虑到有不少的低压锅炉的相对碱度〉0.2的现实情况,但又要遵守"蒸汽锅炉安全监察规程",所以在表、注3中规定了"当相对碱度超过0.2时,应采取防止苛性脆化的措施."
三、对第4条和表2的说明
1.对锅炉水质的要求与锅炉的工作压力有着密切的关系,因为水中的溶解固形物在不同的压力下对锅炉本体和蒸汽品质有不同的影响,因此确定了按不同压力加以划分的原则国际上各国也都按压力的大小制定不同的水质标准的,亦有在较低压的范围内按锅炉蒸发率再加以划分(日本).根据我国GB753-65(蒸汽锅炉参数系列)中在25表大气压以下锅炉有4、7、10、13、16、25表大气压六档,我们按照国内实际情况,认为4、7、10这三档大致相近可归并,对水管锅炉的水质标准就按工作压力P≤10、10〈P≤16、16〈P≤25表大气压三档加以区分.在P≤10表大气压的锅炉中又有一定数量的小容量锅炉只采用炉内加药处理方式,对此,在注解中又作了补充规定,以适应国内实际情况(锅炉蒸发量≤2吨/时).
2.给水标准:
(1)悬浮物:第一稿中用"混浊度"名称,现在与第3条表1作同样更改,称"悬浮物",数值要求同第3条表1.
(2)总硬度:一机部JB639-65对有无水冷壁管加以区分,而现在生产的锅炉均有水冷壁管,且现代水处理技术能达到的水平可不必要再对有无水冷壁管加以区分.
考虑到在较小容量的水管锅炉上实行炉内加药处理是较为简单、有效的方法,在加药、排污、清洗工作正常时可使锅炉结薄垢,在注解内对工作压力≤8表大气压,蒸发量≤2吨/时的锅炉规定给水总硬度不可超过3.5毫克当量/升,这一数值是考虑到受热面上允许结薄垢,在第一稿中规定值为3毫克当量/升,现在的3.5是与火管锅炉的值统一.第一稿中这一数值列在表中,现因考虑到炉内加药处理,不作重点推广,故改为列在注解中.
国内蒸发量大于2吨/时的水管锅炉大多采用炉外化学水处理方式,如钠离子交换等,给水硬度值可小于0.035毫克当量/升锅炉基本上做到无垢或结微垢,考虑到对容量较大的水管锅炉,应有较高的防垢、防腐、确保安全生产的要求,故规定给水总硬度应小于0.04毫克当量/升(取0.035的接近值).
(3)pH:同火管锅炉的说明.
(4)含油量:一机部JB639-65规定了二个数值.从国外标准看,匈牙利的要求低,为5毫克/升,日本的要求高,为接近零值,西德的为1毫克/升.我国水利电力部对发电锅炉的要求为1毫克/升,国内低压锅炉对此项指标大都不测定,因此缺乏一定的数据.从不污染蒸汽的要求考虑,仍保持JB639-65中提出的2毫克/升.
(5)溶解氧:从国内各工业锅炉房的调查看,小于4吨/时的锅炉没有除氧设备,4吨/时以上到10吨/时锅炉亦很少是有除氧设备的,10吨/时以上的锅炉一般使用大气式热力除氧器,但管理不善者居多,以至仍有氧腐蚀现象.考虑到氧气对锅炉本体、给水管道的腐蚀危害在较大容量锅炉上影响大,特别是做好了锅炉的防垢工作后腐蚀问题就显得更为突出.因此对P≤10表大气压、10〈P≤16表大气压的较小容量锅炉,从节约投资和简化管理的角度出发,可不要求除氧.蒸发量≥6吨/时应尽可能除氧,蒸发量≥10吨/时必须除氧,给水的含氧量应小于0.1毫克/升,这一数值也允许采用除了热力除氧以外的其他办法来达到(例如加亚硫酸钠).对16〈P≤25表大气压的锅炉,不论锅炉容量的大小,给水的含氧量数值取得低,为≤0.05毫克/升,这一类锅炉基本上无垢运行,也就是更应防止发生氧腐蚀,用热力除氧的方法完全可以达到要求.对于供汽轮机用汽的锅炉,要求更应严格,因此不管压力、蒸发量的差别,都要求采取除氧,并使给水的含氧量≤0.05毫克/升.
