淺談工業鍋爐水質各項控制指標的定義及其控制意義

程超，何仁，趙興杰，萬其軍

（安徽省特種設備檢測院，安徽 合肥 230051）

隨著2021年6月1日新版鍋爐安全技術規程的頒布實施，對于工業鍋爐水介質處理的要求提上了一個新的高度。新版鍋歸要求水（介）質處理定期檢驗結合鍋爐外部檢驗進行。TSG11-2021附件H鍋爐外檢項目中H4.5明確了水介質處理項目，其中應包括水處理情況及記錄，超高壓及以下鍋爐應當取樣檢驗水（介）質質量。工業鍋爐水質控制指標較多，對于各個控制指標的定義及其控制意義的認識就顯得尤為重要。本文從各控制指標的定義出發，并結合鍋爐實際運行情況，對各個指標的控制意義進行進一步說明。

1 給水的定義、檢測和控制指標及其意義

給水是指直接進入鍋爐的水，通常由補給水、回水和疏水等組成。工業鍋爐常見給水系統布置有兩種，一種是制水系統儲水箱經給水泵進入省煤器后進入鍋筒（殼）；另一種是制水系統的水進入節能器水箱，節能器水循環不斷加熱給水，由節能器水箱經給水泵進入鍋筒（殼）。

1.1 濁度

水中由于含有懸浮及膠體狀態雜質而產生渾濁現象，其渾濁的程度可以由濁度表示。濁度是一種光學效應，表現出光線透過水層時受到阻礙的程度。

濁度指標作為一個直觀指標有其積極的作用，水處理檢測人員在取到水樣后在日光或者燈光下就可以直觀地觀察到給水水質的混濁度情況。主要用來判斷原水品質的好壞及原水的處理情況。

1.2 硬度

硬度是指水中易于形成沉淀物的金屬離子總濃度，通常指水中鈣、鎂離子的總濃度，它在一定程度上反映了水中結垢物質的多少，是衡量鍋爐給水水質的一項重要技術指標。按陽離子分類，硬度可分為鈣硬度和鎂硬度。按陰離子可分為碳酸鹽硬度和非碳酸鹽硬度。

控制給水硬度指標實際上是控制給水中結垢物質的總量，防止鍋爐受熱面的結垢，從而保證鍋爐安全、節能、高效運行。對于實際現場，鍋爐結垢問題還要考慮不同爐型的受熱面布置情況、水動力循環狀況、鍋爐運行熱負荷狀況、水處理設備運轉狀況，并結合最近一個檢驗周期內的鍋爐內部檢驗報告來綜合判定鍋爐的實際運行狀況。

1.3 PH

是表征溶液酸堿性的一項指標。PH對水中其他雜質的存在形態和各種水質控制過程以及金屬的腐蝕程度有著廣泛的影響，是重要的水質指標之一。

常見的給水處理形式有除鹽水和軟化水兩種，其中除鹽水較為純凈，PH緩沖性小，易吸收CO2使溶液PH下降，酸性除鹽水易造成給水系統的酸性腐蝕。故采用除鹽水做補給水時，應調整其PH達到規定值范圍。原水經軟化處理后，重碳酸鹽硬度轉化為重碳酸鈉，補給水PH有所升高，易達到標準控制值。總之，控制給水PH值在標準范圍內是為了避免給水發生酸性腐蝕，以及后續腐蝕產物可能對鍋爐系統造成的危害。

1.4 電導率

水中溶解的鹽類物質均以離子狀態存在，具有一定的導電能力，因此，電導率可以間接地表示溶解鹽類的含量。通過給水電導率的大小判斷給水中鹽類物質的濃度，可以間接反映給水中溶解固型物的多少。

如果給水電導率測量值突然變化很多，可以排查并判斷原水突然劣化、鈉離子交換器樹脂失效或者漏鈉等情況。

1.5 溶解氧

給水中的溶解氧指標是一項重要的檢測指標，在工業鍋爐熱力系統中，給水溶解氧含量較高易造成給水系統及水冷受熱面的氧腐蝕。GB/T1576-2018《工業鍋爐水質》中4.2.3條規定，額定蒸發量大于等于10t/h的鍋爐，給水應除氧；額定蒸發量小于10t/h的鍋爐如果發現局部氧腐蝕，也應采取除氧措施。

