1、低壓鍋爐水處理技術人員主要的培訓*化學基本概念分子分子是保持原物質的一切性質的最小微粒。1、同種物質的分子的性質相同，不同種物質的分子的性質不相同。純凈物：由同一種分子組成的物質，如純水。混合物：由不同種分子組成的物質，如空氣。2、一切分子都是處在不斷地運動狀態。物理變化：分子不發生改變的運動形式.化學變化：由一種分子變成另一種分子的運動形式?；瘜W基本概念原子原子是物質進行化學反應的最小微粒。1、分子都是由原子組成的，但有些物質不存在分子，而是由原子直接組成。2、在化學反應中，一種原子不能變成另一種原子3、原子是由原子核和電子組成的，原子核位于原子的中央，電子繞原子核高速運動，原子核是由質子和

2、中子構成的，原子核帶正電，電子帶負電。化學基本概念元素 元素是具有相同核電荷數的同一類原子總稱。 1、單質和化合物單質：由同一種元素組成的物質。如氧氣、鐵等化合物：由不同元素組成的物質。如水、二氧化碳等2、元素符號（1）元素符號的寫法，用單字母表示的元素符號一定要大寫，例如硫用s；用雙字母表示的元素符號，第一個字母要大寫，第二個字母要小寫,例如鐵用Fe.(2)元素符號的意義1)表示一種元素2）表示這種元素的一個原子3）表示這種元素的原子量 化學基本概念溶液的PH值在化學上采用濃度的負對數來表示溶液的酸堿度，叫作溶液的PH值在中性溶液中： PH在酸性溶液中： PH在堿性溶液中： PH練習、什么叫

3、分子？說明物理變化和化學變化有何不同？2、什么叫原子？原子是由哪些微粒組成的？3、純凈物和混合物，單質和化合物在組成上有何不同？4、指出下列物質中哪些是單質，哪些是化合物？（1）銅 （） （2）氧氣（）（3）硫酸 （） （4）石墨（）（）生石灰（） （）氨氣（）鍋爐水處理 第一節 鍋爐及其水汽質量標準 第二節 鍋爐水處理 第三節 鍋爐的腐蝕與防護 第四節 鍋爐的化學清洗第一節 鍋爐及其水汽質量標準一、鍋爐的基本組成及其工作過程二、鍋爐水汽質量標準三、低壓鍋爐水質標準四、中、高壓鍋爐的水汽質量標準一、 鍋爐的基本組成及其工作過程鍋爐是一種產生蒸汽的換熱設備。鍋爐的中心任務：安全可靠、經濟有效地把

4、燃料中的化學能轉換為蒸汽的熱能。 鍋爐的分類：按用途：工業鍋爐、船舶鍋爐、電站鍋爐等；按蒸汽壓力：低壓、中壓、高壓、亞臨界壓力、超臨界壓力鍋爐；按燃料：燃煤、燃油、燃氣鍋爐；按燃燒方式：火床爐、煤粉爐、沸騰爐等；按水汽流動情況：自然循環鍋爐、強制循環鍋爐和直流鍋爐。1.鍋爐的基本組成一般分兩部分：鍋爐本體：保證燃料（煤、氣、油）充分燃燒，同時產生合格的蒸汽。輔助裝置：保證連續可靠地供給鍋爐合格的燃料、空氣和水，并將燃料燃燒后所產生的灰渣和煙氣排出。（1）鍋爐的水汽系統A.水冷壁: 爐膛四周,管徑=5080mm-吸收爐膛中高溫煙氣輻射傳來的熱量,保護爐墻.B.鍋筒: 長圓筒形,管徑=5080mm

5、,下降管、水冷壁管脹接在鍋筒下半部。過熱器管脹接在上半部。蒸汽和水在鍋筒中分離。C.過熱器: =5080mm蛇形管組成,加熱蒸汽為過飽和蒸汽,以減少供熱管內的冷凝損失或提高電站的效率.D.省煤器: 平行的蛇形管組成,=5080mm，加熱給水以提高溫度，也提高效率。（2）鍋爐的燃燒系統 室燃爐/煤粉爐A.爐膛: 燃料與可燃氣體燃燒的空間，又稱燃燒室。爐膛或煙道用爐墻密封，以隔絕火焰和煙氣與外界大氣，起保溫作用。 B.燃燒器: 保證燃料進入爐膛后能迅速著火和完全燃燒,并使火焰很好地充滿整個爐膛容積.C.空氣預熱器: 在鍋爐出口，對空氣進行預熱，既利用了排出煙氣的熱量，又可改善燃燒。（3）鍋爐的輔助

6、組成磨煤裝置：將原煤磨制成合格的煤粉，并用熱風將煤粉經一次風管送至燃燒器供爐膛燃燒。送風裝置：將冷空氣送至預熱器加熱，供給燃料燃燒和輸送煤粉所用的空氣。引風裝置：將爐子中排出的煙氣排到大氣中去。給水裝置：包括給水泵、給水管道及水處理設備。燃料供應裝置：將燃料由儲煤場送到鍋爐房，包括裝卸和運輸機械等。除灰裝置：從鍋爐中除去灰渣并送出電廠。除塵裝置：除去鍋爐煙氣中的飛灰，改善環境衛生。布置在鍋爐與引風機之間，有布袋式、機械式、水膜式及電除塵器。自動控制與儀表：包括熱工儀表及自動控制設備。2 鍋爐的工作過程 包括三個同時進行的過程： A.燃料的燃燒過程 B.煙氣向水、汽的傳熱過程 C.水的汽化過程

