张福华 胡后立
西双版纳州质量技术监督综合检测中心 云南 景洪 666100
摘要：锅炉水质的好坏直接影响着锅炉安全运行、锅炉的热效率、节能及锅炉的寿命。了解锅炉水中杂质的成分和分析水垢的形成原因，从而有效的进行水处理，从根源防止锅炉结垢。了解水垢的形成，以至于更好的管理和运行锅炉。
关键词：水处理；杂质；危害；水垢
工业锅炉是工业生产中的常用设备。实践证明，它是一种事故率比较高、事故危害严重的特殊设备。它的特点主要表现在：事故易发，破坏力强，危险性大。而众多锅炉失效中，水质的影响是非常大的。锅炉的安全运行关乎着社会经济和人们的生产生活。
1 工业锅炉用水
1.1锅炉用水的分类
（1）原水：又称生水，泛指未经任何处理的天然水。主要来自江河湖泊、城市自来水、地下水等。
（2）给水：直接进入锅炉，被锅炉蒸发或加热使用的水。一般由锅炉补水和生产回水组成。
（3）补给水：锅炉运行中取样、排污、泄漏等要损失的一部分水和生产回水被污染或无蒸汽回水都必须补充符合水质要求的这些水。
（4）生产回水：当蒸汽或热水的热能被利用之后，其凝结水或低温水应被回收，循环使用的这部分水
（5）软化水：原水经过钠离子交换处理，使硬度降低达标的水。
（6）锅水：正在运行的锅炉本体系统内留存或流动着的水。
（7）排污水：为除去锅水中的杂质和悬浮性水渣，以保证锅炉水符合《工业锅炉水质》（GBT1576）标准的要求，必须从一定位置排放掉一部分锅水的这部分水。
（8）冷却水：锅炉运行中用于冷却锅炉某一附属设备的水。
（9）除盐水：将水中阴阳离子部分或全部除去的水
1.2水中的杂质
锅炉用水一般含有悬浮物、胶体及分子和离子等。悬浮物是泥土、油、沙粒等一些不溶物杂质。这些无机杂质在水静止，容易沉淀分层，较容易除去；胶体是分子或离子的集合体，由于表面带有相同电荷，彼此排斥，不能自行吸附长大下沉，在水中均匀稳定；分子状态的有氧气、二氧化碳、二氧化硫、硫化氢及无机盐在水中电离形成的钙、镁、 硅酸、硫酸、氢碳酸等离子。这些杂质或多或少都影响了水质，危害锅炉。
2锅炉水中杂质的危害
2.1悬浮物的危害
（1）悬浮物会影响水处理设备的运行，进入水处理设备的悬浮物会附着在交换树脂的表面，阻塞离子交换通道，大量的悬浮物存在，轻则 降低制水能力，重则堵塞使水处理设备完全失去作用。
（2）悬浮物直接进入锅炉，他会在进水管附近的锅筒上、烟管附着，也会沉降到锅筒、集箱底部堆积，使传热变坏，锅炉水受堆积的垢渣影响不能及时给受热面换热，受热面金属会因过热损坏而发生事故（如图一所示）。
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图一 烟管鼓包变形
（3）悬浮物如果沉降在锅内，会影响水循环，严重堵塞炉管，导致事故。
（4）锅内悬浮物太高，碱度过高。由于汽水分离，锅水表面层附近粘度较大，汽泡上升阻力增大。在锅炉负荷增加、汽化加剧时，大量汽泡粘附在锅水表面不能及时分开，形成大量泡沫，使锅水表面上下翻滚，形成汽水共腾，输送的蒸汽也带着杂质，影响蒸汽品质。
2.2胶体的危害
水中的胶体，一类是硅、铁、铝等的水解产生的；另一类主要是动植物腐败的腐殖质形成的有机胶体，也是水有色、臭和味的主要原因之一。
（1）胶体将使锅炉烟管、水冷壁管、锅筒、炉胆等结成难以清除的坚硬水垢；
（2）使锅炉水产生大量泡沫，引起汽水共腾，污染蒸汽品质，影响锅炉安全运行。
2.3 水中离子的危害
水中溶解的盐类都是以离子状态存在，他们是由于地层中矿物质溶解出来的。主要是钙、镁、钠钾的碳酸氢盐、氯化盐和硫酸盐等。这些杂质若不除去，不然会造成以下危害：