3.炉水标准:
(1)总碱度:碱度对锅炉的腐蚀以及蒸汽品质均有重大影响,碱度过高,则易引起碱性腐蚀和苛性脆化,且使炉水起泡,恶化蒸汽品质.从国内情况看,极少数单位做过热化学试验,如某电厂对224-10-13/350型抛煤机锅炉(即 KB型)的热化学试验测定,建议炉水碱度可控制小于18毫克量/升.一般的锅炉炉水碱度现在都控制在小于16毫克当量/升,也有少数单位的炉水碱度高达20毫克当量/升￣35毫克当量/升左右的.国际上美国、日本、西德的标准对这一数值都定得较低,在14毫克当量/升以下,主要是采用了先进的水处理方法获得了良好的给水品质.基于目前对低压锅炉的热化学试验数据太少,不能提出比一机部JB639-65规定值更佳的数值,对10表大气压以上的锅炉炉水碱度取值按有无过热器区分,有过热器时可能用于发电,取值较小,为12毫克当量/升,无过热器时取值同JB639-65的14毫克当量/升;对≤10表大气压的锅炉炉水碱度取值较高,为2量/升.一般的锅炉炉水碱度现在都控制在小于16毫克当量/升,也有少数单位的炉水碱度高达20毫克当量/升￣35毫克当量/升左右的.国际上美国、日本、西德的标准对这一数值都定得较低,在14毫克当量/升以下,主要是采用了先进的水处理方法获得了良好的给水品质.基于目前对低压锅炉的热化学试验数据太少,不能提出比一机部JB639-65规定值更佳的数值,对10表大气压以上的锅炉炉水碱度取值按有无过热器区分,有过热器时可能用于发电,取值较小,为12毫克当量/升,无过热器时取值同JB639-65的14毫克当量/升;对≤10表大气压的锅炉炉水碱度取值较高,为20毫克当量/升,这样是适合我国实际情况的.对用炉内加药处理方法时,在注解内规定炉水碱度应维持在8￣20毫克当量/升之间,以确保防垢崐效果良好.
(2)pH:同火管锅炉的说明.
(3)溶解固形物:控制炉水的溶解固形物的含量不超过一定值,对于保证蒸汽品质和锅炉的安全运行有重要意义.国内锅炉热化学试验数据极少,而从使用单位的炉水分析数据看都小于3000毫克/升.英国、美国、捷克、匈牙利四国的标准中这一数值略高于我国JB936-65的规定值.根据这些情况,我们对16〈P≤25表大气压的锅炉仍维持JB639-65的值,对10〈P≤16表大气压的锅炉则适当放宽(以上取值时对有无过热器加以区分).对≤10表大气压的锅炉则取更大的值,就是说在安全可靠的前提下可使锅炉的排污损失较小.
(4)PO:对于发电锅炉和16〈P≤25表大气压的锅炉,通常是在锅炉内进行校正性的加磷酸盐处理,以防止给水中残余硬度在锅炉内结水垢,而能使炉水内形成松软的碱式磷酸钙水渣易随锅炉排污除去,并可消除一部分游离的苛性钠,保证炉水的PH值在一定范围内.但是炉水中PO不能太高,过多时会生成Mg3(PO4)2的水垢,而且导致炉水溶解固形物增加.因此PO浓度以低一些为好,现在规定的数值是参考日本标准和国内一些使用单位的意见而定的.
(5)相对碱度:同火管锅炉的说明.
四、由于燃油、燃气锅炉的单位受热面积上热强度较高,因此不论是火管或水管锅炉,在第4条中都规定按照水管锅炉的水质标准(即表2)考虑.
五、对热水锅炉水质标准的说明.
1.对热水锅炉的温度界限的规定,在一稿中曾规定在110@,但工业锅炉系列型谱中并无具体规定,为了与暖通规范取得一致,故改为95@.
2.热水锅炉的水处理方式应尽量采用炉外水处理方式.在国外如西德甚至采用除盐水作为补给水,以防止水垢结在锅炉以及所有的采暖面积的管道内,造成清洗困难.但考虑到国内≤95@的热水锅炉大多不进行水处理,因此,也允许补给水采用炉内加药处理.
3.悬浮物:参阅火管锅炉相应的说明.