7、A.燃料的燃燒過程 煤粉在高溫下釋放出揮發分，揮發分燃燒完后，焦炭才開始點燃。焦炭和氧接觸后首先在表面氣化產生CO和CO2， CO2和介質中的水汽使焦炭氣化，從而使固體焦炭轉變為氣體狀態加速燃燒過程。燃燒反應由緩慢的表面反應轉變為迅速的空間反應。 燃燒反應主要是反應物和中間活性物起反應。 燃料完全燃燒的三個條件:溫度、空氣、混合和時間。 B.煙氣向水、汽的傳熱過程 生成的高溫火焰和煙氣通過輻射傳遞熱量給四周的水冷壁，水冷壁以對流的方式將熱量傳給管內的水。煙氣還流經過熱器、再熱器、省煤器及空氣預熱器等，溫度逐漸降低。 水冷壁管內水溫上升，逐漸吸熱、汽化，產生水蒸氣，經汽水分離器后進入過熱器。 C

8、.水的汽化過程 給水經水泵、除氧、加熱后進入省煤器。在省煤器中被加熱進入汽鍋。水沿下降管、下聯箱進入水冷壁吸熱汽化形成汽水混合物進入汽鍋。蒸汽經分離器進入過熱器加熱。 3 鍋爐的水循環 在自然循環鍋爐的蒸發部分中，工質的流動是借于自然推力水和汽水混合物的密度差。 水循環系統的要求：選用合適的水冷壁和下降管合理布置水冷壁下降管布置在爐壁外完全不受熱4 鍋爐的基本參數 鍋爐的作用是產生一定數量和參數的蒸汽，在鍋爐的規范中，以單位時間內產生的蒸汽量和所產生的蒸汽的參數來表示鍋爐的基本參數。蒸發量（(t/h):每小時所產生蒸汽的噸數。額定蒸發量：在規定的出口壓力、溫度和保證效率下長時期內能維持正常工作

9、的最大蒸發量，也稱最大長期蒸發量；經濟蒸發量：鍋爐機組具有最高效率時的蒸發量，一般為額定蒸發量的7580%。蒸汽鍋爐容量D：每小時所產生的額定蒸汽量，t/h。采暖鍋爐容量Q：每小時產生的額定產熱量，MW。蒸汽的參數：指鍋爐出口處（即過熱器出口）蒸汽的額定壓力(MPa)和溫度(）。低壓鍋爐 蒸汽壓力2.5MPa,蒸汽溫度400；中壓鍋爐 蒸汽壓力6.0MPa,蒸汽溫度400450；高壓鍋爐 蒸汽壓力614MPa,蒸汽溫度460540；超高壓鍋爐 蒸汽壓力14MPa,蒸汽溫度540570；亞臨界壓力鍋爐 蒸汽壓力1718MPa,蒸汽溫度540570返回二、 鍋爐水、汽質量標準 使用合格要求的水質，

10、是鍋爐能夠安全、經濟、可靠而穩定運行以及產出合格蒸汽或熱水的前提。水質不良會導致鍋爐損壞。1 鍋爐用水名稱原水：生水，未經任何處理的天然水或城市自來水，作為鍋爐補給水的水源。鍋爐補給水：經處理后用來補充鍋爐汽水損失的水。根據處理工藝有：澄清水：去除了原水中懸浮雜質的水；軟化水：去除了原水中鈣鎂離子的水；除鹽水：去除了原水中鹽類離子的水；凝結水：鍋爐產生的蒸汽用于汽輪機作功后，經冷卻水冷凝成的水，以及石化生產過程中經分離后蒸汽冷凝的水。給水：送進鍋爐的水。有汽輪機的凝結水、補給水、生產返回水和各種熱力設備的疏水等。鍋水：在鍋爐本體的蒸發系統中流動的受熱沸騰而產生蒸汽的水。排污水：為了保證鍋水在一

11、定濃度范圍內運行，從而防止鍋爐結垢和改善蒸汽品質，需從汽鍋中排放掉一部分鍋水，以排走由給水帶入的鹽分和鍋內的沉渣，這部分排出的鍋水稱為排污水。疏水：各種蒸汽管道和各種熱力設備中的蒸汽凝結水。減溫水：調節過熱器出口蒸汽在允許范圍內，以保證過熱器管壁溫度不超過允許的工作溫度，而采用混合減溫時引入的水。2 用水水質不良對鍋爐的危害形成水垢導致鍋爐受熱面金屬的損壞，降低鍋爐使用壽命；減少受熱管內流通截面，增加管內水循環的流動阻力；降低熱效率，增加煤耗量或降低鍋爐出力；增加化學清洗次數，多消耗化學清洗藥劑；導致金屬腐蝕。導致鍋爐金屬腐蝕 鍋水中游離氫氧化鈉過高或pH低，又含有較多中性鹽的情況下會導致金屬

12、腐蝕。易使蒸汽品質惡化 鍋水含鹽量高會發生汽水工騰現象，污染蒸汽。在壓力較高的鍋爐中，硅等會選擇性地溶解在蒸汽中。3 鍋爐水汽質量標準低壓鍋爐水質質量標準水力發電機組及蒸汽動力設備水氣質量標準 廢熱鍋爐的水質標準第二節 鍋爐水處理 鍋爐用水外界水，雜質： a.肉眼可見：泥沙、粘土等懸浮物，d 10-4mm，可過濾分離。 b.肉眼不可見：膠體物質（分子離子的集合體），d=10-610-4mm不能過濾分離。 溶解物質（離子）及氣體，d 飽和極限時析出的離子的含量，= 非碳酸鹽硬度H = HT+ HFT 2. 堿度A：水中能接受H+物質的量，eg. OH-、HCO3-、CO32-等若酸鹽，mmol/

