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《工業鍋爐水質》

一、修訂概況

《工業鍋爐水質》標準是根據國家標準化管理委員會2006年的國家標準修訂計劃(項目計劃編號:20064862-T-469),對GB1576-2001《工業鍋爐水質》進行的修訂。


1、修訂原則

工業鍋爐水質標準修訂遵循以下原則:

(1)規范性

按GB/T1.1-2000《標準化工作導則  第1部分:標準的結構和編寫規則》和GB/T1.2-2002《標準化工作導則  第2部分:標準中規范性技術要素內容的確定方法》的要求進行修訂。

(2)連續性

GB1576自1979年頒布以來,經歷了1985年、1996年和2001年三次修訂,是一個比較成熟的標準,具有較好的適用性。近三十多年的實踐證明,該標準為確保我國工業鍋爐安全運行發揮了很大的作用。鑒于此,凡是實踐證明符合我國國情,且能確保鍋爐安全運行、執行有效的內容,在新標準中均予以保留。GB/T1576-2008是在GB1576-2001基礎上進行修改、充實、完善的。

(3)適用性

隨著我國國民經濟的迅速發展和技術的不斷進步,對節能降耗和環境保護提出了更高要求。根據工業鍋爐產品發展趨勢,JB/T10094-2002《工業鍋爐通用技術條件》的適用范圍在2002年修訂時已將工業鍋爐額定壓力擴大至小于3.8MPa,本標準在修訂時適用范圍隨之擴大到小于3.8MPa。為適應社會需求的變化,近幾年貫流鍋爐、直流鍋爐得到廣泛應用,這種鍋爐對水質提出了更高的要求,原標準已不適用于這類鍋爐的要求;再則,用于工業鍋爐的阻垢劑和除氧劑的種類日漸增多,效果也比原標準規定的藥劑有所提高,新標準應適應發展的要求;另外,在保證鍋爐安全運行的前提下,為了促進工業鍋爐節能減排,修訂標準時,對有關指標作出相應的規定。

(4)可操作性

充分考慮我國鍋爐水處理現狀和現有的分析條件、技術水平、可能達到的程度進行修訂。針對原標準中個別水質指標的測試方法難度較大,例如懸浮物測定,不少單位不具備測試條件,為此參照了國外和國內同類標準作了修改,以便使標準更具有可操作性。

(5)先進性

參考國際標準和先進國家的標準,在原標準的基礎上,使修訂后標準的技術性、科學性、先進性有所提高。在修訂本標準時,充分參考了ISO(國際標準)、JIS(日本標準) 、BS(英國標準)、美國ASME的鍋爐水質導則等。

(6)針對原標準在執行過程中存在的問題和標準本身的不足進行修訂。

(7)根據試驗結果和鍋爐用戶的實踐經驗修訂水質控制項目的具體指標。

2、本標準與GB1576-2001的主要差異

——根據我國政府入世時的承諾,使標準符合《貿易技術壁壘協議(TBT)》的規定,本標準性質由強制標準修訂為推薦標準;

——按GB/T1.1-2000《標準化工作導則  第1部分:標準的結構和編寫規則》要求進行編寫,增加了目次、規范性引用文件、術語和定義章節;

——適用范圍擴大到額定壓力小于3.8MPa的鍋爐,并規定了本標準不適用于鋁材制造的鍋爐;

——對所有指標規定了有效數字;

——將懸浮物指標修改為濁度指標;

——對給水pH規定了上限值;

——增加了鍋水酚酞堿度指標;

——蒸汽鍋爐和汽水兩用鍋爐增加了除鹽水作為補給水的有關控制指標;

——蒸汽鍋爐和汽水兩用鍋爐增加了給水電導率指標;

——擴大了單純采用鍋內加藥處理的適用范圍;

——修改了各表的注和腳注;

——修改了熱水鍋爐水質指標;

——修改了直流鍋爐和貫流鍋爐的水質指標;

——增加了補給水的水質;

——增加了回水水質;

——修改了附錄的內容。

本標準的附錄A、附錄B、附錄C、附錄D、附錄E、附錄F和附錄G為規范性附錄。


二、標準主體結構主要修訂情況

本標準將原標準的范圍、水質標準二部分內容按標準的編寫原則重新劃分為范圍、規范性文件、術語和定義、水質標準、水質分析方法五部分內容。

1、GB1576《工業鍋爐水質》由強制性標準修訂為推薦性標準

根據我國政府入世時的承諾,為了使標準符合《貿易技術壁壘協議(TBT)》的規定,本標準性質由強制標準修訂為推薦標準。但是推薦性標準,在被法律、法規、安全技術規范引用之后,在其限定的范圍內,就成為強制執行標準。GB/T1576《工業鍋爐水質》已被多個安全技術規范引用(《蒸汽鍋爐安全技術監察規程》、TSG G5001《鍋爐水處理監督管理規則》、TSG G5002《鍋爐水處理檢驗規則》等都引用了GB/T 1576),因此,在工業鍋爐的范圍內GB/T1576《工業鍋爐水質》是強制性標準。