4.总硬度:考虑到热水锅炉大多用于我国的北方,而在东北、西北、华北地区的水质总硬度都很高,尤其是深井水.由于热水锅炉比蒸汽锅炉在同一工作压力下的工作温度要低些,故对水温≤95@的热水锅炉,允许较高硬度的原水进入锅炉,再进行炉内加药处理.这样,可以允许绝大部分的地表水与地下水作为锅炉的补给水.
一稿中对补给水总硬度未作规定,只给出循环水的指标.经我们研究后感到不够确切,监督循环水的总硬度要比监督补给水的总硬度困难,因此,本稿改为只规定补给水的总硬度.对采用炉外化学处理的水温〉95@的热水锅炉因考虑到除了用离子交换处理外尚可采用石灰处理等方法,因此总硬度放宽到0.7毫克当量/升.
5.PH值:对补给水PH的规定可参阅对火管锅炉的给水PH的说明.
从调查的资料中可看出我国东北地区的热水锅炉循环水的PH值在9~10.从国外资料来看,苏联规定循环水的pH为7~9,西德规定为8.5~10.我们对水温≤95采用炉内加药处理的热水锅炉循环水的pH定为10~12,这一数值为防腐所要求,而且通过加药处理完全能达到.对于炉外化学处理的热水锅炉,考虑到在已经除去部分氧的条件下,锅炉金属的腐蚀速度就相应降低.因此,对PH值定得比较低,只要加入少量药剂后即可达到规定值.
6.溶解氧:由于水温≤95@的热水循环系统,多用开式高位膨胀水箱作为补给水,加上管道阀门不严密,不可避免要带进一部分氧气,而氧在低温条件下,不会造成严重的腐蚀,在我国采用热水锅炉地区里,一般对水温≤95@的热水锅炉均不进行除氧.因此对水温≤95@热水锅炉的补给水、循环水的溶解氧均不作规定.
对水温〉95@的热水锅炉系统,氧的腐蚀情况较为严重,在缺乏蒸汽的条件下,可考虑采用其他除氧方法,如真空除氧、化学除氧等方法,故对补给水的含氧量作了规定.为了避免循环水系统中漏入氧气,因此对循环水的含氧量也作了相应的规定.
六、对余热锅炉水质指标的说明
经过我们对国内有关地区的几种不同类型、不同参数的余热锅炉的调查,认为除了个别单位余热锅炉的热强度较高外,一般与同类型的火管锅炉、水管锅炉、水火管锅炉比较在结构上无特殊之处.用户均反映其水质标准应该和上述三种锅炉相同.因此,我们在第7条规定了余热锅炉水质指标应符合同参数火管锅炉、水管锅炉和水火管组合锅炉水质标准的规定.特殊结构型式的余热锅炉情况较为复杂,不能包括在本标准之内,由设计单位研究决定.
附件三:
贯彻"低压锅炉水质标准"时建议采取的措施
低压锅炉水质标准制订工作组
为了贯彻"低压锅炉水质标准",下面对如何达到标准规定的各项指标作一粗浅的介绍:
1.悬浮物:
地下水由于土壤层的过滤作用,水中悬浮物含量较少,城市自来水已经过滤处理,水中悬浮物含量也比较少,采用这些水源作为锅炉给水其悬浮物是符合要求的.地面水在流动过程中接触了泥沙和动植物生成过程中产生的物质或死亡后的腐败物质,总会带有一定数量的悬浮物.江河水因地区不同、季节不同,悬浮物相关还会很悬殊的.用江河水作为锅炉给水时一般均应经予处理才能符合要求.降低原水悬浮物可用沉淀和过滤方法.沉淀处理后,水中悬浮物可降低到不大于20毫克/升;过滤后,水中悬浮物可降低到不大于5毫克/升.
沉淀处理包括使天然水中悬浮物自然沉降和在水中加入各种药剂促使杂质转变为沉淀物而析出.可用作混凝药剂的有硫酸铝、明矾、铝酸钠、硫酸亚铁、氯化铁和硫酸铁等,常用的有硫酸铝和硫酸亚铁,用铁盐作混凝剂生成凝絮的比重比氢氧化铝的大,并且水温对混凝效果影响不大.沉淀设备尚可分沉淀和澄清器.沉淀池有平流的,斜管的和斜板的,斜管和斜板的沉淀池比平流沉淀池能更快的使水中悬浮物分离.澄清器有泥渣悬浮式澄清器和加速澄清器.