13、l； 什么是相對堿度？ HT屬于可見堿度 Na+鹽堿度與HFT不能共存eg. Na2CO3(NaOH) + CaSO4 3. pH值： 酸堿性指標自然水：；給水： 7；鍋水：10124. 溶解氧：控制溶解氣體對受熱面的腐蝕，mg/l 控制亞硫酸根的濃度5. 鍋水含鹽量：水中各種鹽類含量的總和，影響蒸汽帶水的指標，mg/L二、給水的軟化處理Na+離子交換軟化(用比Ca2+、Mg2+離子更活潑的離子將其置換，使水軟化） 離子交換劑陽離子+ 陰離子R-有Na+、H+、NH4+等陽離子， 復合陰離子根,為不溶置換水中的結垢離子 于水的高分子化合物， eg. 合成樹脂(2) 特點可除硬度= 可軟化不能除

14、堿 軟水的含鹽量略有上升(3) 交換劑再生 用NaCl溶液(58%)流經失效的交換劑層，還原 實際用量= （）理論用量2. Na+交換設備（固定床）交換劑層固定不動，原水由上而下流經交換劑層筒體交換劑(1) 順流式再生再生液由上向下流經交換劑層 運行步驟:軟化：原水由上而下 (2) 反洗：原水由下而上，松動交換劑層，帶出層內雜質 (3) 再生（還原）：鹽液由上而下，恢復交換劑軟化能力 (4) 正洗：原水由上而下，消除殘余再生液和再生生成物特點:運行具有周期性，間斷性出水，至少2個交換罐切換使用，或1個交換器：軟水箱容量足夠維持交換器“反洗再生正洗”時間內的鍋爐用水量， 傳統系統圖2) 下層交換

15、劑層再生程度低（為什么？）(2) 逆流式再生再生液由下向上流經交換劑層（下層交換劑再生效果好，出水品質好）防止交換劑層亂層：a中間排水裝置b 壓實層（失效樹脂）c 加頂壓（壓縮空氣）運行步驟：a軟化 b 小反洗c 排水 d頂壓f 再生 g 逆流沖洗h小反洗 i 正洗 3 H-Na離子交換除堿三、水的除氣原理氣體溶解定律: 亨利定律（氣體在水中的溶解度與該氣體在汽水界面上的分壓成正比）除氣設備熱力除氧器 運行原理：通過加熱使水沸騰，使溶于水中的氣體 解析出來。 結構：除氧頭（脫氣塔）+ 除氧水箱（貯水箱）淋水盤式噴霧填料式四 排 污1 目的：排出鍋水中沉積物和過多的堿量、鹽量，避免化 學腐蝕2

16、方式：定期排污排出沉淀物，布置于鍋筒、集箱底 部。 連續排污排出鹽分、堿分，布置于鍋筒最低水 位下方（一般可利用排污水熱量后再排污）第三節 鍋爐的腐蝕與防護一 給水系統的腐蝕及防止二 汽包鍋爐水汽系統的腐蝕、結垢及防止三 鍋爐化學清洗一 給水系統的腐蝕及防止（一） 給水系統的腐蝕（二） 給水系統腐蝕的防止（一）給水系統的腐蝕 給水系統中流動的水雖然較純凈，但其中含有O2和CO2，這兩種氣體是引起給水系統中金屬腐蝕的主要因素。1 溶解氧(DO)腐蝕腐蝕特征 給水系統發生氧腐蝕時，表面形成許多小型鼓包，直徑不一，稱之為潰瘍腐蝕，鼓包顏色由黃褐色至磚紅色不等，次層則是黑色粉末狀物，這些均為腐蝕產物，

17、主要是鐵的氧化物。腐蝕部位 如果除氧工作不善，在給水管道和省煤器中常能看到這種腐蝕形態。 凝結水系統不易發生氧腐蝕。雖然凝汽器汽側是在負壓運行，總有少量空氣漏入，使凝結水中含有微量氧，但凝結水的含氧量一般小于50g/L，而且溫度低，含鹽量小，微量氧不致引起嚴重的腐蝕。 2 游離CO2的腐蝕腐蝕特征 鋼材受游離CO2腐蝕而生成的腐蝕產物都是可溶的，所以其特征是金屬均勻地變薄，這種腐蝕雖不致很快引起金屬的嚴重損傷，但大量腐蝕產物進入鍋內會引起鍋內結垢和腐蝕等問題腐蝕部位 熱力設備汽水系統中的二氧化碳來源于補給水和漏入汽輪機凝結水中的冷卻水帶入的碳酸化合物，碳酸化合物進入鍋內會全部發生分解，生成CO

18、2： 2HCO3-CO2H2OCO32- CO32- H2O CO22OH- 在熱力系統中，最易發生CO2腐蝕的部位是凝結水系統，由于凝結水較純，只要含少量CO2，其pH值就會顯著降低。 3 同時有溶解氧和游離CO2的腐蝕 在給水系統中，若同時含有O2和CO2，鋼的腐蝕會更嚴重，這是由于O2的電極電位高，易形成陰極，侵蝕性強； CO2具有酸性，破壞保護膜。這種腐蝕的特征是金屬表面往往沒有腐蝕產物，但腐蝕速度很快。 在凝結水和疏水系統都可能發生O2和CO2同時存在的腐蝕。而對于給水泵，因其是除氧器后第一個設備，所以當除氧不徹底時更易發生這類腐蝕。（二）給水系統腐蝕的防止 為了防止給水系統的腐蝕，