2、范圍

在“范圍”中規定了GB/T1576-2008《工業鍋爐水質》標準所涉及的鍋爐運行狀態和適用范圍。

(1)明確了本標準為工業鍋爐運行時的水質標準。

停(備)用鍋爐的防銹蝕保護液、停(備)用鍋爐啟動時的水質可不執行本標準。

——工業鍋爐啟動、停運較為頻繁,由于停用期間的腐蝕、啟動時水汽沖刷等原因,鍋爐啟動時給水總鐵含量、硬度難以符合正常時的水質標準。許多工業鍋爐沒有加藥裝置,鍋水高pH值主要依靠給水中的重碳酸鹽水解產生的OH-來實現;鍋水堿度則主要通過蒸發濃縮來控制。而重碳酸鹽水解和蒸發濃縮需要鍋爐運行一段時間后才能達到要求。所以,鍋爐啟動時水質可不執行本標準。

(2)本標準適用于額定出口蒸汽壓力小于3.8MPa,以水為介質的固定式蒸汽鍋爐和汽水兩用鍋爐,也適用于以水為介質的固定式承壓熱水鍋爐和常壓熱水鍋爐。

根據工業鍋爐產品發展趨勢,JB/T10094-2002《工業鍋爐通用技術條件》的適用范圍在2002年修訂時已將工業鍋爐額定壓力擴大至小于3.8MPa,本標準在修訂適用范圍時隨之擴大到小于3.8MPa。

(3)本標準不適用于鋁材制造的鍋爐。

由于本標準的水質不適合鋁及鋁合金防腐蝕條件,因此,規定本標準不適用于鋁材制造的鍋爐。

3.增加了規范性引用文件

標準中規定的水質控制指標,涉及許多水質分析方法、標準溶液的制備方法、水樣的采集方法和水質分析過程的要求等,在原標準的附錄中分別規定了各項指標的分析方法。在本標準修訂時,按照標準編寫原則,本標準執行中(根據《工業鍋爐水質》需要)可能涉及到的有關國家標準或行業標準,并且滿足本標準需要,都在規范性引用文件中引用,不在附錄中重復規定。

GB/T1576《工業鍋爐水質》和GB/T12145《火力發電機組及蒸汽動力設備水汽質量》構成了完整的鍋爐水汽質量標準體系,《工業鍋爐水質》有些規定可以直接引用《火力發電機組及蒸汽動力設備水汽質量》中的有關規定,如蒸汽質量,在標準修訂時已明確規定需要執行的標準。

4.增加了術語和定義

為了避免誤解和矛盾,對工業鍋爐各種用水和水處理方式的術語進行了定義。

很多人把補給水誤解為給水,工業鍋爐給水主要是由回水和補給水組成,只有當回水利用率為零時,給水才等同于補給水;按照以前的概念,除鹽水是指經過陰、陽離子交換后的水,但隨著科技的發展,反滲透等技術得到廣泛的應用,反滲透脫鹽率≥96%,電去離子軟化技術除鹽率≥60%,在本標準中均將其定義為除鹽水。