原水在进入离子交换器前,须经沉淀、过渡使水中的悬浮物降低到不大于5毫克/升,以防止降低离子交换器的交换容量.
2.给水硬度:
水处理方法的选择应根据原水水质、给水和炉水的质量要求,并结合药剂、再生剂、交换剂的供应条件决定.
火管锅炉,工作压力不大于10公斤力/厘米2、蒸发量不大于2吨/时的水管锅炉和水温不大于95@的热水锅炉,当采用炉内加药处理时,一般以碳酸钠、苛性钠、磷酸三钠和栲胶组成的防垢剂效果比较稳定.采用炉内加药必须按时按量加药,加强化学监督,及时进行锅炉排污、清洗,以减少和防止结垢,并应加强对锅炉的检查,做到安全、经济运行.
大于2吨/时的水管锅炉要求给水硬度小于或等于0.04毫克当量/升,必须采用炉外化学水处理方法才能达到,最简便的办法是采用一级钠离子交换,为提高水质和运行的经济性也可采用二级钠离子交换.经钠离子交换后的软水,其硬度可降低到小于或等于0.04毫克当量/升,但软水碱度仍等于原水碱度.因此,对于高碱度的原水采用钠离子交换为维持规定的炉水碱度就要增大排污,造成运行不经济.
碱度较高的原水是否需要脱碱处理应根据技术经济比较确定.
容量比较大的锅炉房一般认为排污率达到10%就应该考虑脱碱处理,而对于小锅炉房则因脱碱处理一次投资大、设备多、操作要求比较高等原因,即使排污率略高一些,也往往不作脱碱处理.在选择脱碱方法时,一般认为原水碳酸盐硬度高、处理水量大时,采用石灰-钠离子处理是比较经济的,经石灰处理后的残留碱度可降低到0.5￣0.75毫克当量/升,非碳酸盐硬度可经钠离子交换器软化到小于或等于0.04毫克当量/升.采用石灰处理,设备占地面积要大一些,还有石灰乳化、搅拌及排污等一系列的操作,因此,在处理水量较小时采用的不多.非碳酸盐硬度不太高或处理水量不太大时可考虑用氢-钠离子交换,钠离子交换加酸,氯-钠离子交换和铵-钠离子交换等方法.氢-钠离子交换可以并联或串联,其出水碱度根据要求控制在0.3￣0.5毫克当量/升.采用氢-钠离子交换水处理时,不论并联或串联,系统中均需设脱碳器以除二氧化碳.为了降低原水碱度,也可在钠离子交换后加酸,此方法比较简单,但需将反应中生成的二氧化碳用脱碳器除去.加酸量可根据需要的残留碱度确定,一般控制在0.3￣0.5毫克当量/升,加酸以后增加了水的溶解固形物.铵-钠离子交换系统也能起到脱碱效果,但再生剂均系化肥,故不宜大量采用.氯-钠离子交换近年来在实践中也取得了较好的脱碱效果.但氢离交换系统和加酸系统必须衬里防腐、不易调整,且耗酸量大和技术要求复杂,因此小型锅炉不宜采用.
目前用于低压锅炉水处理的离子交换器比较多的是采用顺流再生的固定床,也有一些单位逐渐改用逆流再生的固定床和流动床.逆流再生较之顺流再生的固定床具有再生剂比耗低、出水质量高等优点,但再生时要防止交换剂乱层.流动床离子交换器可以连续出水,树脂利用率高,同样的出水量其树脂装载量仅为固定床1/2￣1/3,出水质量高,再生剂与自用水比耗都比顺流再生的固定床低.适用于原水水质和出水量比较稳定的情况,否则,再生和清洗系统均要作相应的调节.但由于树脂磨损大,不易调整,最早试用的铁路和电力系统没有扩大采用.
3.含油量:
锅炉给水含油量一般不会超过标准规定值而蒸汽有可能被油污染.含油蒸汽在回收时应考虑除油措施.当蒸汽被污染而含油较多时,应在蒸汽凝结以前进行初步除油,蒸汽除油可用带有链条的净油器;当蒸汽含油较少时,则可在蒸汽凝结后除油,凝结水除油可用活性炭过滤器或以活性炭粉作助滤剂的复盖过滤器.
