工業鍋爐水質檢測中的常見問題

劉 娟 楊 麟 孫婷婷 曾 鳴 郭思學 廣州市特種承壓設備檢測研究院

工業鍋爐水質檢測中的常見問題

劉 娟 楊 麟 孫婷婷 曾 鳴 郭思學 廣州市特種承壓設備檢測研究院

本文對工業鍋爐水汽檢測工作經常出現的一些現象予以小結，分析原因和危害，并提出一些建議，對日后的檢驗檢測工作順利開展有一定的借鑒意義。

工業鍋爐 水汽質量 檢驗監測

鍋爐水處理工作的中心任務就是：防止或減緩鍋爐結垢、腐蝕及積鹽等不良現象，從而確保鍋爐安全、經濟運行。為評價和衡量鍋爐安全運行狀況，需要嚴格監督工業鍋爐各種水、汽品質，定期檢測，以便必要時采取措施[1]。本文將廣州市工業鍋爐水汽檢測工作中經常出現的一些現象加以小結，以期交流學習，更好地為工業鍋爐的安全、經濟運行保駕護航。

1 新裝鍋爐水質檢測結果與相應的水處理方式不符

廣州市現有工業鍋爐近5000多臺，由廣州市特種承壓設備檢測研究院（以下簡稱廣州特檢院）承擔鍋爐水質檢測工作，包括運行鍋爐和新安裝鍋爐。

新安裝鍋爐在水處理設備安裝、調試完成后，應接受檢驗檢測機構實施的監督檢驗。檢測項目包括：

1）原水：水處理系統為鈉離子軟化處理：硬度、堿度、氯離子

水處理系統為反滲透或復合除鹽處理：硬度、濁度、電導率。

2）交換器出口水：硬度、氯離子

3）水箱水：硬度、pH值、堿度、氯離子

在水處理設備安裝、調試完成后，客戶送原水、交換器出口水和水箱水水樣到廣州特檢院檢測。在日常的檢測工作中，水質檢測結果與該單位水處理方式不符現象：

（1）2012年4月26號，廣州某使用單位A，其鍋爐型號為LSS0.3-0.8-YQ，水處理型式為全自動（軟化水)。

（2）2012年6月7日，某使用單位B，該鍋爐型號為DZC0.5-0.8-AⅡ，水處理型式為全自動。

（3）2012年7月17日，某使用單位C的鍋爐型號WNS0.5-1.0-Y，水處理型式為固定床（軟化水)。

以上三個單位的水處理設備均為鈉離子交換器，由單位送檢測水樣，檢測結果見表1。原水經過鈉離子交換器后，僅是去除原水中全部或大部分硬度物質，對水樣中的氯離子不起交換作用，因此，交換器出口水和水箱水中氯離子含量應與水處理設備進水氯離子含量相差無幾。而上述三個單位的水質檢測結果卻顯示，交換器出口水和軟水箱水中的氯離子含量均遠遠低于進水氯離子含量，顯然，與該單位的水處理設備類型不符合。

上述情況究其緣由是，客戶為順利拿到鍋爐使用登記證，希望鍋爐水處理設備水質調試報告合格，為此不惜水樣造假。為減少和杜絕此類情況發生，檢驗檢測機構應嚴格把關水質檢測。

表1 工業鍋爐水處理設備監測調試報告部分數據

一是對于不合理或異常的水質檢測結果，應找出緣由，并出具適當的檢驗檢測意見，以確保待測水樣的真實性和代表性。

二是由客戶約檢，檢驗檢測機構安排鍋爐水質取樣員到現場取水樣，及時檢測并出具報告。

2 給水氯離子含量遠大于進水氯離子含量

GB/T 1576《工業鍋爐水質》要求“軟水器再生后出水氯離子含量不得大于進水氯離子含量的1.1倍”。而在日常的檢測工作中，經常出現鍋爐給水中氯離子含量遠大于原水中氯離子含量的1.1倍。