（1）会造成锅炉结垢、腐蚀和污染蒸汽品质或者产生汽水共腾、破坏水循环，
（2）使锅炉金属过热变形、腐蚀穿孔，缩短锅炉使用寿命，浪费燃料，降低锅炉热效率，
（3）发生堵管、爆管等重大安全隐患，危机生命财产安全。
3水垢
3.1水垢的形成
给水中的悬浮物、胶体、溶解物质，随锅炉的运行运行都会转化成为水垢。水受热蒸发，随着蒸发、补水的往复运行，杂质越来越多的保留在锅中，当炉水浓度达到一定程度时，就会在锅炉受热面上形成以层沉淀或从水中析出沉淀（如图二图三所示）。其主要原因有：
（1）受热分解
一些钙、镁盐类，在锅炉加热过程中从溶于水中分解生成难溶于水中的物质。如碳酸氢钙、碳酸氢镁等。
（2）超出盐的溶解度
锅水不断蒸发，盐的浓度不断增大，超过盐的饱和度就会析出固相
（3）溶解度变化
某些盐的溶解度随着温度的升高，溶解度反而降低，从而从锅水中析出。如硫酸钙。
（4）相互反应
锅水中溶解度大的盐类和其他盐类、碱反应，生成难溶于水的物质，析出沉淀。
（5）水渣转化
当锅炉中水渣过多，粘度大就很容易从泥垢转化为水垢。
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4水处理
4.1水的预处理
一般的天然水含有较多的悬浮物和胶体，首先应进行水的预处理：混凝、沉淀澄清和过滤。当水浑浊，应加入混凝剂（如明矾），使细小的悬浮物、胶体凝集成大颗粒沉淀下来，适当的沉淀剂也能使钙镁离子生成难溶物析出，降低水硬度。澄清后，细小的颗粒需进一步过滤除去。
4.2水处理分类
水处理分为锅外水处理和锅内水处理。
（1）锅外水处理一般降低或消除水中的硬度，锅炉给水的软化常用钠离子交换法，树脂上钠离子进入水中取代钙、镁离子。从而将锅炉中可能形成钙、镁盐类转变为易溶的钠盐，使水得以软化，水质达国家水质标准。在交换过程中，如果水质不达标，则说明树脂失效，应使用氯化钠溶液通过失效树脂，使树脂恢复交换能力。
（2）锅内水处理 锅内水处理包括锅内加药和锅外水处理，适用蒸发量小于4t/h，热功率小于等于4.2MW的锅炉。主要原理是根据溶度积原理在锅水中增加某种物质的含量，使钙、镁离子的溶度积超过其溶度积常数而生成流动性较好的水渣，并借助锅炉排污除去；另一面，通过加药改变沉淀物质的性质，使晶粒带上和金属相同的电荷而相斥，不附着在受热面上，易于排除。
4.3给水除氧
除氧是防止锅炉金属腐蚀，最常用的是热力除氧，由亨利定理可知，当水温升高；水蒸气在水面的分压增加，其他气体的分压则下降，沸点时这些气体从水中逸出，从而达到除氧的目的。
5清除水垢
受热面结垢是主要是水处理工作不足导致。清除水垢分人工除垢、机械除垢、化学除垢。通常采用效率高的化学除垢，碱洗法和酸洗法。
6结束语
水处理工作对锅炉的影响是不可小视的，直接关系到锅炉的安全经济运行和使用寿命，通过本文的简要介绍，了解锅炉用基本都是需用水处理，了解水中的杂质，掌握水处理的基础知识，更好的开展水处理工作。另外，以提醒检验人员在锅炉检验时要重视水处理的检验和宣传，从而让锅炉使用单位重视锅炉水处理，保障锅炉安全节能运行。
参考文献
[1]GB/T1576-2018《工业锅炉水质》
[2]李毅等，工业锅炉安全技术文集.大连市锅炉检验研究所，1981.
[3]司炉读本.中国劳动社会保障出版社.2002.
[4]锅炉检验员（GL-1）培训教材.中国特种设备检验协会
[5] 锅炉排污和水垢清除.天津科学技术出版社.1979.12