在热热力力系系统统中中，最最易易发发生生COCO2 2腐腐蚀蚀的的部部位位是是凝凝结结水水系系统统，由由于于凝凝结结水水较较纯纯，只只要要含含少少量量COCO2 2，其，其pHpH值值就会就会显显著降低。著降低。3 同时有溶解氧和游离CO2的腐蚀 在给水系统中，若同时含有在给水系统中，若同时含有O O2 2和和COCO2 2，钢的腐，钢的腐蚀会更严重，这是由于蚀会更严重，这是由于O O2 2的电极电位高，易形成阴的电极电位高，易形成阴极，侵蚀性强；极，侵蚀性强；CO CO2 2具有酸性，破坏保护膜。这种具有酸性，破坏保护膜。这种腐蚀的特征是金属表面往往没有腐蚀产物，但腐蚀腐蚀的特征是金属表面往往没有腐蚀产物，但腐蚀速度很快。速度很快。在凝结水和疏水系统都可能发生在凝结水和疏水系统都可能发生O O2 2和和COCO2 2同时存在同时存在的腐蚀。而对于给水泵，因其是除氧器后第一个设的腐蚀。而对于给水泵，因其是除氧器后第一个设备，所以当除氧不彻底时更易发生这类腐蚀。备，所以当除氧不彻底时更易发生这类腐蚀。（二）给水系统腐蚀的防止 为了防止给水系统的腐蚀，通常采用的方法是除去给水中溶解氧并提高pH，这种方法称之为“给水碱性水规范给水碱性水规范”。1热力除氧除氧原理除氧原理 由由亨亨利利定定律律可可知知，气气体体在在水水中中的的溶溶解解度度与与此此气气体体在在气气水水界界面面上上的的分分压压成成正正比比，所所以以，水水温温升升至至沸沸点点，气气水水界界面面上上水水蒸蒸气气分分压压增增大大而而其其他他气气体体减减小小甚甚至至为为0 0，这这时时水水中中原原有有的各种溶解气体都分离出来。的各种溶解气体都分离出来。热热力力除除氧氧器器不不仅仅能能除除去去水水中中溶溶解解氧氧，而而且且可可除除去去其其他他溶溶解解气气体体如如游游离离COCO2 2，而而且且还还会会使使水水中中HCOHCO3 3-发发生生分分解解，这这是因为除去了游离是因为除去了游离COCO2 2，下述平衡被打破：，下述平衡被打破：2HCO 2HCO3 3-COCO2 2 H H2 2O OCOCO3 32-2-运行注意事项水应加热至沸点水应加热至沸点解吸出来的气体应能通畅地排走解吸出来的气体应能通畅地排走送入的补给水量应稳定送入的补给水量应稳定并列运行的各台除氧器负荷应均匀并列运行的各台除氧器负荷应均匀 2 化学除氧 热力除氧后，给水中DO可降至7g/L以下，仍能引起相当严重的腐蚀，因此要用化学法消除水中的残氧。（1）联 胺除氧原理除氧原理 联胺是一种还原剂，可将水中联胺是一种还原剂，可将水中DODO还原还原N N2 2H H4 4O O2 2N N2 22H2H2 2O O 反应产物反应产物N N2 2和和H H2 2O O对热力系统没有任何害处。对热力系统没有任何害处。除了与除了与O2O2反应外，联胺在高温（反应外，联胺在高温（200200以上）水中可以上）水中可将将FeFe2 2O O3 3、CuOCuO等还原，等还原，6 Fe6 Fe2 2O O3 3 N N2 2H H4 4 4 4 Fe Fe3 3O O4 4N N2 2 2H 2H2 2O O2 Fe2 Fe3 3O O4 4 N N2 2H H4 4 6 6 FeOFeO N N2 2 2H 2H2 2O O2 FeO 2 FeO N N2 2H H4 4 2 2Fe Fe N N2 2 2H 2H2 2O O4 CuO 4 CuO N N2 2H H4 4 2 2 CuCu2 2O O N N2 2 2H 2H2 2O O2 Cu2 Cu2 2O O N N2 2H H4 4 4 4Cu Cu N N2 2 2H 2H2 2O O 联胺的这些性质可以用来防止锅内结铁垢和铜垢联胺的这些性质可以用来防止锅内结铁垢和铜垢除氧条件必须使水有足够的温度必须使水有足够的温度 温温度度越越高高，反反应应越越快快，温温度度低低于于5050，联联胺胺与与O O2 2反反应应速速度度很很慢慢；温温度度高高于于100 100 时时，反反应应已已明明显显加快；温度大于加快；温度大于150 150，反应速度很快。，反应速度很快。