式中 QH＿──給水中負(fù)硬水的分?jǐn)?shù);
1-QH＿──給水中永硬永的分?jǐn)?shù);
H＿與H+ ─分別為負(fù)硬水的負(fù)硬和永硬水的永硬(毫克當(dāng)量/升);
A與A' ──分別為爐水堿度(以20毫克當(dāng)量/升計算)和蒸汽帶走的堿度(毫克當(dāng)量/升);
P──鍋爐排污水占給水的分?jǐn)?shù)(以略0.05即50%計算).整理上式,得:QH+AoP+(1-P)A'
QH＿=─────────────H＿+H+如忽略蒸汽帶出堿度時,則得:H++AoP
QH＿=───────
H＿+H+由于A0=20毫克當(dāng)量/升,P=0.05,A0P=1,則:
H++1
QH＿=──────
H＿+H+

附:
用上式可制成下面的線算圖.各線表示相應(yīng)的水質(zhì)指標(biāo)的標(biāo)線.T為中間線,斜線QH＿為給水中負(fù)硬水的分?jǐn)?shù).查算時先在H＿、H+線上找出負(fù)硬水的負(fù)硬(H＿),和永硬水的永硬(H+),并將兩點連成直線,與T線得一交點,再在(H+1)線上找到相應(yīng)的點,與T線上的交點連成直線,此直線與QH＿線的交點即為負(fù)硬水的分?jǐn)?shù)(QH＿)的計算值.
例一:負(fù)硬水的負(fù)硬H＿=3,永硬水的永硬H+=5,按上述方法算得QH＿=0.75即75%,則QH+=1-QH＿=0.25 即25%.
例二:負(fù)硬水H＿=6,永硬水H+=4,查算得QH＿=0.5即50%,QH+=1=QH＿=50%.
根據(jù)以上所述,可得出以下結(jié)論:
一、如果進(jìn)爐的原水中,全部都是暫硬,即碳酸鹽硬度,則 進(jìn)入爐內(nèi)后即和爐水中的NaOH作用生成CaCo3Mg(OH)沉淀.同時又生成等當(dāng)量NaCO3.
Ca(HCO3)2+2NaOH─→CaCO3↓+
負(fù)硬(H＿)水與永硬(H+)水混合進(jìn)行爐內(nèi)堿處理時的配水比(QH)值線算圖
Na2CO3+2H2O
Mg(HCO3)2+2NaOH─→Mg(OH)2↓+N2CO3+H20+C
O2↑
圖中(QH)應(yīng)用(QH＿)代替.
同時生成的NaCO3,又部分進(jìn)行水解(分解成NaOH百分?jǐn)?shù)與運行NaCO2+H2O→2NaOH+CO2↑
因此爐水堿度應(yīng)無變化,但由于排污要排出一部分堿度和蒸汽帶出一部分堿度,這部分堿度應(yīng)加堿補(bǔ)充.當(dāng)忽略蒸汽堿度時,補(bǔ)加的堿量應(yīng)等于AoP.
二、如果進(jìn)爐的原水中有永硬時,與爐水中的CO-32、OH-作用如下:(公式略,見259頁)
因此要消耗爐水的堿度,所以必需加以補(bǔ)充.補(bǔ)充的方法可用加純堿法或用入一部分鈉離子交換水或有負(fù)硬的天然水.
與此相反,如果入鍋爐的原水中負(fù)硬過高時,會造成爐水堿度過高時,則可混入一部分永硬水代替加氯化鈣作為降低負(fù)硬的措施.
(3)爐內(nèi)加Na3PO4適用于壓力較高的鍋爐.一般工作壓力低于14Kg/Cm2的低壓鍋爐不使用.
爐外降低原水堿度的另一方法──氫鈉水處理系統(tǒng):
如原水中負(fù)硬過大,且采用其他措施(如加部分永硬水,加大排污、采用石灰──氯化鈣法等措施)收效不大或條件不適應(yīng)時,方可采用此法.因為這方法設(shè)備較多,對運行調(diào)正要求較嚴(yán)格.
