一、鍋爐用水基本（běn）知識
一、鍋爐用水基本知識
搞（gǎo）好鍋爐水質處理工作,直接關係到鍋爐經濟安全運行（háng）與鍋（guō）爐的使用壽命。鍋爐用水的質量好壞,是鍋爐經濟安全運行的（de）重要因（yīn）素。因此,學習掌（zhǎng）握一些有關水（shuǐ）的基本特（tè）性（xìng）, 采用適當的水處（chù）理措施,對於鍋爐水（shuǐ）處理設備（bèi）的管理人（rén）員與司爐工作者就顯得十分必要。
1、天然水的種類及特點
水是地球上分布最廣的物質當中的其中（zhōng）的一種。如（rú）海洋、江河、湖（hú）所覆蓋的麵積, 就約占地球表麵的三分之二。天然水按其來（lái）源可分為三種：
1） 雨水
雨水一般不含礦物雜質。因（yīn）其溶解能力很大, 當以雨雪等形式從空中降落時，會吸收（shōu）和溶解一些來（lái）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（hán）鹽量都很低（dī）。但是, 由於雨（yǔ）水收集積存困難,所（suǒ）以不能作為鍋爐供水的水源。
2）地表水
地表水主要包（bāo）括：江水、河水、湖水、水庫水等。因其礦（kuàng）化度小,因此硬度（dù）較低, 但因表麵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（yán）類。地表水的成分, 隨地區的（de）不（bú）同, 其成分有較大的差別。就同一地區的地表水而言, 隨季（jì）節的不同, 也有較（jiào）大的波動。在夏季洪汛期, 水中的鹽類被雨水或冰雪融化,水被衝淡, 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（lǐ）後, 可作為鍋（guō）爐給水。
應當指出, 海水亦屬地表水,但由（yóu）於它含（hán）鹽量高, 硬度大, 如不經處理（lǐ）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。由於經（jīng）過地層的滲透過濾, 通常懸浮雜質較少,水的透（tòu）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（zhī）後, 溶解能力更（gèng）強,在透過不同岩石層時, 便溶（róng）入（rù）了各種無機鹽（yán）類。地下水溶解礦物質的（de）程度決（jué）定於（yú）土質中礦物（wù）質的成分、接觸時間和水流經路程的長短。
一般地下（xià）水水質（zhì）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（què）是比較大（dà）的,隻有在（zài）經過處理之後才能作（zuò）為鍋爐給水。
2、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3.5~6.0mmol/L;
(4)高硬度水（shuǐ）:硬度為6.0~9.0mmol/L;
(5)極（jí）高硬度水:硬（yìng）度為 9.0mmol/L 以上。
2）按（àn）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（wéi）200~500mg/L;
(3)較高含鹽（yán）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（jiǎn）度的關係來分
(1)非堿性（xìng）水:水中總硬度大於總堿度,