19、通常采用的方法是除去給水中溶解氧并提高pH，這種方法稱之為“給水堿性水規范”。1熱力除氧除氧原理 由亨利定律可知，氣體在水中的溶解度與此氣體在氣水界面上的分壓成正比，所以，水溫升至沸點，氣水界面上水蒸氣分壓增大而其他氣體減小甚至為0，這時水中原有的各種溶解氣體都分離出來。 熱力除氧器不僅能除去水中溶解氧，而且可除去其他溶解氣體如游離CO2，而且還會使水中HCO3-發生分解，這是因為除去了游離CO2，下述平衡被打破： 2HCO3-CO2H2OCO32-運行注意事項水應加熱至沸點解吸出來的氣體應能通暢地排走送入的補給水量應穩定并列運行的各臺除氧器負荷應均勻 2 化學除氧 熱力除氧后，給水中DO可降

20、至7g/L以下，仍能引起相當嚴重的腐蝕，因此要用化學法消除水中的殘氧。（1）聯 胺除氧原理 聯胺是一種還原劑，可將水中DO還原N2H4O2N22H2O 反應產物N2和H2O對熱力系統沒有任何害處。 除了與O2反應外，聯胺在高溫（200以上）水中可將Fe2O3、CuO等還原，6 Fe2O3 N2H4 4 Fe3O4N2 2H2O2 Fe3O4 N2H4 6 FeO N2 2H2O2 FeO N2H4 2Fe N2 2H2O4 CuO N2H4 2 Cu2O N2 2H2O2 Cu2O N2H4 4Cu N2 2H2O 聯胺的這些性質可以用來防止鍋內結鐵垢和銅垢除氧條件必須使水有足夠的溫度 溫度越

21、高，反應越快，溫度低于50，聯胺與O2反應速度很慢；溫度高于100 時，反應已明顯加快；溫度大于150 ，反應速度很快。必須使水維持一定的pH 聯胺必須在堿性水中才能是強還原劑，它與O2的反應速度與水的pH密切相關，pH在911時，反應速度最大。必須使水中N2H4有足夠的剩余量 在pH和溫度相同時， N2H4過剩量越大，反應速度越快，除氧所需時間越少，但不宜過多，否則可能使未反應N2H4進入蒸氣。 綜上所述，聯胺除氧的合理條件為：150以上的溫度，pH為911的堿性介質和適當的N2H4過剩量。加藥藥品 通常使用的聯胺是40的N2H4H2O溶液加藥量 N2H4的加藥量通常按從省煤器入口所采得的給

22、水水樣中剩余N2H4含量來控制。一般地，給水中過剩N2H4含量可控制在2050g/L。加藥點 N2H4大都加在給水泵的低壓側，即除氧器出口處，以有利于藥液和水的混合。（2）亞硫酸鈉除氧原理 Na2SO3也是一種還原劑，能與水中DO反應： 2 Na2SO3 O22 Na2SO4 由上式可見， Na2SO3除氧會增加水中含鹽量。除氧的技術問題影響反應速度的因素 Na2SO3與氧的反應速度不僅受溫度、 Na2SO3過剩量的影響，而且與水中其他物質的催化或阻化作用有關。溫度越高，反應速度越快， Na2SO3過剩量越大，反應速度越快。Ca2+、Mg2+、Mn2+、Cu2+等對除氧反應有催化作用，而有機物

23、和SO42-會減慢其反應速度。Na2SO3的分解 溶液在高溫時可能發生分解， 4 Na2SO3 3 Na2SO4 Na2S （a） Na2S2H2O 2NaOH H2S （b） Na2SO3 H2O 2NaOHSO2 （c） 如，當鍋內壓力為時， Na2SO3會發生 （c）式的分解反應，產生SO2等氣體進入蒸氣。當SO2和H2S等氣體進入汽輪機后就會腐蝕汽輪機葉片、凝汽器等。因此， Na2SO3除氧只能用在中低壓鍋爐，高壓鍋爐不能使用Na2SO3除氧，可用N2H4。（3）催化聯胺催化聯胺就是在聯胺中添加了催化劑，大大提高了N2H4和O2的反應速度，尤其是在水溫較低時。催化聯胺中的催化劑大都是有

24、機化合物，主要是以下幾類：醌的化合物、芳胺和醌的混合物、1-苯基-3-吡唑烷酮、對氨基苯酚等，一般添加量極其微小。催化聯胺在國外應用較為普遍。（4）有機除氧劑碳酰肼 碳酰肼是聯胺和CO2的衍生物， 除氧反應與N2H4相似，但反應分兩步，(N2H3)2COH2O 2N2H4CO2N2H4O2N22H2O肟類除氧劑 如甲基乙基酮肟、丙酮肟、乙醛肟等。其除氧反應， 除此之外，肟類除氧劑還是金屬鈍化劑，他們與Fe2O3、CuO反應生成保護性氧化物，防止金屬腐蝕，2R1R2CNOH6Fe2O32R1R2CO4Fe3O4N2OH2O2R1R2CNOH4CuO 2R1R2CO2Cu2ON2OH2O異抗壞血酸