①用弱酸性H型陽樹脂和Na+離子交換串聯(lián)系統(tǒng).這是用弱酸性的陽樹指不能和行的陽離子交換,只能和弱酸鹽中的陽離子交換這一特性.因此水中的永硬通過弱酸性的陽樹脂交換層后不變.只有暫硬和負(fù)硬起交換:
(公式略)見260頁
由弱酸性陽樹指交換器出口的水,先經(jīng)過脫碳器,再通過Na+離子交換器,除去水中的永硬.
(公式略)見260頁
下面是此系統(tǒng)示意圖
弱酸H型交換劑失效后,用HCI或H2SO4很再生,酸耗低,因此比較經(jīng)濟(jì),排酸問題也較小.但是原水中的Ca++/Na+比應(yīng)足夠大,否則會降低它的交換容量.并且弱酸性離子交換器及再設(shè)備及管道必須襯里防腐.并且出水還殘 ──12PPM的CO2因此應(yīng)再經(jīng)熱力除氣器或加NaOH使其成為Na2CO3.弱酸交換器出口水,雖不含礦物酸,但含H2CO3及CO2出口管道如不用防腐措施,會發(fā)生嚴(yán)重腐蝕.
②用H型強(qiáng)酸性陽樹脂交換器與鈉離子交換器并聯(lián)運行.水通過H型強(qiáng)酸性陽樹脂時交換作用:公式略(見261頁)
水通過Na+型陽樹脂時的交換作用公式略(見261頁)
以上兩種水混合,利用H型交換器出水中的HCI和HSO4中和Na型交換器出水中的NaHCO3,從而達(dá)到除堿目的.
但是必須注意H型交換器和管道系統(tǒng)以及再生設(shè)備系統(tǒng)必須襯里防腐.并聯(lián)混合后的水必須進(jìn)行脫炭,脫炭后再經(jīng)熱力除氣或加NaOH處理,這種方法設(shè)備較多.兩交換器出水量的比例不易調(diào)正合宜,且耗酸量大,因此小鍋爐不宜采用.
此外還有其他利用離子交換的系統(tǒng),如氨──鈉離子交換器,因?qū)︺~有腐蝕作用,此處不再介紹.
為了降低堿度,也有直接在原水中加酸的辦法,但這種辦法只能將堿度變成鹽類,不起軟化作用,因此只能用于含鹽量不高而堿度較高的原水,而且必須十分小心從事,嚴(yán)防酸液腐蝕鍋爐和污染環(huán)境.
三
關(guān)于停爐保養(yǎng)問題:
關(guān)于停爐保養(yǎng)問題是一個十分重要的問題,應(yīng)該加以重視.
鍋爐腐蝕嚴(yán)重的階段,不在于運行階段,而在于不采取保養(yǎng)措施的停爐階段.一般說來,不采取保養(yǎng)措施的鍋爐,一個季度的腐蝕程度比運行一年的鍋爐腐蝕還嚴(yán)重.所以做好停爐保養(yǎng)工作應(yīng)引起人們的重視,作為保證鍋爐安全正常運行必不可少的重要措施.
一般情況,小鍋爐在夏季或檢修后,打完水壓,進(jìn)入備用狀態(tài),就是將爐內(nèi)水放掉,各部封閉嚴(yán)密后即不再采取任何其他措施.其實爐中的氧與爐中殘留的水份就是引起爐內(nèi)嚴(yán)重腐蝕的重要因素.