(2)堿（jiǎn）性水:水中總（zǒng）堿度大於總硬度,
(3)碳酸鹽型水:水中暫硬大於永硬,
(4)非碳酸鹽（yán）型水:水中暫硬小於永硬。
我國地域遼闊,水質情況很複雜,較大多數是非堿性的碳酸鹽型水,它的鈣硬（yìng）度占總硬（yìng）度的（de）70×10±2 左右,含鹽量為中等,矽酸鹽（yán）含量在20mg/L以下,懸（xuán）浮物的含（hán）量（liàng）變（biàn）化較大。
3、天然水中雜（zá）質及（jí）其對鍋爐的（de）危害
天然水中含有各（gè）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（zhì）顆粒直徑在4-10mm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（shuǐ）中是不（bú）穩定的 , 其較輕（qīng）物質浮於水麵(如油脂等),較重物（wù）質靜置時會下降(如沙石、粘土和動植物屍體碎片和纖維等)。
懸浮物的存在，會影響離子交換設備及鍋爐的安全經濟運（yùn）行,如果它們在離子交撓器（qì）內沉積（jī）,將會使離子交換劑受到汙染（rǎn）,從而使其（qí）交換容（róng）量降低（dī）, 周（zhōu）期出水量減少, 並影響離子（zǐ）交換器的出水質量。如懸浮物直接進入鍋爐, 它會在鍋筒（tǒng）內沉積,使傳熱情況變壞,金屬因過熱（rè）損壞而發生（shēng）事故（gù）。
2）膠體物質
膠體物質是指顆粒直徑在4mm-10mm或（huò）6mm-10mm之間的雜質。
天然水中的膠體, 一類是矽、鐵、鋁（lǚ）等（děng）礦物質膠體（tǐ）;另一類是由動植物腐敗後的腐殖質形成的有機膠體。由於（yú）膠體表麵帶有同性電荷, 它們的顆粒之（zhī）間互相排斥 ,所（suǒ）以顆粒（lì）不會長大,不（bú）能靠重力下降, 所以（yǐ）可以在水中穩定存在。若不除去水中的膠（jiāo）體物質,將會使鍋爐結成難以去除的堅硬水垢，並使（shǐ）鍋爐水產生大量泡沫, 引起（qǐ）汽（qì）水共騰（téng）, 汙染蒸汽品質（zhì）, 影響鍋爐的正常運行。
3）溶解物質
水中溶解的物質主要（yào）是氣體和礦物質的鹽類,它們（men）都是（shì）以分子或離子狀態存在於水中,粒徑在10um以下。
水中溶解的氣體都是以分子狀態存在的；能夠引起鍋（guō）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（qì）中溶（róng）解進去（qù）的,二氧化碳和（hé）硫化氫是有機物（wù）分解或氧化而產生的。
水中溶解的（de）鹽類都（dōu）是以離子狀態存在的。它們是由於地（dì）層中礦物質溶解而來的。天然（rán）水中溶解的鹽類主要是鈣、筷、納、傭（yòng）的（de）碳酸氫鹽,氯化物和硫酸鹽等。這些雜質若不去（qù）除, 會造成鍋爐結垢、腐蝕，汙（wū）染蒸汽品質,使鍋爐金（jīn）屬過熱變形、腐蝕穿孔、縮短鍋爐使用壽命、浪費燃料、降（jiàng）低鍋爐熱效率, 或者產生汽水共騰,以至發生堵管（guǎn）、爆管等（děng）重大事故, 破（pò）壞鍋爐的安全經（jīng）濟運行。
二、鍋爐用水的分類
鍋爐用水, 根據其部位與作用（yòng）的不同 , 一般可分為以下幾種：
1. 原（yuán）水(源（yuán）水)
