醫院蒸汽鍋爐水處理方案

顧宇陽

摘 要：本文闡述了醫院蒸汽鍋爐的水質指標，以及對鍋爐水進行水處理的方法。

關鍵詞：蒸汽鍋爐；水處理；水質；硬度；堿度；離子

中圖分類號：TK227.8 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）10-0089-01

蒸汽鍋爐是一種最常見的能量裝換裝置，是用來加熱水和生產蒸汽的設備，被廣泛的應用于電力、機械、化工等工業部門及人們的日常生活中。蒸汽鍋爐一般是低壓小容量鍋爐，其所產生的蒸汽或熱水均不具有過高的壓力和溫度，容量也不大，小型工業蒸汽鍋爐的內部壓力一般在2.5MPa（25個大氣壓）以下，溫度一般為飽和蒸汽溫度（或有過熱，過熱蒸汽溫度也不太高，一般400℃以下）。

1 蒸汽鍋爐的水質

1.1 蒸汽鍋爐的水質標準

蒸汽鍋爐的水質指標根據GB1576-2008《工業鍋爐水質檢測標準》主要分為以下幾大類。

（1）懸浮物：指懸浮在水中的固體物質，標準規定懸浮物含量≤5mg/L。（2）總硬度：水中的鈣鎂離子會在高溫下于鍋爐內壁或管道等處形成水垢，這些鈣鎂離子的總量以總硬度數值衡量，根據GB1576-2008，總硬度應≤0.03mmol/L。暫時硬度。水中的鈣和鎂以重碳酸鹽形式存在時，這些鹽形成的即為暫時硬度，當加熱時，重碳酸鹽分解形成碳酸根離子沉淀，硬度即被去除。永久硬度。但當鈣鎂離子以和處了碳酸根和重碳酸根離子之外的形成鹽類時，比如氯離子，硫酸根離子，硅酸根離子等。該類鹽形成的硬度稱為永久硬度，即使加熱也無法出去永久硬度所包含的鈣鎂離子。（3）總堿度：弱酸鹽類在水中電離呈堿性，包括OH-，CO32-，HCO3-等離子的總和稱為總堿度。部分弱酸鹽會和鈣鎂離子以及絡合物形成低溶解度沉淀，即為水垢。（4）含鹽量：水中各種鹽類總和，單位為mg/L。（5）PH值：水體酸堿性指標。（6）溶解氧：GB1576-2008中規定蒸汽發生量≥6t/h的蒸汽鍋爐必須除氧，含氧量指標應小于0.1mg/L。本醫院的鍋爐蒸汽量<6t/h，故未裝除氧設備，而懸浮物和含鹽量由于測量困難，這三項狀態數值不列入日常監測指標。本醫院進行的鍋爐水質日常監測只包括硬度，堿度&全堿度，PH值。

1.2 硬度與堿度的關系

水中硬度與堿度的測量數值，對于水質的衡量具有極大的參照意義，可以說水質是否達到鍋爐使用標準，基本取決于水中的硬度與堿度。

水中的暫時硬度主要成分為Ca（HCO3）2和Mg（HCO3）2。所以鈣鎂離子形成的堿度等價于水中暫時硬度。換句話說，暫時硬度既組成總硬度，也是形成堿度。水中的永久硬度能與堿性鈉鹽反應生成沉淀，無法在水中以離子態共存。

CaCl2+Na2CO3→CaCO3↓+2NaCl

CaSO4+Na2CO3→CaCO3↓+Na2SO4

當水中硬度大于堿度時，沉淀過后仍舊會殘留有鈣鎂離子，水中存在永久硬度；若水中硬度小于堿度，經過沉淀后永久硬度將趨近于零。

因此堿性鈉鹽有消除永久硬度的能力，鈉離子交換法就是以此為原理軟化水質。

2 蒸汽鍋爐的水處理

蒸汽鍋爐的水處理方式有很多，大致上可以分為鍋外水處理和鍋內水處理。鍋外水處理主要進行鍋爐用水的軟化，通過物理滲透，化學反應或者電化學置換的方式去除水中的鈣鎂離子和溶解氧。而鍋爐內水處理主要通過向鍋爐內部投加化學反應藥劑借以去除爐壁和管壁閥門等處的水垢，以減少水垢對鍋爐各處的腐蝕。

2.1 鍋爐內水處理

本醫院對于鍋爐外水處理設計定制了一套先進成熟的鈉離子交換法水質軟化系統，原水箱中的自來水在軟水器中經過以樹脂離子交換膜制作的離子交換媒介降低硬度，之后進入鍋爐加熱成蒸汽，鹽箱提供用于反沖洗樹脂的鈉鹽溶液，鍋爐中剩余高濃度廢水和軟水器中反沖洗廢液最后均會經由排污擴容器流出。

隨著離子置換過程的不斷進行，樹脂中鈉離子逐漸減少，鈣鎂離子逐漸增多，樹脂進入失效階段。當置換完成的水中出現的鈣鎂離子使硬度達到一定范圍時，離子樹脂完全失效，此時就需要用鈉鹽溶液對樹脂進行反沖洗，將附著在樹脂上的鈣鎂離子用鈉離子替換。使樹脂重新回復置換能力。

2.2 鍋爐外水的后處理

在蒸汽鍋爐運行一段時候后，由于鍋內水分不斷形成蒸汽蒸發，同時外部軟水不斷補充，使得鍋內含鹽量緩慢增加。經過足夠長時間后，鍋內余水被不斷濃縮使得水質的硬度，堿度，氯離子含量超標，此時應當將鍋內余水和沉積物排出，防止濃縮鍋爐水腐蝕內壁。

在本醫院的蒸汽鍋爐系統中，鍋內余水會定時自動通過鍋爐后置的排污擴容器流出，以達到排污的目的。

3 結語

蒸汽鍋爐的內部工作環境是極端惡劣復雜的，內部包含高溫，潮濕，震動，沖擊等工況條件。而水質的變化對鍋爐內部的影響是一個非常緩慢的積累過程，等到水質問題影響到鍋爐安全運行時依然無法挽回。因而鍋爐管理工作人員必須時刻做好鍋爐水質處理的工作，建立健全的鍋爐水質處理機制，加強對鍋爐水質的監管并同時提高管理人員的業務水平。最終的目標便是使得鍋爐水質完全符合GB1576-2008《工業鍋爐水質檢測標準》，以確保蒸汽鍋爐長期，安全，有效，經濟的運行。

參考文獻

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