為了防止混淆和誤解,本標準對原水、軟化水、除鹽水、補給水、給水、鍋水、回水、鍋內加藥處理、鍋外水處理等術語進行了定義。

5、水質標準結構的修改

對原水質標準進行了和并、區分,對貫流鍋爐、直流鍋爐的水質要求單獨進行了規定,增加了補給水和回水質量要求。

(1)原水質標準結構

2.1 采用鍋外化學水處理的蒸汽鍋爐和汽水兩用鍋爐水質

2.2 采用鍋內加藥處理的蒸汽鍋爐和汽水兩用鍋爐水質

2.3 熱水鍋爐水質

2.4 直流(貫流)鍋爐水質

2.5 余熱鍋爐水質

2.6 水質檢驗方法

(2)標準修訂后的水質標準結構

4.1 自然循環蒸汽鍋爐和汽水兩用鍋爐水質

4.1.1 采用鍋外水處理的自然循環蒸汽鍋爐和汽水兩用鍋爐,給水和鍋水水質應符合表1規定。

4.1.2 單純采用鍋內加藥處理的蒸汽鍋爐和汽水兩用鍋爐水質

4.2 熱水鍋爐水質

4.2.1 采用鍋外水處理的熱水鍋爐,給水和鍋水水質應符合表3規定。

4.2.2 單純采用鍋內加藥處理的熱水鍋爐水質

4.3 強制循環(貫流、直流)蒸汽鍋爐水質

4.4 余熱鍋爐水質

4.5 補給水水質

4.6 回水水質

(3)水質標準結構修改的原因

——原標準的2.1條和2.2條,均為蒸汽鍋爐和汽水兩用鍋爐水質標準,應合并成同一個章節,區分兩種水處理方式的水質標準。

——原標準中的2.3條熱水鍋爐水質,鍋外水處理和鍋內加藥處理為一個章節,但應分成兩個部分。

——原標準2.4條規定:“直流(貫流)鍋爐給水應采用鍋外化學水處理,其水質按表1中額定蒸汽壓力為大于1.6MPa、小于等于2.5MPa的標準執行”。實踐證明原條款規定欠妥,貫流鍋爐和直流鍋爐是從美日等國引進的水循環是強制循環鍋爐,貫流式鍋爐循環比≤2,直流式鍋爐循環比約為1.2~1.4,自然循環蒸汽鍋爐的循環比為100~200。強制循環鍋爐的循環比要比自然循環鍋爐的循環比小很多,水質要求更加嚴格,因此,在修訂本標準時將貫流鍋爐和直流鍋爐的水質標準從自然循環蒸汽鍋爐分離出來,單獨進行規定。

——原標準2.6條是水質檢驗方法,而不屬于水質標準,應在其它章進行規定。

——增加補給水水質標準的目的是確保補給水水質滿足鍋爐給水水質的要求,合理選擇補給水處理方式,并促進鍋爐節能減排。

——增加回水水質標準的目的是確保回水水質滿足鍋爐給水水質的要求,提高回水利用率,促進鍋爐節能減排。

6、增加了水質分析方法的規定

規定了本標準中各項控制指標的測定方法。

原標準2.6條是水質檢驗方法,而不屬于水質標準,標準修訂時將其單列一章。

7、附錄

對尚無國家(行業)標準分析方法或國家(行業)標準分析方法不適合本標準水質范圍和選用條件的項目規定了規范性附錄。

三、水質標準修訂的說明

(一)通用項目的修訂

1、對所有指標都規定了有效數字

水質指標都應規定有效數字,而原標準中沒有規定,往往使人誤解為后一位數字是可疑值,易造成對標準理解的偏差。

2、將所有給水懸浮物指標都修改為濁度

(1)懸浮物指標修改為濁度理由

——懸浮物是指含有各種大小不同顆粒的混雜物,它會使水體渾濁,透明度降低。水中懸浮物的理化特性、所用濾器與孔徑大小、濾材面積與厚度等諸多因素均可影響懸浮物的測定結果,一些細小的懸浮微粒無法濾除,測定結果不能充分反映水體中懸浮物的總體情況。通過測定水體的濁度,能更好地反映水中懸浮物的多少。

——GB1576-2001《工業鍋爐水質》規定了給水懸浮物的指標,但由于懸浮物標準測定方法采用的是重量分析法,分析操作比較麻煩,耗時很長,不適合水質監測的常規分析。

——現在絕大多數的鍋爐使用單位和檢驗監測機構均采用監測濁度的方法,間接控制給水的懸浮物,效果良好,并且符合控制要求。

——GB12145《火力發電機組及蒸汽動力設備水汽質量》控制的指標為濁度,修改后與GB12145協調統一。

(2)水的濁度表示方法

選用經特殊精制的漂白土或硅藻土配制標準濁度溶液,相當于1000ml水中含有1mg漂白土或硅藻土時,所產生的濁度為1度,或稱杰克遜,濁度單位為JTU,現代濁度儀顯示的濁度是散射濁度單位NTU,1JTU=1NTU=1mg/L的漂白土(或硅藻土)懸濁液。

國際上公認以烏洛托品-硫酸肼(福馬肼)配制濁度標準溶液重現性較好,其濁度單位為FTU。目前普遍使用福馬肼懸濁液作為標準濁度溶液,用分光光度法比較水樣與標準懸濁液的透光強度,進行濁度的測定,因此,本標準濁度計量單位采用FTU。