今將幾種行之有效的停爐保養(yǎng)措施分述于下:
(一)長期(一個月以上)的保養(yǎng)措施:
這種情況以"干保養(yǎng)"最方便.辦法是:
①在熱記停爐后將水放空,將排污門、空氣門人孔全部打開以便將內(nèi)部水及水蒸汽全部趕出至基本干燥后,用淺盤或其他敞口容器裝生石灰(2公斤/米3鍋爐容積)放入爐內(nèi),將各處全部封閉,以吸收爐內(nèi)殘余水蒸汽,每隔半個月后打開人孔檢查,如石灰已消化,另換生石灰,并繼續(xù)每個月檢查,更換石灰,直到生石灰石不再消化,將全部孔道封閉保養(yǎng)起來.②在全部水放空后,采用鄰爐熱風(fēng),向爐內(nèi)鼓熱風(fēng).此時將空氣門打開,熱風(fēng)從下部進(jìn)入,使熱風(fēng)于鍋爐內(nèi)循環(huán)后排出,直至鍋爐干燥后,全部封閉保養(yǎng).
(二)短期(一個月以下)停爐保養(yǎng)措施:
①滿水保護(hù)法:
Ⅰ.保持壓力法:這種方法適用于1-2天短期停爐保養(yǎng),用緩炎辦法,維持壓力大于1kg/cm2.
Ⅱ.聯(lián)氨法:
停爐后不放水,熱爐補(bǔ)加給水后,由空氣門放出蒸汽,以便將給水中O2排出爐外,待給水裝滿全爐,然后加入聯(lián)氨.使?fàn)t水中濃度達(dá)到150-200mg/升,如需要時并用部分氨水調(diào)正爐水PH〉10,充滿水并關(guān)閉閥門保養(yǎng)起來.并將鍋爐升壓至〉1kg/cm2,以防空氣漏入.此法冬季要注意防凍.
Ⅲ.用堿性液代替聯(lián)氨,堿液可用NaOH5-10公斤/噸水Na3PO420公斤/噸水,也可用4-8公斤/噸水NaOH和1-2公斤/噸水Na3PO4的混合液.但用此法時最好將原爐水排去或排去一部分,用原水或軟化水加堿充滿.如爐內(nèi)有垢時,要注意老垢會逐漸軟化脫落,運行時應(yīng)將此液排盡換水.
Ⅳ.如無以上條件,可考慮停爐,熱爐不放水,立即向爐內(nèi)補(bǔ)加給水,由空氣門排出給水中的氧氣,待充滿水后保養(yǎng)起來.
②空爐保養(yǎng)
Ⅰ.充氨保養(yǎng):停爐后將爐水放凈,盡可能除去水份,將各門孔封閉嚴(yán)密,向爐內(nèi)充入氨氣,使?fàn)t內(nèi)維持100mmHg柱的壓力.
Ⅱ.充氨保養(yǎng):方法同上,必須保證各閥門及孔墊嚴(yán)密不漏,否則保養(yǎng)效果不好.
四
關(guān)于低壓鍋爐因爐、因水制宜選用水處理方法的參照表.
低壓鍋爐因爐、因水制宜用水處理方法參照表
┏━━━━━━┯━━━━━━━━━━┯━━━━━━━━━━━━┓
┃ 爐型和參數(shù)│ 水源水質(zhì)情況 │ 水處理方法 ┃
┃P≤13Kgf/cm2│ │ ┃
┠──┬───┼────┬─────┼──────┬─────┨
┃爐型│D噸/時│H值 │(A-H) │ 爐 外 │爐 內(nèi) ┃
┃ │ │ EPM │ EPM │ │ ┃
┠──┼───┼────┼─────┼──────┼─────┨
┃ │ │ │(A-H)>2 │(1)CaO、 │利用天然 ┃
┃ │ │ │ │ CaCl2 │水中堿度 ┃
┃火 │ │ │ │ 沉淀 │ ┃
┃ │ │ │ │(2)配H+水 │ ┃
┃管 │ │ │ │ │ ┃
┃、 │ │ │ │ │ ┃
┃ │ │ │ │ │ ┃
┃水 │ │H≤3.5 ├─────┼──────┼─────┨
