锅内水处理与防腐建设方案

锅内水处理也称锅炉水运行方式或锅炉水化学工况(boiler water conditioning)。

锅内水处理与锅炉给水处理紧密相连，处理的目的是为了进一步保证锅炉内部不结垢、不腐蚀、蒸汽流通部分不积盐。

(一)沉积物控制

控制沉积物是为了防止炉内生成水垢。

锅内沉积物控制的方法分为机械法和化学法，机械法就是通过排污的方式将沉积物排出去，化学法又分为沉淀法和溶解法，前者是通过添加药物使硬度盐类转化为易排除的软渣，后者是通过添加药物使沉淀呈溶解状态。

1.锅炉排污

为了控制锅炉锅水的水质符合规定的标准，使炉水中杂质保持在一定限度内，需要从锅炉中不断地排除含盐、碱量较大的炉水和沉积的水渣、污泥、松散状的沉淀物，这个过程就是锅炉排污。

排污方式分为连续排污和定期排污两种。连续排污又称表面排污，要求连续不断地从炉水盐碱浓度最高部位排出部分炉水，以减少炉水中含盐量、含碱量、含硅酸量及处于悬浮状态的渣滓物含量，连排管设在正常水位下80～100mm处。定期排污主要排除炉内水渣及泥污等沉积物，所以排污口多设置在锅筒的下部及联箱底部。定期排污操作过程时间短暂，应当选择在锅炉高水位、低负荷或压火状态时进行排污。在小型锅炉上，通常只装设定期排污。

排污装置有锅炉本体范围内的排污短管、排污阀及锅筒内部排污导管等。

锅炉排污量的大小与给水的品质有直接关系，给水的碱度及含盐量愈大，锅炉的排污量就愈多。

锅炉排污的指标用排污率表示，排污率即排污水量(Q污)占锅炉蒸发量 (Q汽)的百分数，即

当锅炉水质稳定时，根据物量平衡的关系可知，某物质随给水带入炉内的量等于排污水排掉的量与饱和蒸汽带走的量之和，即

式中 S给、S汽、S污——给水中、饱和蒸汽中、排污水中某物质的浓度。式中的S值可以按含盐浓度，也可按某一组分(如碱度、氯离子)的浓度来计算，所以排污率K的计算公式为：

排污率计算需要注意以下问题：

(1)排污率计算可按碱度或氯离子(氯离子与含盐浓度有较固定的比例关系，通常用氯离子代替含盐浓度)分别计算排污率，最后取其中较大的数值作为排污率，供热锅炉的排污率一般应控制在10%以下。(www.xing528.com)

(2)对于容量较大的锅炉，由于其汽、水分离装置效果好，蒸汽的湿度很小。这样饱和蒸汽中的含盐浓度远远低于给水中的含盐浓度，所以在这类锅炉的排污率计算中均可以忽略蒸汽中的含盐浓度，即

(3)对于大多数工业锅炉，特别是汽包容积小，汽、水分离装置简单，饱和蒸汽的带水量较大的工业锅炉，蒸汽湿度常在3%左右 (与排污率控制在5%～10%的范围比较，已经是不算低了)，这种条件下计算锅炉排污率时不能忽略蒸汽中的含盐量。因为，如果忽略了蒸汽中的含盐量，则计算所得的排污率将偏大 (差值大于蒸汽湿度)。工业锅炉的排污率每增大1%，燃料的消耗量就增加0.3%。

2.沉淀法

(1)磷酸盐处理。磷酸盐处理(phosphate treatment)是高参数汽包锅炉广为采用的一种炉内水处理方法。

磷酸盐处理通过在锅水中添加磷酸盐，使给水带入的硬度盐类转化为易排除的软渣，可以在排污时随污水一起排掉。其基本反应为：磷酸盐处理易出现的问题主要有两个：①产生酸性磷酸盐腐蚀；②发生磷酸盐暂时消失现象。酸性磷酸盐腐蚀通常发生在有汽囊或汽水冷却不正常的部位。国外的测试研究表明，发生酸性磷酸盐腐蚀的直接原因是因为加入了Na2HPO4。近十几年来，国际上对磷酸盐处理工艺的改进研究取得了重大进展，加拿大提出了平衡磷酸盐处理工艺，美国提出了低磷酸盐处理工艺。我国也进行了低磷酸盐处理工艺 (磷酸根浓度小于1mg/L)和超低磷酸盐处理工艺 (磷酸根浓度控制在0.1～0.5mg/L)的应用尝试，取得了满意的效果。在多年试验研究的基础上，在我们的国标中已将亚临界参数的汽包锅炉炉水磷酸盐处理的磷酸根浓度定为0.5～3mg/L，这相同于平衡磷酸盐处理工艺的控制标准。

(2)聚合物处理。采用有机合成聚合物对锅水进行处理，可以起到控制锅内沉积物和腐蚀的作用。聚合物又称聚合电解质，它可以借静电排斥力使腐蚀产物在锅水中处于悬浮分散状态，易于通过排污排出，它还能产生晶格畸变作用，使成垢晶体的晶格畸变阻止其生长。防止硬质水垢附着在锅炉热传导面上。

聚合物的选用需要考虑污染物含量、温度、压力、运行限制条件等因素。常用的有磺化聚合物、羟基聚合物、聚丙烯、羟基甲基纤维素。针对硬度盐类成垢，磺化聚合物效果最好，针对铜和铁腐蚀产物成垢，羟基聚合物优于磺化聚合物。

聚合物的加入点最好在热力除氧器出口，添加量通过实验决定。

(3)溶解法。溶解法通过添加药物使沉淀呈溶解状态，并配合排污降低其浓度。溶解法使用的药剂为螯合剂。

(二)酸碱度控制

通过各种中和胺或成膜胺对锅水的p H 值进行调节，使锅水呈碱性，以防止腐蚀发生。

前面曾提到过的全挥发性处理 (AVT)是以除盐水为补给水的锅炉的给水—锅水主要的防腐处理方法之一。全挥发性处理是通过控制系统p H值及溶氧含量来控制腐蚀的处理方法，是专为高压系统开发出来的。全挥发性处理采取零固体物处理，以免引入可能形成沉积物的成分，所添加的挥发性药物——氨和(或)胺及联氨用来控制给水p H值处于9.2～9.4的碱性范围内。加药点一般设在除氧设备之后，必要时，在凝结水泵或加热器之后还可另设加药点。使用此方法要严密监督给水中的杂质，保持水的高纯度。因其对由于凝汽器泄露和盐类侵入不能起到缓冲作用，尤其是在超临界压力机组上使用时，曾因此出现过给水加热器及凝汽器管的腐蚀、金属氧化物在锅内的沉积、铜在汽轮机上的沉积、汽轮机叶片的腐蚀及裂纹等问题。

(三)蒸汽携带控制

蒸汽携带分为蒸汽带水和蒸汽溶解携带，前者是由于蒸汽中夹带有水滴造成的，后者是由于某些物质溶解于蒸汽中，而被蒸汽带出锅筒。防止蒸汽携带的方法：①利用分离装置截流水滴；②提高锅炉补给水的水质和进行锅内水处理来解决。