各種濁度之間的關系:1FTU=1NTU=1mg/L的漂白土(或硅藻土)懸濁液。

3、給水pH值都規定了上限指標

原標準所有給水pH值都規定為≥7,而沒有規定上限指標,會給人以給水pH值越高越好的錯誤印象。給水控制pH值的目的是為了防止給水系統的酸性腐蝕及腐蝕產物帶入鍋內,但同時也應防止給水中堿性物質過多帶來的負作用,如果給水pH值過高,堿性物質在鍋內經過分解、蒸發濃縮后,會造成鍋水堿度及pH值超標、金屬鈍化膜的破壞等危害。為了減緩給水系統、鍋爐蒸發系統腐蝕,有必要控制給水pH值在一定范圍內,新標準將給水pH值控制范圍進行了修訂,規定了上限控制指標。

4、鍋水增加了酚酞堿度指標

(1)增加酚酞堿度控制指標的理由

——防止鍋爐酸性或堿性腐蝕的發生

工業鍋爐鍋水中常見的堿度有氫氧化物、碳酸鹽、氨、磷酸鹽、硅酸鹽、亞硫酸鹽、腐植酸鹽等,一些鍋爐運行中使用的阻垢、除垢劑還含有有機酸鹽。

——可間接測定和控制鍋水pH值

很多工業鍋爐使用單位沒有pH計,采用pH試紙測定鍋水pH值,眾所周知pH試紙測定鍋水pH值有誤差,影響鍋水pH的正確控制,如果既測定酚酞堿度,又測定全堿度,就可以很方便計算出鍋水pH值:

——參考國外標準

許多國外鍋爐水質標準均對工業鍋爐鍋水酚酞堿度進行了規定,如日本JIS B8223《鍋爐給水和鍋爐水質》就對鍋水全堿度和酚酞堿度分別作出了控制規定。

(2)酚酞堿度的控制范圍確定方法

為了即可放寬鍋水堿度的上限值,又能防止由于pH值過高而造成的堿性腐蝕,也可通過制定鍋水全堿度和酚酞堿度兩個指標來實現,原理如下:

鍋水酚酞堿度JDP=[OH-] + 1/2[CO32-]  (mmol/L)

鍋水甲基橙堿度JDM=1/2[CO32-]  (mmol/L)

鍋水總堿度JDZ = JDP + JDM  (mmol/L)

當pH=12,[OH-]=10-2 mol/L=10mmol/L,JDP =5+1/2JDZ  (mmol/L)

當pH=10,[OH-]=10-4 mol/L=0.1mmol/L,JDP = 0.05+1/2JDZ  (mmol/L)

因此,當JDP≤5+1/2JDZ時,就可有效控制鍋水的pH值不超過12的上限值;當JDP≥0.05+1/2JDZ時,可保證鍋水的pH值不低于10。

根據上述原理及鍋爐壓力等級,計算得出鍋爐酚酞堿度按表1控制為宜。

表1  鍋水總堿度和酚酞堿度控制指標

額定蒸汽壓力MPa

P≤1.0

1.0 < P≤1.6

1.6< P≤2.5

2.5

鍋水

堿度

總堿度(pH4.2)

mmol/L

6.0~26.0

6~24

6.0~16.0

<12.0

酚酞堿度(pH8.3)

mmol/L

4.0~18.0

4.0~16.0

4.0~12.0

<10.0

5、修改了原標準注1)和注2)對硬度、堿度的計量單位的注解

原標準對堿度計量單位的注解有誤,鍋水的堿度成份不僅限于OH-、CO32-、HCO3-,還可能有氨、磷酸鹽、硅酸鹽、亞硫酸鹽、腐植酸鹽、有機酸鹽等。而計量單位的規定已有行業標準,因此,本標準修訂為:“硬度、堿度的計量單位為一價基本單元物質的量濃度”。

(二)自然循環蒸汽鍋爐和汽水兩用鍋爐水質標準修訂內容

表1  采用鍋外水處理的自然循環蒸汽鍋爐和汽水兩用鍋爐水質

區分

額定蒸汽壓力

MPa

P≤1.0

1.0<P≤1.6

1.6<P≤2.5

2.5<P<3.8

補給水類型

軟化水

除鹽水

軟化水

除鹽水

軟化水

除鹽水

軟化水

除鹽水

給水

濁度

FTU

≤5.0

≤2.0

≤5.0

≤2.0

≤5.0

≤2.0

≤5.0

≤2.0

硬度

mmol/L

≤0.030

≤0.030

≤0.030

≤0.030

≤0.030

≤0.030

≤5.0×10-3

≤5.0×10-3

pH(25℃)

