鍋爐用水的質量好壞 , 是鍋爐安全經濟運行的重要因素。 因而 , 學習和掌握水的一些基本性質 , 采取適當的水處理措 施 , 對水處理管理和司爐人員就顯得十分必要。
一、天然水的種類及特點
水是地球上分布最廣的物質中的一種。被海洋、江河、湖所覆蓋的面積 , 約占地球表面的三分之二。天然水按其來源 可分為三種 :
1. 雨水
雨水一般不含礦物雜質。因其溶解能力很大 , 當以雨雪等形式從空中降落時 , 會吸收和溶解一些來自空氣中的氣體 , 如氧、氮、二氧化碳、塵埃和細菌等雜質。雨水的硬度和含 鹽量都很低。但是 , 由于雨水收集積存困難 , 所以不能作為鍋爐供水的水源。
2. 地表水
地表水主要包括 : 江水、河水、湖水、水庫水等。因其 礦化度小 , 因此硬度較低 , 但因表面徑流和地下滲流的結果 往往混入不溶或可溶性雜質 : 如泥沙、動植物殘骸及可溶性鹽類。地表水的成分 , 隨地區的不同 , 其成分有較大的差別。 就同一地區的地表水 , 隨季節的不同 , 也有較大的波動 , 在 夏季洪汛期 , 水中的鹽類被雨水或冰雪融化 , 水被沖淡 , 因此硬度和含鹽量會大大減少 , 混濁度卻會急劇增高 , 冬季則相反。地表水經處理后 , 可作為鍋爐給水。
應當指出 , 海水亦屬地表水 , 但由于它含鹽量高 , 硬度大 , 如不經處理不但不能作鍋爐用水 , 也不能飲用。
3. 地下水
地下水包括 : 井水、泉水、自流水。由于經過地層的滲透過濾 , 通常懸浮雜質較少 , 水的透明度較高。但因水具有較強的溶解性 , 從空氣中吸收了二氧化碳之后溶解能力更 強 , 在透過不同巖石層時 , 便溶入了各種無機鹽類。地下水 溶解礦物質的程度決定于土質中礦物質的成分、接觸時間和水流經路程的長短。
一般地下水水質是比較穩定的 , 受季節變化影響較小 , 但是水中的含鹽量和硬度卻是比較大的 , 經過處理之后可作鍋爐給水。
二、天然水的分類
1. 按硬度來分
(1) 低硬度水 : 硬度為 1.0 mmol/L以下 ;
(2) 一般硬度水 : 硬度為 1.0~3.5mmol/L;
(3) 較高硬度水 : 硬度為 3.5~6.0IIIEnol/L;
(4) 高硬度水 : 硬度為 6.0~9.0mmol/L;
(5 〉極高硬度水 ： 硬度為 9.0mmol/L 以上。
2. 按含鹽量來分
(1) 低含鹽量水 : 含鹽量為 200 mg/L 以下 ;
(2) 中等含鹽量水 : 含鹽量為 200~500 mg/L;
(3) 較高含鹽量水 : 含鹽量為 500~1000mg/L；
(4) 高含鹽量水 : 含鹽量為 1000mg/L 以上。
3. 按硬度與堿度的關系來分
(1) 非堿性水 ： 水中總硬度大于總堿度 ,
(2) 堿性水 : 水中總堿度大于總硬度 ,
(3) 碳酸鹽型水 : 水中暫硬大于永硬 ,
(4) 非碳酸鹽型水 : 水中暫硬小于永硬 ,
我國地域遼闊 , 水質情況很復雜 , 較大多數是非堿性的 碳酸鹽型水 , 它的鈣硬度占總硬度的 70 × 10-2 左右 , 含鹽量 為中等 , 硅酸鹽含量在 20mg/L 以下 , 懸浮物的含量變化較 大。
三、天然水中雜質及其對鍋爐的危害
天然水中含有各種雜質 , 按其顆粒大小不同 , 可以分為三類 :
1. 懸浮物質
懸浮物質顆粒直徑在 10-4mm 以上的雜質 , 這些雜質構成了天然水的渾濁度和色度 , 懸浮物質在水中是不穩定的 , 其 較輕物質浮于水面 ( 如油脂等 ), 較重物質靜置時會下降 ( 如 沙石、粘土和動植物尸體碎片和纖維等 ) 。