被污染的含油蒸汽是否回收利用应根据具体情况经技术经济比较确定.
4.蒸汽锅炉给水含氧量和热水锅炉补给水、循环水的含氧量:
低压锅炉和热水系统的除氧有热力除氧、真空除氧、铁屑除氧、解析除氧和加亚硫酸钠等方法.热力除氧和真空除氧在运行管理比较好的情况下脱氧水的含氧量能降低到小于0.05毫克/升和0.1毫克/升.工业用锅炉房负荷波动比较频繁,如能及时调节使热力除氧器内压力和真空除氧器内的真空度比较稳定,水温比较稳定,含氧量是能符合要求的.
过去有些单位使用过解析除氧和钢屑除氧也取得了满意的效果,但由于操作管理麻烦,检修不便,有的已逐渐改用其他方法.目前容量较大的锅炉房一般采用热水除氧,也有一些单位在钢屑除氧后再加亚硫酸钠辅助除氧.
5.炉水碱度和含盐量:
所有锅炉都必须进行定期排污,蒸发量大于4吨/时的锅炉还没有连续排污装置.锅炉在运行时炉水碱度或含盐量超过标准规定时应进行排污,但排污率过高造成运行不经济,因此,当原水碱度或含盐量偏高就要根据具体情况考虑是否需要采用脱碱或脱盐的水处理方法.脱碱的水处理方法有氢-钠离子交换、石灰-钠离子交换、钠离子交换加酸、氢-钠离子交换和铵-钠离子交换.脱盐的水处理方法有阴阳离子交换、电渗析和蒸发器等.
6.相对碱度:
在选择锅炉给水处理的方法时应考虑处理后水的相对碱度不大于0.2.当采用脱碱的水处理方法技术经济上不合理或设备、药剂供应上有困难时,也可采用其他措施以防止苛性脆化.防止苛性脆化的方法有:(1)保持硫酸钠、氯化钠和苛性钠的比例,英美规定硫酸钠与苛性钠的重量比大于2.5,苏联规定硫酸钠加氯化钠与苛性钠的重量比大于5;(2)保持硝酸钠与苛性钠的重量比大于或等于0.4;(3)增加磷酸氢钠,使磷酸和炉水中苛性钠作用产生磷酸三钠,消除了苛性钠浓缩的可能,钠离子和磷酸根之比应保持小于或等于2.6.
由于水源恶化,按原来的水处理系统和运行管理办法无法使水质符合标准规定时,应采取有效措施,例如有条件时可改用水质较好的水源,也可采用其他水处理方法或短期内加强排污,使其尽量改善水质工况.例如自贡某厂采用河水为锅炉给水水源,钠离子交换处理,在枯水期原水硬度可达20￣30毫克当量/升,使用原来水处理系统钠离子交换器失效很快,改用电渗析处理再经钠离子交换取得了满意的效果.又如天津某厂用海河水作锅炉给水源,正常情况下硬度为5￣6毫克当量/升,氯根180毫克/升,碱度4.5毫克当量/升,在海水倒灌时硬度达20毫克当量/升,氯根1700毫克/升,他们在水质恶化时用一部分自来水,适当加强排污,根据试验将炉水氯根控制在1,000毫克/升,仍能保持过热蒸汽品质,使用十八年锅炉结垢仅0.5毫米.
下面举例说明二个锅炉房软水处理方法的选择.
例1:4台20吨/时锅炉,压力13公斤力/厘米2,饱和蒸汽,补充水量40吨/时,采用吉林吸河井水,全硬度5.93毫克当量/升,全碱度1.57毫克当量/升.
根据标准规定炉水碱度不大于18毫克当量/升,如选用不脱碱的软化处理,则按碱
度计算排污率=─────────=4.7%
18-1.57
可以选用钠离子交换水处理.
例2:4台20-13饱和蒸汽锅炉,补充水量40吨/时.采用山东黄河水,全硬度7.36毫克当量/升,全碱度7.1毫克当量/升.
根据标准规定炉水碱度不大于18毫克当量/升,如选用不脱碱的软化处理,
7.1*0.5
则按碱度计算排污率=───