又稱生水,是未經任何處（chù）理的天然水。原水主要來自江河水、井水或（huò）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（yóu）補給水和生產回水兩部分混合（hé）而成。
3. 補給水（shuǐ）
鍋爐在運行中（zhōng）由於取樣、排汙、泄漏等要損失掉一部分水,而且生產回水（shuǐ）被汙染不能回收利用,或無（wú）蒸（zhēng）汽回水時,都必須補充符合水質要求（qiú）的水,這部分水（shuǐ）叫補給水。補給（gěi）水是鍋爐給水中（zhōng）去除一定量的生（shēng）產回收外,補充供給（gěi）的那一部分水。因（yīn）為鍋爐給水有（yǒu）嚴格規定的質量要求,所以補（bǔ）給水一（yī）般都要經過適當（dāng）的處理。當鍋爐沒有生產回水時, 補給（gěi）就等於給水。
4. 生產回水
當蒸汽或熱水的熱能利用之後, 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（huí）水（shuǐ）所（suǒ）占的比例,不僅可以改善水質,而（ér）且可以減少生產補（bǔ）給水的工作量。如果蒸汽或熱水在生產（chǎn）流（liú）程中已被嚴重汙染,那就不（bú）能進（jìn）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（zhǒng）水稱為軟化水。簡稱軟水。
6. 鍋水
正在運行的鍋爐本體中流動著的水稱為鍋爐水。簡（jiǎn）稱鍋水。
7. 排汙水
為了去除（chú）鍋水中的雜質(過（guò）量的鹽分、堿度等)和懸浮性水渣, 以保證鍋爐水質符合（hé）GB1576 水（shuǐ）質標準的要求 , 就必須從鍋爐的一定部位（wèi）排放掉一部分鍋水,這部分水稱為（wéi）排汙水。
8. 冷卻水
鍋（guō）爐運行中用於冷卻鍋爐某一附屬設備的（de）水,稱為冷卻水。冷卻水往往是生水。
三、不良水質對鍋爐的危害
1、水垢
鍋爐是（shì）一種熱交換設備，是產生蒸汽貨熱水的；實現換熱過程必須用水作為傳能的（de）介質。水在鍋（guō）內受熱為水中的雜質提供了化學反（fǎn）應（yīng）和不斷濃縮的條件，當（dāng）雜質在鍋內（nèi）水中達到飽和時，會有固體（tǐ）物質析出，如果懸浮在鍋（guō）水中就稱為水渣；如果附著在受（shòu）熱（rè）麵上，則稱為水垢。水垢的導熱能力是鋼鐵的十幾分之一到幾（jǐ）百分之一，大大降（jiàng）低鍋爐（lú）傳熱效率。因此鍋爐結垢會產生如下幾（jǐ）種危害。
1）浪費燃料：鍋（guō）爐結垢後，使受熱麵的傳熱性能變差，燃料燃燒所釋放的熱量不能及時傳遞到鍋水（shuǐ）中，大量的熱量被煙氣帶走，造成排煙溫度過高，排煙熱損失增加，鍋爐熱（rè）效率降低。為保持鍋爐額定（dìng）參數，就（jiù）必須多投加燃料（liào），因此浪費燃料（liào）。大約1毫米（mǐ）的水垢多浪費燃料10%。
2）受熱（rè）麵損壞：結了水垢的鍋爐，由於傳熱（rè）性能變差，燃（rán）料燃（rán）燒的熱量不能迅速地傳遞給鍋水（shuǐ），致使爐膛（táng）和煙（yān）氣的溫度（dù）升高。因（yīn）此，受（shòu）熱麵兩側的溫差增大（dà），金屬璧（bì）溫升高，強度降低，在鍋內壓力作用下，發（fā）生鼓包，甚至爆炸。
3）降低（dī）鍋爐出力：鍋爐結垢後，由於傳熱性能變差，要達（dá）到額定蒸發量，就需要消耗更多的燃料，但隨著結垢厚度的增（zēng）加，爐膛（táng）容積是一定的（de），燃料消耗受到限製。因此，鍋爐出力就會降（jiàng）低。