25、 也是一種強還原劑，有除氧作用及鈍化作用羥胺類化合物 如二乙基羥胺，是一種強還原劑，與O2反應速度比N2H4更快。 3 調節給水的pH值 隨著水的pH值增大，鋼鐵的腐蝕明顯減少。若單從鋼鐵考慮，給水的pH值應高于9，但在pH9時，銅的腐蝕增大，所以全面考慮一般把給水的pH值調節在的范圍，調節方法是加氨或胺。（1）給水氨處理氨處理原理 NH3具有不會受熱分解和易揮發的性能。NH3調節pH的原理是NH3可與水中CO2反應，NH4OHH2CO3NH4HCO3H2ONH4OH NH4HCO3 (NH4)2CO3H2O氨處理帶來的問題 NH3是一種揮發性物質，在熱力系統中，NH3的流程與CO2相似，但N

26、H3和CO2的分配系數有差別，即在汽水兩相共存時，NH3在汽相、水相中的比值與CO2的不同，所以用NH3處理時，會出現某些地方NH3過多，另一些地方NH3過少。因此，不能用NH3作為解決給水因有利CO2而pH過低問題的唯一措施，而應首先盡可能降低給水中碳酸化合物含量，再進行加氨處理。 加NH3處理常使人擔心會不會引起黃銅的腐蝕，因為水中有NH3存在時，它會與Cu2+、Zn2+形成Cu(NH3)42+、Zn(NH3)42+，這樣使原來不溶于水的Cu(OH)2保護膜溶解，破壞其保護作用而使黃銅遭受腐蝕。實踐證明，水中含有NH3并含有氧化性物質如DO時，確有可能發生這種腐蝕。所以再用NH3處理時，首

27、先應保證汽水系統中含氧量非常低，且加氨量不宜過多。為了保持給水的pH在的范圍內，給水中含氨量通常在以下。（2）給水有機胺處理 胺是氨的衍生物，用于給水處理的胺，按其用途不同分為中和胺和膜胺兩類。中和胺 這類胺用來中和給水中的酸性物質，應具有堿性、揮發性以及不與Cu2+、Zn2+形成絡離子的性能。常用的中和胺嗎啉 又稱對氧氮己烷、莫福林環己胺 缺點： 價格高，溫度高于510條件下，中和胺在蒸氣中可能發生分解，不適于高參數鍋爐。膜胺 是一類大分子量的烷胺，CnH2n+1NH2，常用的膜胺：十八烷胺、十六烷胺和癸胺。防腐原理 膜胺能在金屬表面吸附形成單分子層的保護膜，使水和金屬表面完全隔離，因而防止

28、了O2和CO2對金屬的腐蝕。此外膜胺有較強的滲透性，能透過金屬表面上的鐵銹而在金屬表面形成保護膜，所以膜胺可用在已發生腐蝕的水汽系統中。投加量 膜胺投加量與水汽系統CO2含量無關，只要加入量足以使金屬表面生成完整的保護膜即可。缺點 不能用于高參數鍋爐，膜胺在高溫下分解。4 給水氧化性水化學工況 對于超臨界壓力機組和亞臨界壓力直流機組，前述的水質調節處理方法（亦稱為給水還原性水化學工況）的防腐蝕效果不能完全滿足機組的安全、長期運行。為此，開發了給水氧化性水化學工況。原理 通常，DO是一種對金屬有腐蝕性的物質，但當水中含鹽量非常小，以至電導率小于時，DO就不再對鋼鐵有腐蝕性，相反，DO能促使鋼鐵表

29、面形成保護膜，從而抑制腐蝕。比如，若電導率為，DO越大，腐蝕速度越小 基于此原理，在水質極純且呈中性或弱堿性條件下，向水中加入適量O2或H2O2，使鋼鐵表面生成保護膜，可防止給水系統的腐蝕。水質條件 電導率 pH： DO：50250g/L二、 汽包鍋爐水汽系統的腐蝕、 結垢及防止 （一）水汽系統的腐蝕及防止 （二）水垢的形成及鍋爐水磷酸鹽處理（一）水汽系統的腐蝕及防止 鍋爐水汽系統如果發生較嚴重的腐蝕，那么由于鍋內高溫高壓的作用，極易導致爆管事故，所以防止水汽系統的腐蝕是一個很重要的問題。水汽系統可能發生的腐蝕類型如下。 1 氧腐蝕 在正常情況下不會有大氣侵入鍋內，而即使給水中帶有微量的氧也往

30、往在省煤器中就消耗完了，所以鍋內不會發生氧腐蝕。但如果除氧器運行不正?；蝈仩t停用期間無防護，就有可能發生氧腐蝕。 2 沉積物下腐蝕腐蝕原理 當鍋內金屬表面附著有水垢或水渣時，在其下面會發生嚴重的腐蝕，稱之為沉積物下腐蝕，這是高壓鍋爐內常見的一類腐蝕。其可分為酸性腐蝕、堿性腐蝕兩種類型。（1） 酸性腐蝕 若爐管的向火側已沉積了一層沉積物，而爐水中有MgCl2和CaCl2等物質，當沉積物下的爐水蒸發濃縮時， MgCl2、CaCl2等發生以下反應， MgCl22H2OMg(OH)22HClCaCl22H2OCa (OH)2 2HCl Mg(OH)2、 Ca (OH)2 形成了新的沉積物，而沉積物下濃