懸浮物的存在會影響離子交換設備及鍋爐的安全經濟運行 , 如果它們在離子交撓器內沉積 , 將會使離子交換劑受到 污染 , 從而使其交換容量降低 , 周期出水量減少 , 并影響離 子交換器的出水質量。如果懸浮物直接進入鍋爐 , 它會在鍋 筒內沉積 , 使傳熱情況變壞 , 金屬因過熱損壞而發生事故。
2. 膠體物質
膠體物質是指顆粒直徑在 10-4~10-6mm 之間的雜質。天然水中的膠體 , 一類是硅、鐵、鋁等礦物質膠體 ; 另一類 是由動植物腐敗后的腐殖質形成的有機膠體。由于膠體表面 帶有同性電荷 , 它們的顆粒之間互相排斥 , 所以顆粒不能長大 , 不能靠重力下降 , 所以可在水中穩定存在。若不除去水 中的膠體物質 , 將會使鍋爐結成難以去除的堅硬水垢 ， 并使鍋水產生大量泡沫 , 引起汽水共騰 , 污染蒸汽品質 , 影響鍋爐的正常運行。
3. 溶解物質
水中溶解的物質主要是氣體和礦物質的鹽類 , 它們都以分子或離子狀態存在于水中 , 粒徑在 10-hm 以下。水中溶解的氣體都以分子狀態存在。能夠引起鍋爐腐蝕 的有害氣體主要是氧氣和二氧化碳氣體 , 有時還有些硫化氫 氣體。氧是由大氣中溶解進去的 , 二氧化碳和硫化氫是有機 物分解或氧化而產生的。水中溶解的鹽類都是以離子狀態存在的。它們是由于地層中礦物質溶解而來的。天然水中溶解的鹽類主要是鈣,鎂,鉀,鈉的碳酸氫鹽 ,氯化物和硫酸鹽等。這些雜質若不除去 , 會造成鍋爐結垢、腐 蝕和污染蒸汽品質,使鍋爐金屬過熱變形、腐蝕穿孔、縮短 鍋爐使用壽命、浪費燃料、降低鍋爐熱效率 , 或者產生汽水共騰, 以至發生堵管、爆管等重大事故 , 破壞鍋爐的安全經濟運行。
四、鍋爐用水分類
鍋爐用水 , 根據其部位和作用不同 , 一般可分為以下幾種 :
1. 原水 ( 源水 )
又稱生水 , 凡指未經任何處理的天然水。原水主要來自江河水、井水或城市自來水等。
2. 給水
直接進入鍋爐 , 被鍋爐蒸發或加熱使用的水稱為鍋爐給水。給水通常由補給水和生產回水兩部分混合而成。
3. 補給水
鍋爐在運行中由于取樣、排污、泄漏等要損失掉一部分水，而且生產回水被污染不能回收利用 , 或無蒸汽回水時 , 都 必須補充符合水質要求的水 , 這部分水叫補給水。補給水是 鍋爐給水中除去一定量的生產回收外 , 補充供給的那一部分。因為鍋爐給水有二定的質量要求 , 所以補給水一般都要經過 適當的處理。當鍋爐沒有生產回水時 , 補給水就等于給水。
4. 生產回水
當蒸汽或熱水的熱能利用之后 , 其凝結水或低溫水應盡量回收 , 循環使用這部分水稱為生產回水。提高給水中回水 所占的比例 , 不僅可以改善水質 , 而且可以減少生產補給水 的工作量。如果蒸汽或熱水在生產流程中已被嚴重污染 , 那 就不能進行回收。
5. 軟化水
原水經過軟化處理 , 使總硬度達到一定的標準 , 這種水 稱為軟化水。簡稱軟水。
6. 鍋水
正在運行的鍋爐本系統中流動著的水稱為鍋爐水。簡稱鍋水。
7. 排污水
為了除去鍋水中的雜質 ( 過量的鹽分、堿度等 ) 和懸浮性水渣 , 以保證鍋爐水質符合 GB1576 水質標準的要求 , 就必 須從鍋爐的一定部位排放掉一部分鍋水 , 這部分水稱為排污水。
8. 冷卻水
鍋爐運行中用于冷卻鍋爐某一附屬設備的水 , 稱為冷卻水。冷卻水往往是生水。
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