目前我國仍有很多工業鍋爐由于未回用蒸汽冷凝水，給水主要由補給水組成，因此，給水水質往往取決于補給水處理方式和處理質量[1]。工業鍋爐水處理方式種類繁多，大部分為鈉離子交換器，特別是自動軟水器。而大多數自動軟水器的再生操作中，進再生劑和置換為同一工位，進再生劑時間主要取決于鹽箱內鹽液的水位。若水位過高，進再生劑時間長，置換和正洗時間不足，則往往造成水處理設備投運初期出水氯離子含量遠高于進水氯離子含量。氯離子濃度偏高的給水進入鍋爐，造成鍋爐排污率增加，甚至超過標準中上限值。

例如：假設原水中氯離子含量為30mg/L，根據標準計算鍋水氯離子控制標準為小于330mg/L，由于水處理選擇不當或者操作不當，給水氯離子升至50mg/L，導致鍋爐排污率增加了7.9%。以鍋爐正常排污率為10%，則給水氯離子升高后鍋爐的排污率增加至17.9%。

給水氯離子含量增加，鍋水含鹽量也相應的增加。一般情況下，水中的含鹽量愈多，腐蝕速度愈快。且水中的氯離子Cl-為活性離子，會破壞金屬表面保護膜，加快腐蝕速度。其原因是Cl-很容易被金屬表面的氧化物膜吸附，從而替代膜中的氧離子，形成可溶性的氯化物，破壞氧化物膜。當金屬表面的保護膜被破壞，那么金屬表面就會直接暴露在高溫的鍋水中，極容易遭到腐蝕。

減少或避免此類情形的發生，解決方式也較為簡單，即嚴格控制水處理設備再生工藝，定期進行水質化驗，確保給水合格后才能進鍋爐，通過適當的鍋爐加藥和排污，使鍋水也滿足標準中的要求。

3 鍋爐排污率超標

GB/T 1576《工業鍋爐水質》規定：“以軟化水為補給水或單純采用鍋內加藥處理的鍋爐的正常排污率不應超過10.0%，采用除鹽水為補給水的鍋爐正常排污率不應超過2.0%”。降低鍋爐排污率對節能減排的意義非常重大。研究表明，鍋爐排污率每升高1%，鍋爐熱損失約增加1.2%～1.3%。