控制給水溶解氧指標主要是為了防止給水系統及鍋爐受熱面水側的氧腐蝕的發生，工業鍋爐由于管理不善而發生氧腐蝕造成受熱面氧腐蝕穿孔的現象屢見不鮮。首推給水管路加除氧藥劑處理，該處理方式較為經濟實用；其次，推薦可以利用低品位余熱熱量進行除氧的真空除氧，真空除氧器的工作壓力低于大氣壓，通常小于0.06MPa。

1.6 油

給水中的如果油脂成分過多，會嚴重影響給水質量，長期的檢測大數據表明，該項指標的不合格率較低。該指標可以用來指示原水受污染情況。

1.7 鐵

給水中的鐵指標是一項重要的檢測指標。給水鐵含量高易在高溫受熱面上結生氧化鐵垢，并加劇金屬腐蝕。控制給水中鐵含量指標可以指示上游制水、管路系統或者儲水箱是否有發生腐蝕的可能。

2 鍋水需要檢測和控制的指標及其意義

2.1 全堿度

水的堿度是指水中含有能接受氫離子的物質的量，例如，氫氧根、碳酸鹽、重碳酸鹽、磷酸鹽、磷酸氫鹽、硅酸鹽、硅酸氫鹽、亞硫酸鹽、腐殖酸鹽、和氨等，都是水中常見的堿性物質。全堿度是以甲基橙做指示劑時測出的量，終點PH值為4.2。

2.2 酚酞堿度

酚酞堿度是以酚酞做指示劑時測出的量，其終點的PH值為8.3。酚酞堿度主要反映氫氧化物含量和部分碳酸鹽含量。分別設定總堿度和酚酞堿度指標的目的，主要是通過兩者的相對含量可直接反映堿性物質的含量，更好地選配合適的阻垢劑，避免出現總堿度合格，PH卻偏低或偏高的現象。

2.3 PH

鍋水PH應不低于9.0，若低于該值，易對鍋爐鋼材造成腐蝕。鍋水中的磷酸根與鈣離子只有在一定的堿性環境下才可以生成易排除的水渣。控制鍋水PH可以抑制硅酸鹽的水解，減少硅酸在蒸汽中的溶解攜帶量。

2.4 電導率

工業鍋爐鍋水中的溶解固形物的測定，可根據它與電導率直接的比值關系，通過測定電導率近似地得到。測定鍋水電導率可以用來確定鍋水中溶解固形物的含量。

2.5 溶解固形物

指分離了懸浮物后的濾液，經蒸發、干燥至恒重，所得到的蒸發殘渣，它包含水中各種溶解性的無機鹽類和不易揮發的有機物等。工業鍋爐常用鍋水中溶解固形物含量來衡量鍋水的濃縮程度，以便合理地控制排污。

工業鍋爐一般只布置有定期排污而無連續排污，當鍋水中溶解固形物含量較高時，由于熱負荷升高鍋水濃縮倍率劇增易造成汽水共騰，導致蒸汽質量的嚴重惡化。

2.6 磷酸根

磷酸鹽是常用且經濟的阻垢水處理藥劑，鍋水中通過加入磷酸鹽去除水中的殘余硬度，該指標主要表征該阻垢藥劑的殘余量?？刂圃撝笜酥饕獮榱朔乐辜铀庍^量導致的溶解固形物超標。

2.7 亞硫酸根

亞硫酸鹽是常用的經濟性除氧藥劑，該指標主要表征該除氧藥劑的殘余量。控制該指標主要為了防止加藥過量導致的溶解固形物超標。

2.8 相對堿度

該指標是為了防止鍋爐產生堿脆而規定的一項技術指標。該指標主要針對受熱面管與鍋筒或者管板采用脹接工藝或者先脹后焊工藝的鍋爐。

3 結語

工業鍋爐各項水質指標的控制對于鍋爐安全、節能、環保運行有著極為重要的促進作用，工業鍋爐水質的每項檢測指標都有其意義和功用。依托CNAS、CMA認證的實驗室工業鍋爐水質檢測固然重要，然而，發現超標數據不是目的，除去水質取樣、分析過程等因素的影響，我們還要探究每個控制指標背后的意義。

“學而不思則罔，思而不學則殆”，檢驗檢測人員在進行水質化驗的同時還要多思考。首先，要了解每個水質控制指標的定義及控制意義；其次，把超標指標與現場情況相結合，理論聯系實際為用戶提供合理化建議。一方面，提高了自己對于標準各項控制指標的把握，另一方面也促進使用單位鍋爐水處理系統運行管理水平及工業鍋爐水質質量的進一步提升。