4）消（xiāo）耗化學除垢藥劑：水垢要徹底清除才能保證鍋爐的安全和經濟運行。而除垢通常采用化學藥劑（酸、堿），不僅要消耗大量的化學藥品及汙染環境，還會因酸洗不當，或酸洗頻繁（fán）而影響鍋爐的使（shǐ）用壽命。
2、腐蝕
水質不良對鍋爐的另（lìng）一危害就是引起金屬腐蝕。後果如下：
1）金屬構件破壞：
鍋（guō）爐的省煤器、水冷壁、對流管束及鍋筒集箱等構件會因水質不良（水中（zhōng）含有氧（yǎng）氣、酸性和堿性物質）對鍋爐金屬麵造成腐蝕，使其壁厚減薄、凹陷，甚至穿（chuān）孔，降低了（le）鍋爐強度，嚴重影響鍋爐的安全運行；縮短使用壽命，造成經濟損失（shī）。尤其（qí）是熱水鍋爐（lú），循環水量（liàng）大，腐蝕更為嚴重。
2）產生（shēng）垢下腐蝕：
含有（yǒu）高價鐵（tiě）的水垢，容易引起與水垢接（jiē）觸的金屬腐蝕。而鐵的腐蝕（shí）產物又容易重新結成水垢。這是一（yī）種惡（è）性循環，它會迅（xùn）速導致鍋爐部件損壞。尤其是燃油鍋爐金屬腐（fǔ）蝕產物（wù）的危害更大。
3）汽水共騰：
發（fā）生在蒸汽鍋爐上，是鍋內的水被蒸汽大量帶走的現象。產生汽水共騰的原因除了運行操作不當（dāng）外，主要因水質不良造（zào）成（當爐（lú）水中含有（yǒu）較多的氯化鈉、磷酸鈉（nà）、油脂和（hé）矽化（huà）物時，或鍋水中（zhōng）的有（yǒu）機物和堿作用發生皂化時，在（zài）鍋（guō）水沸騰蒸發過程中，液麵就（jiù）會產生泡沫，形（xíng）成汽水共騰）。
3、雜質堵（dǔ）塞
由於不同使（shǐ）用環境（jìng）當（dāng）中的（de）水質不同，當鍋爐水循環係統當中出現了各種雜（zá）質時（shí），會導致堵塞管子（zǐ），使鍋爐的蒸（zhēng）汽品質降低；水位計看不清水位（wèi），出現水擊等運行不安（ān）全（quán）的事故。這對於鍋爐的安全運行和（hé）能源消耗會有很大影響。因（yīn）此，做好鍋爐水處理（lǐ）工作對鍋爐安全運行（háng）有著及其重要的意義。
四、鍋爐（lú）配（pèi）套水處理設備
鍋爐（lú）配套係列水處理設（shè）備包括：熱力除氧器；全自（zì）動加藥設備；全自動（dòng）軟水（shuǐ）器；解（jiě）析除氧器；定期排汙擴容器；分集水器；水箱。
五、鍋爐水處理設備選購要點
鍋（guō）爐（lú）水處理工作是否能真正落實到實處，關鍵在於管理。如果有水（shuǐ）處理（lǐ）設備而不使用或者使用（yòng）了效果性能不理想的水處理設備，就（jiù）等同於沒有進（jìn）行水處理。故此（cǐ），這就需要各使用單位領導樹立“安全第一，預防為（wéi）主”的思想，真正認識到水（shuǐ）處（chù）理工作的重要性，嚴把鍋爐配套水處理設備的質量關。要嚴（yán）格按GB1576-85《低壓鍋爐水質標準》以及《鍋爐水處理監督管理規則》辦事，對於1T/H型（xíng）以上的鍋爐，應配（pèi）備專（zhuān）職（zhí）水處理操作工和化驗人員，並建立健全水處理崗（gǎng）位和化驗崗位責任製。各水處理操作工應忠於職守，認真操作；化驗人員（yuán）應定期抽檢水質情況，及時向水處理操作工通報，使其及時得以調整，確保水（shuǐ）質的合格。對2T/H型以（yǐ）下鍋爐，凡配備（bèi）水處理操作工有困（kùn）難的，則應該對司爐工進行培訓，然後采取兼職的（de）辦法。各使用單位的（de）鍋爐房管理人員，要經（jīng）常檢查水處理設備運行情況，發現損壞時應及時修理；隻有這樣，才能有效（xiào）避免因鍋爐水處理設備而產生的問（wèn）題，確保鍋爐的安全經濟運行。