┃ │ │ │(A-H)= │ │同 上 ┃
┃管 │D≤2 │ │ 1￣2 │ │ ┃
┃、 │ │ ├─────┼──────┼─────┨
┃ │ │ │(A-H)<1 │(1)CaO、 │利用自然 ┃
┃快 │ │ │ │ Na2CO3法 │堿或補(bǔ)加 ┃
┃ │ │ │ │(2)NaR法 │堿 ┃
┃ │ │ │ │(3)CaO、 │ ┃
┃裝 │ │ │ │ NaR法 │ ┃
┃ │ │ │ │ │ ┃
┃ │ ├────┼─────┼──────┼─────┨
┃鍋 │ │ │(A-H)>2 │(1)Cao、 │利用天然 ┃
┃ │ │ │ │ CaCl2 │水中堿度 ┃
┃ │ │ H>3.5 │ │ 沉淀 │ ┃
┃ │ │ │ │(2)配H+水法 │ ┃
┃爐 │ │ │ │ │ ┃
┃ │ │ │ │ │ ┃
┗━━┷━━━┷━━━━┷━━━━━┷━━━━━━┷━━━━━┛
┍━━━━━━━━━━━━━┯━━━━━━━┓
│ 主要控制指標(biāo) │ ┃
│ │ ┃
├─────┬───────┤ 備 注 ┃
│給 水│爐 水 │ ┃
│ │ │ ┃
├─────┼───────┼───────┨
│(1)(A-H)= │(1)A010￣20; │ 當(dāng)A-H= ┃
│ 1￣2 │(2)A0H0.1￣10;│2時,A0可以 ┃
│ │(3)PH10￣12; │高些,短時不 ┃
│ │(4)P5% │能>40;P亦 ┃
│ │ │可以大些,但 ┃
│ │ │要<10% ┃
│ │ │ ┃
├─────┼───────┼───────┨
│ 同 上 │同 上│ 同上.或用 ┃
│ │ │石灰沉淀法 ┃
├─────┼───────┼───────┨
│ 同 上│同 上 │同 上 ┃
│ │ │ ┃
│ │ │ ┃
│ │ │ ┃
│ │ │ ┃
│ │ │ ┃
├─────┼───────┼───────┨
│同 上│(1)A010￣12; │ 在實驗證明┃
│ │(2)A0H0.1￣10;│確實有效、無 ┃
│ │(3)PH10￣12; │害時采用 ┃
│ │(4)P<10% │ ┃
│ │ │ ┃
│ │ │ ┃
└─────┴───────┴───────┚
續(xù)表
┏━━━━━━┯━━━━━━━━━━┯━━━━━━━━━━━━┓
┃ 爐型和參數(shù) │ 水源水質(zhì)情況 │ 水處理方法 ┃
┃P≤13Kgf/cm2│ │ ┃
┠──┬───┼────┬─────┼──────┬─────┨
┃爐型│D噸/時│H值 │(A-H) │ 爐 外 │爐 內(nèi) ┃
┃ │ │ EPM │ EPM │ │ ┃
┠──┼───┼────┼─────┼──────┼─────┨
┃ │ │ │(A-H)= │ │同 上 ┃
┃ │ │ │1￣2 │ │ ┃
┃火 │ │ ├─────┼──────┼─────┨
┃ │ │ │(A-H)<1 │(1)CaO、 │利用自然 ┃
┃管 │ │ │ │ NaCO3法 │堿或補(bǔ)加 ┃
┃、 │ │ │ │(2)NaR法 │純堿 ┃
┃ │ │H>3.5 │ │(3)CaO、 │ ┃
┃ │ │ │ │ NaR法 │ ┃
┃水 ├───┼────┼─────┼──────┼─────┨
┃ │ │ │(A-H)>2 │(1)Cao、 │利用天然 ┃
┃管 │D>2 │ │ │ CaCl2沉淀 │水中堿度 ┃