31、縮的爐水中積累了很多的H+，這樣沉積物下會發生酸性水對金屬的腐蝕， 陽極反應 Fe Fe2+2e 陰極反應 2H+2e 2H H2 由于陰極反應發生在沉積物下，產生的H2不能很快擴散到汽水混合區域，因此在管壁和沉積物之間積累了多余的氫，一部分氫可能擴散到金屬內部，與碳鋼中的碳化鐵（滲碳體）發生反應：Fe3C2H23FeCH4 因而造成碳鋼脫碳，金相組織受到破壞，并且CH4會在金屬內部產生應力，使金相組織產生裂紋。（2）堿腐蝕 如果鍋水中有游離NaOH，那么沉積物下會因爐水濃縮而形成高濃度的OH-。在高pH下，鋼鐵表面的Fe3O4保護膜被溶解而破壞 Fe3O44NaOH2NaFeO2Na2FeO

32、22H2O 另一方面，高pH下，Fe與NaOH直接反應 Fe2NaOH Na2FeO2H2 這就是堿腐蝕防止措施鍋爐要定期清洗以除去管壁上的沉積物提高給水水質，防止給水系統腐蝕而使給水中銅鐵含量增大盡量防止凝汽器泄漏。酸性腐蝕中MgCl2、CaCl2的主要來源就是凝汽器泄漏而導致冷卻水進入。堿性腐蝕中的NaOH也是由于冷卻水泄漏把碳酸鹽帶入給水中，在鍋內高溫下，碳酸鹽發生下列反應：2HCO3-CO2H2OCO32-CO32- H2O CO2OH-HCO3- CO2OH-調節鍋爐水質，消除或減少爐水中的侵蝕性雜質，如實行鍋水的協調pH磷酸鹽處理，消除爐水中的游離NaOH做好鍋爐的停用保護工作，防

33、止停用腐蝕3 水蒸氣腐蝕腐蝕原理 當過熱蒸汽溫度達到450時，蒸汽即與碳鋼發生反應，在450570 之間，他們反應的產物是Fe3O4 ，3Fe4H2O Fe3O4 4H2 當溫度到570 以上，反應產物是Fe2O3，Fe H2O FeO H22FeO H2O Fe2O3 H2腐蝕部位 在鍋爐內，發生汽水腐蝕的部位一般在汽水停滯部分和蒸汽過熱器中。防止方法 消除鍋爐中傾斜度較小的管段，保證汽水的正常循環；對于過熱器，如溫度過高，應采用特種鋼材制造，如耐熱的奧氏體不銹鋼。 4 應力腐蝕 當金屬除了受某些侵蝕性介質的作用外，同時還受機械應力的作用時，會發生裂紋損壞，稱為應力腐蝕。 鍋爐金屬的應力腐蝕

34、有以下幾種：疲勞腐蝕、應力腐蝕開裂、苛性脆化。腐蝕疲勞定義 金屬在交變應力作用下發生的一種應力腐蝕。在鍋爐汽包的管道結合處，因金屬局部受到交變冷熱應力的作用，會發生腐蝕疲勞。防止方法 防止發生腐蝕疲勞可以從消除應力方面著手，例如在汽包的給水管接頭處加裝特殊的保護套管，使汽包壁上管孔處的金屬不與給水進水管直接接觸，而在其間隔著一層蒸汽或爐水，消除溫度的劇變。應力腐蝕開裂定義 應力腐蝕開裂是奧氏體鋼在應力和侵蝕性介質作用下發生的腐蝕損壞。所謂侵蝕性介質主要是指氯化物、氫氧化鈉和硫化物等。應力腐蝕開裂主要發生在高參數鍋爐的過熱器和再熱器等奧氏體鋼部件上。防止措施 制造、安裝和檢修時應盡可能消除鋼材內

35、應力，在鍋爐化學清洗或部件水壓試驗時，要小心避免含有氯化物、硫化物、氫氧化物的水溶液進入或殘留在過熱器、再熱器管子中，對于U型彎頭處應特別留意?？列源嗷x 由于水中的苛性鈉使受腐蝕的金屬發生脆化，稱之為苛性脆化。鍋爐苛性脆化不易察覺，當觀察到裂紋時，金屬的損傷已達到嚴重的程度，輕者使鍋爐不能使用，重者發生鍋爐爆炸。防止措施維持一定的相對堿度。相對堿度指鍋水重游離NaOH量和總含鹽量之比，對于中低壓鍋爐，控制爐水相對堿度小于不會發生苛性脆化。實施鍋爐水協調pH磷酸鹽處理。鍋爐水協調pH磷酸鹽處理可以消除鍋爐水中的游離NaOH，因而可防止苛性脆化的發生，此法適用于高壓和超高壓鍋爐。（二）水垢的形

36、成及鍋爐水磷酸鹽處理 鍋爐水中形成的水垢種類主要有鈣鎂水垢、硅酸鹽水垢、氧化鐵垢、銅垢等。為了防止水垢的形成，必須對鍋爐給水進行嚴格處理，盡量減少成垢離子的量，另外就是采用鍋內加藥的方法進行水質調節以防止水垢的形成，最常用的鍋內水質調節方法是磷酸鹽處理。1 磷酸鹽防垢處理原理 在鍋爐水中經常維持一定量的磷酸根，由于鍋爐水處在沸騰條件下，而且堿性較強（pH一般在911范圍內），因此，爐水中的鈣離子與PO43-會發生下列反應， 10Ca2+6 PO43-2OH-Ca10(OH)2(PO4)6 生成的Ca10(OH)2(PO4)6是一種松軟的水渣，易隨鍋爐排污排除，不會黏附在鍋內變成水垢。常用藥品