對進入鍋爐之前的水，即鍋爐（lú）給水中的懸浮物、膠體物、有機物、各種溶解的鹽類和（hé）氣體進行處理，並對鍋內水質進行調整，使鍋（guō）爐給水（shuǐ）和（hé）鍋水的品質符合標準的過程（chéng）。鍋爐水處理的目的是為了（le）防止鍋爐水汽係統結垢、積鹽和腐蝕。
鍋爐給水品質不良會引起：①在（zài）鍋爐管子（zǐ）內壁上（shàng）結水垢；②蒸汽品質惡（è）化（huà），在過熱器和汽（qì）輪機通流部分（fèn）生成沉積物；③鍋爐和水汽通道內壁發生金屬腐蝕。這些後果都直（zhí）接影響鍋爐的傳（chuán）熱效果，降（jiàng）低鍋爐、汽輪機的效率，嚴重時甚至（zhì）會造成鍋爐爆管事故。由於水垢的導熱能力隻有鋼鐵的幾十分之一到幾百分之一，有（yǒu）些低壓（yā）鍋爐受熱麵上積1毫米厚的水垢，燃料耗量就會增（zēng）加1.5～2.0％。鍋爐水處理的任務就是（shì）針對鍋爐的爐型、 參數和原水品質，按照鍋爐水（shuǐ）質標準選擇合適（shì）的（de）處理方法以保證鍋爐安全、經濟地運行。高參數大容量的電站鍋爐對給水品質的要求很高。以一台蒸發量為1000噸／時（shí）的直流鍋爐為例：每千克給水所含的鹽分不超過0.05毫克，即為幹（gàn）淨自來水（每（měi）千克約含（hán）鹽0.1～0.7克）所含鹽分的萬分之一左右（yòu），甚至比醫用蒸（zhēng）餾（liú）水的含鹽量還少。即（jí）使（shǐ）這（zhè）樣，在一年運行（háng）期中（zhōng）還會有幾百公斤的鹽分（fèn）進入鍋爐。當然，最終留（liú）在鍋爐中的僅是一（yī）部（bù）分。許多國家都製訂有各類鍋爐的給水質量標準。
處理（lǐ）範圍 鍋爐水處理主（zhǔ）要包括補給水（即鍋爐的補充水（shuǐ））處理、凝結水（即汽輪機凝（níng）結水或工藝流程（chéng）回收的凝結水）處理、給水除氧、給水加氨和鍋內加藥處理4部分。
補給（gěi）水處理 因蒸汽用途（供熱或發電）和凝結水回收程度的不同，鍋爐的補給水量也不（bú）相同。凝汽式電站（zhàn）鍋爐的補給水量一般低於蒸發量的3％,供熱鍋（guō）爐的補給水量可高達100％。補給（gěi）水處理流程如下：
① 預處理：當原水為地表水時，預處理的目的是除去水中的懸浮物、膠體物（wù）和有（yǒu）機物等。通常是在原水中投加混凝劑（如硫酸鋁等），使（shǐ）上述雜質凝聚成大的顆粒，借自重（chóng）而下（xià）沉，然後過濾成（chéng）清水。當以地下水或城市用水作補給水時，原（yuán）水的預處理可以省去，隻進行過濾。常用（yòng）的澄清設備有脈衝式（shì）、水力加速式和機械（xiè）攪拌式澄清器；過濾設備有虹吸（xī）濾池、無閥濾池和單流式或雙流式（shì）機械過濾器等。為了進一步清除水中的有機物，還可增設活性炭過濾器。
② 軟化:采用天然或（huò）人（rén）造的離子交換（huàn）劑,將（jiāng）鈣、鎂硬鹽轉變成不結硬垢的鹽，以防止（zhǐ）鍋爐管子內壁結成鈣鎂硬水垢。對含鈣鎂重碳酸鹽且堿度較高的水（shuǐ），也可以采用（yòng）氫鈉離（lí）子（zǐ）交換法或在預處理（lǐ）（如加石灰法等（děng））中加以解決。對於部分工業鍋爐，這樣的處理通常已能滿足要求，雖然給水的含鹽量並不一定明（míng）顯降低（dī）。