┃、 │ │ │ │(2)配H+ │ ┃
┃ │ │H≤3.5 │ │ 水法 │ ┃
┃快 │ │ │ │(3)H、 │ ┃
┃ │ │ │ │NaR法 │ ┃
┃裝 │ │ │ │(4)NaR、 │ ┃
┃ │ │ │ │ 加酸法 │ ┃
┃鍋 │ │ │ │ │ ┃
┃ │ │ │ │ │ ┃
┃爐 │ │ │ │ │ ┃
┃ │ │ │ │ │ ┃
┃ │ │ ├─────┼──────┼─────┨
┃ │ │ │(A-H)= │ │同 上 ┃
┃ │ │ │ 1￣2 │ │ ┃
┗━━┷━━━┷━━━━┷━━━━━┷━━━━━━┷━━━━━┛
┍━━━━━━━━━━━━━┯━━━━━━━━┓
│ 主要控制指標(biāo) │ ┃
│ │ ┃
├─────┬───────┤ 備 注 ┃
│給 水│爐 水 │ ┃
│ │ │ ┃
├─────┼───────┼────────┨
│同 上 │ 同 上 │ 同上,并可 ┃
│ │ │用石灰沉淀 ┃
├─────┼───────┼────────┨
│同 上│ 同 上│ 同 上 ┃
│ │ │ ┃
│ │ │ ┃
│ │ │ ┃
│ │ │ ┃
├─────┼───────┼────────┨
│ 同 上 │(1)A010￣20; │ 無省煤器、 ┃
│ │(2)A)H0.1￣20;│或?qū)嵺`證明確 ┃
│ │(3)PH10￣12; │實有效無害者 ┃
│ │(4)P5% │ ┃
│ │ │ ┃
│ │ │ ┃
│ │ │ ┃
│ │ │ ┃
│ │ │ ┃
│ │ │ ┃
│ │ │ ┃
│ │ │ ┃
├─────┼───────┼────────┨
│ 同 上 │ 同 上 │ 同上,或用 ┃
│ │ │ 石灰沉淀法 ┃
└─────┴───────┴────────┚
續(xù)表
┏━━━━━━┯━━━━━━━━━┯━━━━━━━━━━━┓
┃ 爐型和參數(shù)│ 水源水質(zhì)情況 │ 水處理方法 ┃
┃P≤13Kgf/cm2│ │ ┃
┠──┬───┼────┬────┼─────┬─────┨
┃爐型│D噸/時│H值 │(A-H) │ 爐 外│爐 內(nèi) ┃
┃ │ │ EPM │ EPM │ │ ┃
┠──┼───┼────┼────┼─────┼─────┨
┃ │ │ │(A-H)<1 │(1)CaO、 │利用自然 ┃
┃ │ │ │ │NaCO3法 │堿或補(bǔ)加 ┃
┃火 │ │ │ │(2)NaK法 │堿 ┃
┃ │ │ │ │(3)CaO、 │ ┃
┃管 │ │ │ │MaR法 │ ┃
┃、 │ │ │ │ │ ┃
┃ │ │ │ │ │ ┃
┃水 │ ├────┼────┼─────┼─────┨
┃ │ │ H>3.5 │(A-H)>2 │(1)CaO、 │利用天然 ┃
┃管 │D> 2 │ │ │CaCl2沉淀 │水中堿度 ┃
┃、 │ │ │ │(2)配H+ │ ┃
┃ │ │ │ │ 水法 │ ┃
┃快 │ │ │ │(3)H、 │ ┃
┃ │ │ │ │MaR法 │ ┃
┃ │ │ │ │(4)NaR、 │ ┃
┃裝 │ │ │ │加酸法 │ ┃
┃ │ │ │ │ │ ┃
┃ │ │ ├────┼─────┼─────┨
┃鍋 │ │ │(A-H)= │(1)CaO、 │同 上┃
┃ │ │ │ 1￣2 │ NaCO3法 │ ┃
┃ │ │ H>3.5 │ │(2)NaR法 │ ┃
┃ │ │ │ │(3)