必须使水维持一定的必须使水维持一定的pHpH 联联胺胺必必须须在在碱碱性性水水中中才才能能是是强强还还原原剂剂，它它与与O O2 2的的反反应应速速度度与与水水的的pHpH密密切切相相关关，pHpH在在9 91111时时，反应速度最大。反应速度最大。必须使水中必须使水中N N2 2H H4 4有足够的剩余量有足够的剩余量 在在pHpH和和温温度度相相同同时时，N N2 2H H4 4过过剩剩量量越越大大，反反应应速速度度越越快快，除除氧氧所所需需时时间间越越少少，但但不不宜宜过过多多，否则可能使未反应否则可能使未反应N N2 2H H4 4进入蒸气。进入蒸气。综综上上所所述述，联联胺胺除除氧氧的的合合理理条条件件为为：150150以以上上的的温温度度，pHpH为为9 91111的的碱碱性性介介质质和和适适当当的的N N2 2H H4 4过剩量。过剩量。加药药品药品 通常使用的联胺是通常使用的联胺是4040的的N N2 2H H4 4HH2 2O O溶液溶液加药量加药量 N N2 2H H4 4的的加加药药量量通通常常按按从从省省煤煤器器入入口口所所采采得得的的给给水水水水样样中中剩剩余余N N2 2H H4 4含含量量来来控控制制。一一般般地地，给给水水中过剩中过剩N N2 2H H4 4含量可控制在含量可控制在202050g/L50g/L。加药点加药点 N N2 2H H4 4大大都都加加在在给给水水泵泵的的低低压压侧侧，即即除除氧氧器器出出口处，以有利于药液和水的混合。口处，以有利于药液和水的混合。（2）亚硫酸钠除氧原理除氧原理 Na Na2 2SOSO3 3也是一种还原剂，能与水中也是一种还原剂，能与水中DODO反应：反应：2 Na 2 Na2 2SOSO3 3 O O2 22 2 NaNa2 2SOSO4 4 由上式可见，由上式可见，Na Na2 2SOSO3 3除氧会增加水中含盐量。除氧会增加水中含盐量。除氧的技术问题影响反应速度的因素影响反应速度的因素 NaNa2 2SOSO3 3与与氧氧的的反反应应速速度度不不仅仅受受温温度度、NaNa2 2SOSO3 3过过剩剩量量的的影影响响，而而且且与与水水中中其其他他物物质质的的催催化化或或阻阻化化作作用用有有关关。温温度度越越高高，反反应应速速度度越越快快，NaNa2 2SOSO3 3过过剩剩量量越越大大，反反应应速速度度越越快快。CaCa2+2+、MgMg2+2+、MnMn2+2+、CuCu2+2+等等对对除除氧氧反反应应有有催催化化作作用，而有机物和用，而有机物和SOSO4 42-2-会减慢其反应速度。会减慢其反应速度。Na2SO3的分解 溶液在高温时可能发生分解，溶液在高温时可能发生分解，4 Na 4 Na2 2SOSO3 3 3 3 NaNa2 2SOSO4 4 NaNa2 2S S （a a）Na Na2 2S S2H2H2 2O O 2 2NaOHNaOH H H2 2S S （b b）Na Na2 2SOSO3 3 H H2 2O O 2 2NaOHNaOHSOSO2 2 （c c）如如，当当锅锅内内压压力力为为10.78MPa10.78MPa时时，NaNa2 2SOSO3 3会会发发生生 （c c）式式的的分分解解反反应应，产产生生SOSO2 2等等气气体体进进入入蒸蒸气气。当当SOSO2 2和和H H2 2S S等等气气体体进进入入汽汽轮轮机机后后就就会会腐腐蚀蚀汽汽轮轮机机叶叶片片、凝凝汽汽器器等等。因因此此，NaNa2 2SOSO3 3除除氧氧只只能能用用在在中中低低压压锅锅炉炉，高高压压锅锅炉炉不不能能使使用用NaNa2 2SOSO3 3除氧，可用除氧，可用N N2 2H H4 4。（3）催化联胺催化联胺就是在联胺中添加了催化剂，大大提高催化联胺就是在联胺中添加了催化剂，大大提高了了N N2 2H H4 4和和O O2 2的反应速度，尤其是在水温较低时。的反应速度，尤其是在水温较低时。催化联胺中的催化剂大都是有机化合物，主要是催化联胺中的催化剂大都是有机化合物，主要是以下几类：醌的化合物、芳胺和醌的混合物、以下几类：醌的化合物、芳胺和醌的混合物、1-1-苯基苯基-3-3-吡唑烷酮、对氨基苯酚等，一般添加量极吡唑烷酮、对氨基苯酚等，一般添加量极其微小。