③ 除鹽：隨著鍋爐參數的不斷提高和直流鍋爐的（de）出現，甚至要求將鍋爐給水中所（suǒ）有的（de）鹽（yán）分都除（chú）盡。這（zhè）時就必須采用（yòng）除鹽的方法。化學除鹽所采用的離子（zǐ）交換（huàn）劑品種很多（duō），使用最普遍的是（shì）陽（yáng）離子交換樹脂（zhī）和陰離子交換樹脂，簡稱“陽樹脂”和“陰樹脂”。在離子交換器中，含鹽水流（liú）經樹脂時，鹽分中的陽離子和陰離子分別與（yǔ）樹脂中的陽離子（zǐ）(H+ )和陰離子(OH- )發生變換後被除去。圖為常用的給水化學除鹽（yán）係統示意圖。
當水（shuǐ）的堿度較高（gāo）時，為了減輕陰離子交換器的負擔，提高係統運行的經濟性，在陽離子交（jiāo）換器之後一般都要求串聯脫碳器以除去二氧化碳。含鹽量特別高的水，也可采用反滲透或電滲析（xī）工藝，先淡化水質，再進（jìn）入離子交換器進行深度除鹽。對高壓以上的鍋筒鍋爐（lú）或直流鍋爐，還必（bì）須除去給水中的微量矽；中、低壓鍋爐則按含量情況處理。
凝結水處理 凝結水（shuǐ）在循環過程中，會受到汽輪機凝汽器冷卻水泄漏和係統腐蝕產物等引起的汙染，有時（shí）也需要進行處理。其典型的處（chù）理流程為
凝結水的處理量與鍋爐的參數、爐型（如有無（wú）鍋筒（tǒng）或分離器）和凝結水的汙染情況有（yǒu）關。隨著鍋爐參數（shù）的提高，凝結水的（de）處理量一般逐漸增加。對超臨界壓力鍋爐應（yīng）全部處理；對超高壓及亞臨界壓（yā）力鍋（guō）爐處理量為25～100％;對有鍋筒的高壓以下鍋爐一（yī）般不（bú）進行處理。常用的凝結水處理設備有纖維素覆蓋過濾器和電磁過濾器等。凝結水在其中除去腐蝕產物（氧化銅和氧化（huà）鐵（tiě）等）後，再進入混合床或粉末樹脂覆蓋過濾器進行深度除（chú）鹽。
給水除氧 鍋爐給水中的溶（róng）解氧會（huì）腐蝕熱力係統的金屬。腐蝕產物在鍋爐熱負荷（hé）較高處結成銅鐵垢，使傳熱惡化，甚至造成爆（bào）管或在汽輪機高壓缸中沉積，使汽輪機效率降（jiàng）低。因此，經過軟化或除鹽的補給水和凝結水，在進入鍋爐之前一（yī）般都要除氧。常用（yòng）的除氧方式有熱力除氧和（hé）真空除氧等，有時還輔以化學除氧。所謂（wèi）熱力除氧,就（jiù）是當給（gěi）水在除氧器中被加熱到沸騰時,氣體在水中的溶解度降低,使氣（qì）體從水（shuǐ）中逸出,排入大氣。按工作壓力來分,應用較多的熱力除氧器有0.12兆（zhào）帕和（hé）0.6兆帕的。熱力除氧時水必須加熱到飽和溫度，除氧水的表麵積要大（如采用淋水（shuǐ）或霧化播散裝置），以便逸出的氣體能夠迅速地排出。真空除氧常在汽輪（lún）機凝汽器中進行。化學除氧就是在（zài）給水中添加聯（lián）胺（àn）或亞硫酸鈉，將水中含氧量進一步減少。
給水加氨和鍋內加藥處（chù）理 經補給水處理、凝結水處理（lǐ）和給水除（chú）氧後的鍋爐給水，一般都要求添加氨或有機胺等以提高給水的pH值，防止酸性水對（duì）金屬（shǔ）部件的腐蝕（shí）。對有鍋筒的（de）鍋爐（lú）一般都要進行鍋內處理。處理時，在鍋筒內投加磷酸三鈉或其他化學劑，把水中能形成水垢的鹽（yán）類雜質變（biàn）成可（kě）以在排汙時排掉的泥渣，以防止或減緩水垢的形（xíng）成。
趨勢 鍋爐水處理的總趨勢是：①隨著化學工業的迅速發展，越來越廣泛地采用化（huà）學除鹽，以提高鍋爐給水品質。②發展各種大容量、高流（liú）速和高效率的新型水處理設備（bèi），以降低（dī）水處理設備的投資和運行費用。③提高水處理設備的自動化程度。