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2020年第14期广东化工
第47卷总第424期 · 103 ·
船用锅炉的水质和处理
邓德雄
(广州海宁海务技术咨询有限公司化验中心,广东广州510220)
[摘要]船用锅炉是船上重要的辅助设备,其重要性仅次于船舶主机。无论船用锅炉设计、生产、使用等任何环节出现失误,都可能会引起锅炉爆炸等重大事故。船用锅炉的水质监督及水处理是保证锅炉安全、经济运行的重要措施之一。本文较为全面地分析了锅炉水质对锅炉的影响及水处理方法,提高锅炉水处理质量对提高锅炉运行效率,延长船用锅炉使用年限,节约能源等有着重大意义。
[关键词]船用锅炉水;水质指标;锅炉水处理
[中图分类号]TQ [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2020)14-0103-02
Quality and Treatment of Marine Boiler Water
Deng Dexiong
(Guangzhou Haining Maritime Technology Service Co., Ltd., Laboratory Center, Guangzhou 510220, China) Abstract: Marine boiler is an important piece of auxiliary equipment on the ship, with the importance cond only to marine engine. Any errors in the design, production, or u, etc., of the marine boiler may lead to a major accident such as boiler explosion. The quality and treatment of marine boiler water are important for guaranteeing safe and economic operation of the boiler. This paper analyzes the impact of boiler water quality on the boiler, as well as the methods for boiler water treatment, and address the significance of improving treatment quality of boiler water for improving the operating efficiency and extending the rvice life of marine boilers, as well as for energy saving, etc.
Keywords: marine boiler water;water quality indicators;boiler water treatment
船用锅炉的给水取于港口的自来水和船上淡水机制造的凝结水。自来水中含有许多杂质,而淡水机如果漏进海水,则与自来水一样含有多种杂质。这种含有杂质的水,在锅炉中进行沸腾与蒸发过程中,会在受热面上生成水垢,腐蚀金属并产生汽水共腾。由此可见,如果水质管理不善,不但会降低锅炉热效率,而且也会增加锅炉维修工作量,甚至造成锅炉过早地报废。因此,炉水质量的控制是锅炉管理工作中的一项重要项目。
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1 船用锅炉用水的水质指标
为了评价和衡量水质好坏,必须采用一系列水质指标。锅炉用水的水质指标可分为两类:一类是反映某种单独物质或离子含量的指标,如含氧量、磷酸根、氯根等;另一类是反映水中某些共性物质总含量的技术指标,如硬度、碱度等。
1.1 悬浮物
表示水中不溶解的固态杂质含量,单位为mg/L。悬浮物的测定方法较繁琐,一般不作为运行控制项目,只进行定期检测。船舶上一般采用便携式的浑浊度计来测定水中的悬浮物及胶体物。
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1.2 溶解固形物
表示水中含盐量的近似指标。固形物过多是发生移出的一个诱因,所以锅炉内总固形物的浓度越低越好,过高时可靠增大排放来解决。溶解固形物的检测方法较繁琐,一般不作为运行控制项目,实际生产中多以水中氯化物含量来代替。
1.3 硬度
是锅炉水质的重要控制指标,它是指形成水垢的两种主要盐类——钙盐和镁盐的总含量。按形成硬度的阳离子是Ca2+还是Mg2+,将硬度分为钙硬度和镁硬度,它们之和为总硬度。
钙盐和镁盐又可分为重碳酸盐和非碳酸盐两类。由于钙、镁的重碳酸盐在水中受热后分解生成沉淀可从水中去掉,故又称暂时硬度。非碳酸盐是指钙、镁的氯化物、硫酸盐、硅酸盐等非碳酸盐含量,由于钙、镁的非碳酸盐在水中受热后一般不能从水中沉淀析出,故又称永久硬度。显然,总硬度又等于暂时硬度和永久硬度之和。负硬度指的是单位容积水中重碳酸钠的总含量。
船舶上测定硬度较多采用EDTA-Na2(乙二胺四乙酸二钠)容量法。用EBT(铬黑T)作指示剂,EBT与水中的钙、镁离子反应呈橙黄色。当用EDTA-Na2滴定到终点时,它和钙、镁离子络合成无色的铬合物,并使EBT游离处理,溶液即由橙红色变为蓝色。
1.4 碱度
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碱度是水质的另一个重要控制指标。它是水中含有能与强酸作用物质的含量,也就是能与H+相化合的物质含量。锅炉运行时,应注意控制氢氧根碱度、碳酸盐碱度、重碳酸盐碱度,其余的可忽略。但水中不可能同时存在这三种碱度,因为重碳酸根能与氢氧根发生化学反应。
另外,水中的暂时硬度是有钙、镁离子形成的盐类造成的,当水中的碱度较高时,还可能有钠、钾重碳酸盐存在,这部分碱度也称钠盐碱度,如果钠盐碱度过高时,就会发生所谓的“岢性脆化”腐蚀。当水中的钠盐碱度存在时,永久硬度便会消失[1]。
船舶上测定水的碱度时,在水样中加入适当的指示剂,用酸的标准溶液来滴定,使溶液达到一定的PH值时,指示剂就变颜色,根据所消耗的酸量就可以测出水样的碱度,然后将其换算成相应的碳酸钙含量。
1.5水中硬度和碱度的关系可参照表1普特英语网
表1 硬度与碱度的关系表chastitybelt
分析结果H F H T H S
H>B H-B B 0
H=B 0 H=B 0
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H<B 0 H B-H
注H——总硬度;B——总碱度;H F——非碳酸盐硬度;H T——碳
3s lady酸盐硬度;H S——水的负硬度。
总硬度=钙硬度+镁硬度=碳酸盐硬度+非碳酸盐硬度
旋绕
负硬度=总碱度-总硬度
1.6 pH值。表示水溶液酸碱性的指标。
当pH=7时,水溶液为中性;
当pH>7时,水溶液为碱性;
当pH<7时,水溶液为酸性。
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锅炉给水中的pH值高一些,在溶解氧很低的条件下,对钢材的防腐有利。但是提高pH值的措施,增加了低压锅炉水处理的复杂性,考虑到我国各种水源情况,锅炉给水的pH值一般大于7,穿上锅炉给水的最佳pH值一般在8~10。
1.7 含氧量
氧在水中的溶解度取决于水温和水面上氧气的分压力。即水温越高,水面上氧气的分压力越低,水中的溶解氧就越少。水中的溶解氧会腐蚀金属和给水管道,所以,为了防止氧腐蚀,必须控制给水的氧含量,因此规定它是给水水质的控制指标。氧的腐蚀,随船用锅炉的参数升高而加重,特别在船用锅炉清除结垢后,问题更为突出。所以,对1.57 MPa<锅炉设计压力P<2.54 MPa的船用锅炉,给水含
氧量应少于等于0.05 mg/L,一般利用热水井的温度进行热力除氧,或采用投放Na2SO3的方法除氧,即
[收稿日期] 2020-06-09
[作者简介] 邓德雄,毕业于广东石油化工学院,2006年始从事船用油品和水样分析检测工作,有着丰富的检测经验。