而部分鍋爐使用單位為了保持鍋內較好的水質，常采取增加排污的做法，有的排污率高達20%～30%，遠高于上限值10%，損失了大量的熱能和水量[2]。

因此，若全國鍋爐的排污率都能降到標準要求，則全年節能節水量將極為可觀。據調研，目前我國工業鍋爐排污率普遍偏高，其原因有五個方面：

1）鍋爐水處理系統設計時沒有根據水源水質選擇合適的水處理方式，導致給水溶解固形物含量較高；

2）蒸汽冷凝水未回用或回用率低，不能有效地降低給水溶解固形物；

3）水處理設備選擇不當或操作失誤，致使交換器出水氯離子含量增高；

4）使用單位未按要求定期化驗水質，盲目排污；

5）水源水質逐年惡化，導致鍋爐排污率呈不斷上升之勢。

因此，降低鍋爐排污率，首要是應改善給水水質。《鍋爐水處理監督管理規則》中明確提出，為了促進鍋爐節能減排，蒸汽冷凝水應當盡可能回收利用，降低排污率。

4 給水、回水中全鐵含量超標

GB/T 1576《工業鍋爐水質》規定了工業鍋爐給水、回水中的全鐵含量上限。

給水中全鐵含量超標有諸多危害，主要有：

1） 容易在高溫受熱面上生產氧化鐵垢，促進金屬腐蝕，且難以清除；

2） 氧化鐵垢既阻礙傳熱，顯著降低鍋爐傳熱效率和出力，又易引發垢下腐蝕，造成金屬管壁減薄、穿孔。

因此，應嚴格監控給水鐵含量，一旦出現給水鐵含量超標，需查明原因及時處理。

（1）補給水中鐵離子含量較高。當采用鐵含量較高的地下水為原水水源時，不僅容易導致水處理設備內樹脂中毒，而且溶液使出水帶有鐵離子。

（2）由生產返回水帶入鐵的腐蝕產物進鍋爐。這主要是給水中重碳酸鹽或者鍋爐加藥時過量的碳酸鹽進入鍋內，在高溫高壓條件下分解產生二氧化碳氣體，加之目前廣州市大部分工業鍋爐無除氧裝置，也較少投加亞硫酸鈉進行化學除氧，致使氧和二氧化碳隨著蒸汽進入熱力系統，對金屬造成腐蝕，有時甚至使生產返回水呈鐵銹色。

（3）水處理設備、再生系統、水箱、管道等未作防腐處理，或者防腐層脫落，使得補給水和給水系統產水腐蝕而使給水鐵含量增加。

廣州市現有工業鍋爐給水鐵含量超標，多數時候源自缺乏適當的防腐緩蝕處理，導致回水中含有較多的腐蝕產物。此外，由于換熱系統裝置及管道因腐蝕泄露還容易造成回水的各種污染。

回水即生產返回水，或蒸汽冷凝水，相當于富含熱量的蒸餾水。回水具有的熱量可達蒸汽全熱量的20%～30%，且壓力、溫度越高，凝結水具有的熱量就越高，占蒸汽總熱量的比例也就越大。此外，回水溶解雜質少，溫度較高，回用作鍋爐給水可顯著降低燃料消耗，提高蒸汽質量、減少補給水量和再生劑消耗量、降低鍋爐排污率，不但節能減排意義重大，而且可帶來巨大的經濟、社會效益。

回水的回收利用前提是保證給水符合GB/T 1576《工業鍋爐水質》要求。目前廣州市約80%的工業鍋爐回水不合格只能排放，無法回收利用[4]。

5 鍋爐停（備）用應做好防銹蝕保養

許多鍋爐使用單位對鍋爐停（備）用應做好防銹蝕保養的意識不夠，鍋爐在運行時腐蝕較少，反而在鍋爐停（備）用期間出現大量的銹蝕。

鍋爐停（備）用腐蝕是發生在金屬表面的均勻腐蝕，易導致運行時鍋爐發生故障，以致鍋爐提前報廢，或縮短其使用壽命。

1）停用腐蝕可在短期內使停用設備表面遭到大面積的腐蝕破壞；

2）沉積在爐管內的停用腐蝕產物會成為設備運行中腐蝕的促進因素；

3）大量附著力差的腐蝕產物會延長鍋爐啟動時間，而且會導致爐管內沉積物形成速度增大。

6 小結

工業鍋爐水質檢測旨在服務客戶，確保鍋爐安全、經濟運行。因此，首要是加強鍋爐水質管理重要性的宣貫，提高工業鍋爐水處理操作工的操作素養，能看懂工業鍋爐水質檢測報告，根據其中的檢測意見及時調整處理，才能確保鍋爐水質符合相應的標準和技術規范的要求，達到安全、經濟生產的目的。

1 李茂東,楊麟,趙軍明.鍋爐水處理技術(第三版).廣州市特種承壓設備檢測研究院,2010：46

2 李茂東《,廣州地區工業鍋爐能耗情況調研報告》,2010

3 李茂東,工業鍋爐司爐教程.廣州市特種承壓設備檢測研究院,2007：287

4 鍋爐水處理及質量監督檢驗技術.中國鍋爐水處理協會, 2012：68－75

Some recurring phenomenon of industrial boilers in water and steam Quality Detection were Enumerated in brief, then the causes and hazards were analyzed as well. For future inspection work smoothly, a number of possible measures were proposed, which would be of certain referential significance.

Industrial boilers Water and steam quality Inspection and detection

2013－06－21）