37、采用磷酸鹽對鍋爐水進行處理時，常用的藥品是Na3PO412H2O。有時由于鍋爐水堿度太高，為降低鍋爐水的堿度，可采用Na2HPO4處理，可消除部分游離NaOH： Na2HPO4 NaOHNa3PO4H2O鍋爐水中的PO43- 為了防止在鍋爐中產生鈣垢，鍋爐水中必須維持足夠的PO43-量，而PO43-量究竟該維持多少，目前還估算不出，主要憑實踐經驗來定。 鍋爐水中的PO43-不應太多，否則會引起諸多不良后果：增加鍋爐水的含鹽量，影響蒸汽品質有生成Mg3(PO4)2的可能容易在高壓和超高壓鍋爐中發生Na3PO4的“隱藏”現象Mg3(PO4)2的生成 隨給水進入鍋內的Mg2+量是很少的，在沸騰的堿性

38、鍋爐水中， Mg2+會和SiO32-發生下列反應： 3Mg2+2SiO32-2OH-H2O3MgO2SiO22H2O蛇紋 生成的蛇紋石呈水渣形態，易隨排污而排除。但當鍋爐水中PO43-過多時，有可能生成Mg3(PO4)2。由于Mg3(PO4)2在高溫水中的溶解度非常小，能黏附在爐管內形成二次水垢 磷酸鹽隱藏的實質 在鍋爐負荷增加時，鍋爐水中的磷酸鹽一部分從水中析出，沉積在爐管管壁上，結果爐水中的磷酸鹽濃度降低，而在負荷減小時，沉積在爐管管壁上的磷酸鹽又被溶解下來，使爐水中的磷酸鹽濃度重新增高。由此可見，出現磷酸鹽隱藏現象時，在爐管管壁上必有磷酸鹽的附著物形成，其危害性與水垢相似。 2 協調pH

39、磷酸鹽處理 協調pH磷酸鹽處理不僅能防止鈣垢的析出，而且能防止爐管的腐蝕。原理 協調pH磷酸鹽處理就是除了向汽包中添加Na3PO4外，再添加其他適當的藥品，使鍋爐水既有足夠的pH和維持一定的PO43-含量，又不含有游離NaOH，怎樣保證不含有游離NaOH呢？ 如果向鍋爐水中加入Na2HPO4，使之與NaOH發生反應： Na2HPO4 NaOHNa3PO4H2O 只要Na2HPO4足量， NaOH均可以變成Na3PO4而消除。但當發生磷酸鹽暫時消失時，鍋爐水中又會出現游離NaOH： Na3PO42O NaHPO40.15 NaOH 因此Na2HPO4的添加量不能簡單地由鍋爐水中游離NaOH量決定

40、，而必須考慮出現磷酸鹽暫時消失時的情況。 為了描述水中不同組分的磷酸鹽，人們給出了一個比值Na/PO4（R），它代表磷酸鹽溶液中Na+、PO43-的摩爾比。例如Na3PO4溶液中R為3， Na2HPO4溶液中R為2， Na3PO4 Na2HPO4混合液中R為23。研究表明，當磷酸鹽溶液中Na/PO4小于大于時，即使發生磷酸鹽暫時消失現象，爐管管壁邊界層也不會產生游離NaOH，這樣可避免爐管管壁發生堿性腐蝕。 為了防止爐管有發生酸性腐蝕的可能性，必須保證鍋爐水的pH較高。此外，考慮到高壓和超高壓鍋爐爐水中含有少量NH3，為了減小NH3所產生的影響，R的下限定位較合適，即爐水的R在的范圍內。此外，

41、還要保證爐水的pH值在合適的范圍內。水質控制 在進行鍋爐水協調pH磷酸鹽處理時，要精確測定爐水的pH（25）和PO43-，要求測試結果有效數字為兩位，并嚴格控制在所謂的“安全區”內，安全區可由pH PO43-濃度圖獲得。 高壓鍋爐實施協調pH磷酸鹽處理時，爐水水質控制如下： pH（25）， PO43-為410mg/L， Na/PO4：。鍋內加藥配方 配方應由爐水水質條件決定。例如如下兩種情況：爐水中有游離NaOH，即爐水中Na/PO4大于。此時鍋內處理應由原來的Na3PO4單一配方，改為Na3PO4 Na2HPO4配方，調節Na/PO4在之間。爐水中PO43-已達到10mg/L，但爐水pH仍低

42、于9，鍋內處理應由原來的Na3PO4單一配方，改為Na3PO4NaOH配方。第四節 鍋爐化學清洗一、堿洗二、酸洗三、漂洗與鈍化清洗目的 化學清洗的目的在于除去鍋爐金屬受熱面上積聚的氧化鐵垢、鈣鎂水垢、銅垢、硅酸鹽垢和油垢等，以免鍋內沉積物過多而影響鍋爐的安全運行。 怎樣確定鍋爐需要進行化學清洗 在大修前的最后一個小修中，割開水冷壁管測垢量，當水冷壁管內沉積物達到或超過下表的極限時，應進行化學清洗。 上述并非硬指標，而應根據實際情況合理調整。爐型汽 包 爐直流爐主蒸汽壓力MPa12.64沉積物量g/m2600900400600300400200300鍋爐化學清洗的一般工藝步驟 水沖洗堿洗水沖洗酸