其微小。催化联胺在国外应用较为普遍。催化联胺在国外应用较为普遍。（4）有机除氧剂碳酰肼碳酰肼 碳酰肼是联胺和碳酰肼是联胺和COCO2 2的衍生物，的衍生物，除氧反应与除氧反应与N N2 2H H4 4相似，但反应分两步，相似，但反应分两步，(N(N2 2H H3 3)2 2COCOH H2 2O O 2N2N2 2H H4 4COCO2 2N N2 2H H4 4O O2 2N N2 22H2H2 2O O肟类除氧剂 如甲基乙基酮肟、丙酮肟、乙醛肟等。其除氧反应，除此之外，肟类除氧剂还是金属钝化剂，他们与Fe2O3、CuO反应生成保护性氧化物，防止金属腐蚀，2R2R1 1R R2 2CNOHCNOH6 6FeFe2 2O O3 32R2R1 1R R2 2COCO4Fe4Fe3 3O O4 4N N2 2O OH H2 2O O2R2R1 1R R2 2CNOHCNOH4CuO4CuO 2R2R1 1R R2 2COCO2 2CuCu2 2O ON N2 2O OH H2 2O O异抗坏血酸异抗坏血酸 也是一种强还原剂，有除氧作用及钝化作用也是一种强还原剂，有除氧作用及钝化作用羟胺类化合物羟胺类化合物 如二乙基羟胺，是一种强还原剂，与如二乙基羟胺，是一种强还原剂，与O O2 2反应速度反应速度比比N N2 2H H4 4更快。更快。3 调节给水的pH值 随着水的pH值增大，钢铁的腐蚀明显减少。若单从钢铁考虑，给水的pH值应高于9，但在pH9时，铜的腐蚀增大，所以全面考虑一般把给水的pH值调节在8.99.3的范围，调节方法是加氨或胺。（1）给水氨处理氨处理原理 NH3具有不会受热分解和易挥发的性能。NH3调节pH的原理是NH3可与水中CO2反应，NH4OHH2CO3NH4HCO3H2ONH4OH NH4HCO3 (NH4)2CO3H2O氨处理带来的问题 NH NH3 3是一种挥发性物质，在热力系统中，是一种挥发性物质，在热力系统中，NHNH3 3的流程的流程与与COCO2 2相似，但相似，但NHNH3 3和和COCO2 2的分配系数有差别，即在汽水的分配系数有差别，即在汽水两相共存时，两相共存时，NHNH3 3在汽相、水相中的比值与在汽相、水相中的比值与COCO2 2的不同，的不同，所以用所以用NHNH3 3处理时，会出现某些地方处理时，会出现某些地方NHNH3 3过多，另一些地过多，另一些地方方NHNH3 3过少。因此，不能用过少。因此，不能用NHNH3 3作为解决给水因有利作为解决给水因有利COCO2 2而而pHpH过低问题的唯一措施，而应首先尽可能降低给水中过低问题的唯一措施，而应首先尽可能降低给水中碳酸化合物含量，再进行加氨处理。碳酸化合物含量，再进行加氨处理。加加NHNH3 3处处理理常常使使人人担担心心会会不不会会引引起起黄黄铜铜的的腐腐蚀蚀，因因为为水水中中有有NHNH3 3存存在在时时，它它会会与与CuCu2+2+、ZnZn2+2+形形成成Cu(NHCu(NH3 3)4 42+2+、Zn(NHZn(NH3 3)4 42+2+，这这样样使使原原来来不不溶溶于于水水的的Cu(OH)Cu(OH)2 2保保护护膜膜溶溶解解，破破坏坏其其保保护护作作用用而而使使黄黄铜铜遭遭受受腐腐蚀蚀。实实践践证证明明，水水中中含含有有NHNH3 3并并含含有有氧氧化化性性物物质质如如DODO时时，确确有有可可能能发发生生这这种种腐腐蚀蚀。所所以以再再用用NHNH3 3处处理理时时，首首先先应应保保证证汽汽水水系系统统中中含含氧氧量量非非常常低低，且且加加氨氨量量不不宜宜过过多多。为为了了保保持持给给水水的的pHpH在在8.88.89.39.3的的范围内，给水中含氨量通常在范围内，给水中含氨量通常在0.50.51.0mg/L1.0mg/L以下。以下。（2）给水有机胺处理 胺是氨的衍生物，用于给水处理的胺，按其用途不同分为中和胺和膜胺两类。中和胺 这类胺用来中和给水中的酸性物质，应具有碱性、挥发性以及不与Cu2+、Zn2+形成络离子的性能。常用的中和胺吗啉 又称对氧氮己烷、莫福林又称对氧氮己烷、莫福林环己胺环己胺 缺点：缺点：价格高，温度