淺析工業(yè)鍋爐水質(zhì)對鍋爐安全運行的意義

胡松 羅培信 高翔 翟瑞峰

[摘 要]鍋爐是工業(yè)生產(chǎn)中常用的換熱設(shè)備，能為生產(chǎn)提供熱能。鍋爐水質(zhì)的好壞直接影響鍋爐的安全運行，在此就鍋爐水質(zhì)幾項重要指標(biāo)：硬度、堿度、pH酸堿度、溶解氧、氯離子含量做簡要介紹，以期為鍋爐安全運行提供有益參考。

[關(guān)鍵詞]鍋爐;水質(zhì);安全運行

一、前言

工業(yè)鍋爐可以生產(chǎn)出蒸汽和熱水，是能量轉(zhuǎn)換設(shè)備，在工業(yè)生產(chǎn)和生活中使用頻繁。通常工業(yè)鍋爐傳熱介質(zhì)為水，若水質(zhì)監(jiān)控不到位，不但影響鍋爐正常運行，還會帶來生產(chǎn)安全問題。在生活生產(chǎn)中常出現(xiàn)這兩種情況：一是使用單位忽略水質(zhì)監(jiān)控，以清洗鍋爐代替水質(zhì)管理;另一種是使用單位只知道對工業(yè)鍋爐的水質(zhì)進(jìn)行化驗，但對化驗的結(jié)果置之不理。針對上述問題，本文就“工業(yè)鍋爐水質(zhì)幾項重要指標(biāo)含量對運行中的鍋爐所起的作用”進(jìn)行簡要介紹，為鍋爐使用單位在鍋爐安全運行方面提供參考。

二、水質(zhì)指標(biāo)對鍋爐的影響

（一）硬度與堿度

水中易于形成沉淀物的金屬離子的總濃度構(gòu)成了水的硬度，通常以水中Ca2+、Mg2+的總濃度表示。水中能接受氫離子（H+）的物質(zhì)的量稱為堿度，包括強堿、弱堿和強堿弱酸鹽等，CO32+、HCO3-、OH-是構(gòu)成堿度的主要陰離子。

在天然水中，硬度物質(zhì)以Ca2+、Mg2+存在，堿度以HCO3-存在，在常溫下他們是以自由狀態(tài)各自存在，當(dāng)水在蒸發(fā)濃縮時，這些離子將根據(jù)溶解度的大小而組合成不同的化合物。有以下三種情況：

1.硬度>堿度：在這種水中，Ca2+、Mg2+將優(yōu)先與HCO3-形成碳酸鹽硬度，剩余離子與SO42-、Cl-等其他陰離子形成非碳酸鹽硬度。

2.硬度=堿度：在這種水中，Ca2+、Mg2+與HCO3-全部形成碳酸鹽硬度。

3.硬度<堿度：在這種水中，Ca2+、Mg2+全部形成碳酸鹽，剩余HCO3-與Na+、K+形成負(fù)硬度。

通過對鍋爐水硬度和堿度的測定，并對比上述三種情況就能有效地判斷鍋爐會產(chǎn)生何種水垢，指導(dǎo)鍋爐水加藥。

（二）pH酸堿度

鍋爐水pH大小是影響金屬腐蝕速率的重要因素，鍋爐水中溶解氧含量過高pH對金屬影響主要有以下三種情況：

1.pH很低時，pH酸堿度越低，腐蝕速度越大，這是因為H+充當(dāng)去極化是鐵腐蝕的主導(dǎo)因素。

2.pH在中性點時，金屬腐蝕隨pH的變化不大。此時，溶解氧擴(kuò)散到金屬表面的速度是主要因素。

3.pH大于8以后，隨著pH酸堿度的增大腐蝕速度降低，是因為在鐵的表面形成保護(hù)膜。但pH酸堿度過高，金屬也會發(fā)生堿性腐蝕。

（三）溶解氧

鍋爐水中氧的含量過高將發(fā)生電化學(xué)腐蝕，其中鐵、氧將分別形成電池兩極。通常鐵的電極電位低于氧，鐵為陽極，易被腐蝕，氧為陰極，會發(fā)生還原反應(yīng)。反應(yīng)式如下：

氧化反應(yīng)：Fe→Fe2++2e

還原反應(yīng)：O2+2H2O+4e→4OH-

鋼鐵受到溶解氧腐蝕時，會在其表面形成許多黃褐色或磚紅色小型鼓包，鼓包下面是黑色粉末狀物質(zhì)，將粉末狀物質(zhì)清除后，便會出現(xiàn)陷坑。

（四）氯離子含量

天然水以及鍋爐用水中氯化物都較穩(wěn)定，在高溫下不易分解、揮發(fā)或沉淀。因此，在一定的水質(zhì)條件下，水中的溶解固形物含量與Cl-的含量之比接近常數(shù)。工業(yè)鍋爐水質(zhì)監(jiān)測就可以通過測定Cl-來間接監(jiān)控溶解固形物含量。在日常水質(zhì)監(jiān)控中檢測Cl-濃度，可及時指導(dǎo)鍋爐排污，控制鍋水溶解固形物含量。

做好鍋爐水質(zhì)監(jiān)控工作，能有效保障鍋爐安全運行，為企業(yè)創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益，對鍋爐節(jié)能減排具有十分重要的現(xiàn)實意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]苗琪，劉喜文，周德超.淺談工業(yè)鍋爐水質(zhì)不合格的風(fēng)險及防范措施[J].工藝與設(shè)備，2017.

[2]韓方東，王傳玉，王偉國，等.工業(yè)鍋爐水質(zhì)管理的能效分析[J].節(jié)能技術(shù)，2014.

[3]周英，陳慧琴.全自動鈉離子交換器使用中存在的問題及措施[J].中國鍋爐壓力容器安全，1998.

[4]溫計格.浮法玻璃生產(chǎn)線循環(huán)水系統(tǒng)的水質(zhì)控制[J].玻璃，2015.

[5]楊鳳榮.影響鍋水固氯比的因素及如何根據(jù)固氯比控制鍋爐的排污率[J].應(yīng)用科技，2011.

[作者簡介]

胡松（1988—），男，碩士，工程師，從事特種設(shè)備檢驗檢測工作。

[作者單位]

六盤水市特種設(shè)備檢驗所

（編輯：溫子超）