43、洗水沖洗 漂洗鈍化一、堿洗目的 堿洗又稱為堿煮，主要是除去油污和一些堿溶性沉積物，同時可改善被清洗設備表面的潤濕性，松動某些致密的垢層。原 理使硅化合物變為可溶性物質 利用堿液中的OH-或磷酸鹽水解生成的OH-與硅化合物反應，使之轉化為可溶性物質。Na3PO4H2O Na2HPO4+NaOHNa2HPO4H2O NaH2PO4+NaOH2NaOHSiO2 Na2SiO3 H2O皂化除油潤濕表面 NaOH能與動植物油脂反應，生成甘油和肥皂：(C17H35COO)3C3H53NaOH3C17H35COOHC3H5(OH) 皂可進一步改善水溶液對垢層的潤濕性能。轉化溶解硫酸鹽垢 CaSO4屬強酸強堿

44、沉淀鹽，不能用強酸溶解。磷酸鹽、NaOH可使CaSO4轉型并呈孔隙狀，提高酸洗效果。3CaSO42Na3PO42Ca3(PO4)23Na2SO4CaSO42 NaOH Ca(OH)2Na2SO4 此外，堿煮若用Na2CO3，則Na2CO3可與CaSO4、CaSiO3等難溶于酸的物質在較高溫度下反應，使之轉化為CaCO3，再用酸洗。CaSO4 Na2CO3 CaCO3 Na2SO4CaSiO3 Na2CO3 CaCO3 Na2SiO3 堿煮藥劑 一般選用Na3PO4和Na2HPO4，為增加除油效果，可適當添加潤濕劑，如0.8% Na3PO412H2O Na2HPO4除油劑。 NaOH和 Na2C

45、O3也可作為清洗劑，但對于大型發電鍋爐一般不用NaOH和 Na2CO3，主要是為了減少清洗時的游離OH-，因此NaOH和 Na2CO3的清洗多用于中小型鍋爐。 清洗工藝 將清洗劑通過清洗泵注入鍋爐和省煤器至鍋筒最高水位，開啟爐水循環泵進行清洗。建筑時間應根據鍋爐內的污臟程度而定，一般在壓力為下持續堿煮1214小時。 煮爐液應定期取樣，分析堿度、磷酸鹽和溶解硅酸，同時也應檢查是否存在油脂。若爐水堿度降低至它的初始值的1/2時，應添加煮爐化學藥品以恢復初始濃度。 當煮爐溶液分析結果顯示堿度、磷酸鹽已已達平衡狀態，且取樣中不存在油脂時，鍋爐細活，當鍋筒壓力降至時，打開鍋筒排氣閥和過熱器疏水閥，并保持

46、水循環，待鍋筒壁溫度降至93以下時，停泵排水。二、酸洗1 鹽酸原理 用鹽酸溶液清洗鍋爐水垢和氧化鐵垢，約占鍋爐酸洗量的75，不銹鋼出外，大多數金屬設備均可用HCl清洗。 鹽酸不僅可將沉積物或垢溶解，還可使附著物從金屬表面脫落下來。大多數鈣鎂垢溶于鹽酸中，鹽酸與垢和氧化鐵皮接觸時，首先與基底金屬交界處垢層中的某些物質反應，使垢層和氧化鐵皮成碎片脫落。CaCO32HClCaCl2H2OCO2MgCO3Mg(OH)24HCl 2MgCl23 H2OCO2FeO 2HClFeCl2 H2OFe2O3 6HCl2FeCl33H2OFe3O4 8HCl FeCl2 2FeCl34H2O工藝特點 優點：速度

47、快價格低廢液易處理 缺點鹽酸對低合金鋼的汽包鋼等敏感酸洗后至鍋爐點火吹管時間長，易產生二次銹蝕過熱器及爐前給水系統不能用鹽酸清洗Cu2+較多時，Cu會在金屬表面析出，使鋼鐵表面鍍銅2 氫氟酸原理 HF是弱酸，但HF比HCl、H2SO4、H3Cit等有更強的溶解氧化鐵的能力，主要是因為F-的絡合作用。HF與磁性氧化鐵接觸時首先發生FO交換，繼而進行F-的絡合作用，使氧化鐵皮得以溶解。 當HF與具有絡合能力的有機酸混合使用時，HF中的F-不再具有絡合能力，HF只起催化劑作用，本身并不參加反應，例如HF在H3Cit中的反應，Fe3O4 8HF2Fe3+Fe2+8F-4H2O2Fe3+Fe2+3H3C

48、it 2FeCitHFeCit8H+總反應：Fe3O4 8HF 3H3Cit 2FeCitHFeCit 8HF 4H2O 實際酸洗中，HF起雙重作用，以催化作用為主，次之是絡合作用，所以也要少量消耗HF。 HF是硅垢的唯一酸洗劑，SiO24HF SiF42H2OSiO2 8H+ 6F- SiF62-2H2O工藝特點鍋爐經HF酸洗后，受熱面潔凈，并能獲得暫時的鈍化膜。酸洗后鍋爐啟動后蒸汽品質較好，特別是蒸汽中SiO2含量在一天內即可下降到合格。酸洗時間短，效率高，溶解氧化鐵皮的起始速度高。HF對鋼材均具有良好的適應性，但對鈦材腐蝕嚴重。3 檸檬酸機理 檸檬酸清洗時易產生檸檬酸鐵沉淀，為此一般采用檸檬酸單氨清洗，即將3的檸檬酸溶液用