7.0~9.0

8.0~9.5

7.0~9.0

8.0~9.5

7.0~9.0

8.0~9.5

7.5~9.0

8.0~9.5

溶解氧a

mg/L

≤0.10

≤0.10

≤0.10

≤0.050

≤0.050

≤0.050

≤0.050

≤0.050

mg/L

≤2.0

≤2.0

≤2.0

≤2.0

≤2.0

≤2.0

≤2.0

≤2.0

全鐵

mg/L

≤0.30

≤0.30

≤0.30

≤0.30

≤0.30

≤0.10

≤0.10

≤0.10

電導率(25℃)

μS/cm

——

——

≤5.5×102

≤1.1×102

≤5.0×102

≤1.0×102

≤3.5×102

≤80.0

全堿度b

mmol/L

無過熱器

6.0~26.0

≤10.0

6.0~24.0

≤10.0

6.0~16.0

≤8.0

≤12.0

≤4.0

有過熱器

——

——

≤14.0

≤10.0

≤12.0

≤8.0

≤12.0

≤4.0

酚酞

堿度

mmol/L

無過熱器

4.0~18.0

≤6.0

4.0~16.0

≤6.0

4.0~12.0

≤5.0

≤10.0

≤3.0

有過熱器

——

——

≤10.0

≤6.0

≤8.0

≤5.0

≤10.0

≤3.0

pH(25℃)

10.0~12.0

10.0~

12.0

10.0~

12.0

10.0~

12.0

10.0~

12.0

10.0~12.0

9.0~

12.0

9.0~11.0

溶解固形物

mg/L

無過熱器

≤4.0×103

≤4.0×103

≤3.5×103

≤3.5×103

≤3.0×103

≤3.0×103

≤2.5×103

≤2.5×103

有過熱器

——

——

≤3.0×103

≤3.0×103

≤2.5×103

≤2.5×103

≤2.0×103

≤2.0×103

磷酸根c

mg/L

——

——

10.0~30.0

10.0~30.0

10.0~30.0

10.0~30.0

5.0~20.0

5.0~20.0

亞硫酸根d

mg/L

——

——

10.0~30.0

10.0~30.0

10.0~30.0

10.0~30.0

5.0~10.0

5.0~10.0

相對堿度e

<0.20

<0.20

<0.20

<0.20

<0.20

<0.20

<0.20

<0.20

表1(續)

注1:對于供汽輪機用汽的鍋爐,蒸汽質量應按照GB/T12145《火力發電機組及蒸汽動力設備水汽質量》規定的額定蒸汽壓力3.8~5.8MPa汽包爐標準執行。

注2:硬度、堿度的計量單位為一價基本單元物質的量濃度。

注3:停(備)用鍋爐啟動時,鍋水的濃縮倍率達到正常后,鍋水的水質應達到本標準的要求。

a 溶解氧控制值適用于經過除氧裝置處理后的給水。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。對于供汽輪機用汽的鍋爐給水含氧量應小于等于0.050mg/L。

b 對蒸汽質量要求不高,并且不帶過熱器的鍋爐,鍋水全堿度上限值可適當放寬,但放寬后鍋水的pH值不應超過上限。

c 適用于鍋內加磷酸鹽阻垢劑。采用其它阻垢劑時,阻垢劑殘余量應符合藥劑生產廠規定的指標。

d 適用于給水加亞硫酸鹽除氧劑。采用其它除氧劑時,藥劑殘余量應符合藥劑生產廠規定的指標。

e 全焊接結構鍋爐,相對堿度可不控制。

1、將“蒸汽鍋爐”修訂為“自然循環蒸汽鍋爐”

貫流鍋爐和直流鍋爐也屬于蒸汽鍋爐,為了區分自然循環蒸汽鍋爐和強制循環鍋爐,本標準4.1條款是針對自然循環蒸汽鍋爐和汽水兩用鍋爐水質作出的規定。

2、水質分為采用“鍋外水處理”和“單純采用鍋內加藥處理”兩部分

原標準的2.1條款和2.2條款,均為自然循環蒸汽鍋爐和汽水兩用鍋爐水質標準,本標準修訂時,將其合并成同一個章節,分成兩種不同水處理方式的水質標準。

3、采用鍋外水處理的自然循環蒸汽鍋爐和汽水兩用鍋爐水質修訂內容

(1)將原標準中“給水一般應采用鍋外化學水處理”修訂為“鍋外水處理”

原標準中規定“蒸汽鍋爐和汽水兩用鍋爐的給水一般應采用鍋外化學水處理”。鍋外水處理并不局限于化學處理,隨著經濟的發展和技術的不斷進步,近幾年反滲透水處理設備應用日漸增多,而反滲透除鹽技術不屬于化學水處理范疇,為適應社會需求的變化,因此,在標準修訂時將原2.1條款(現4.1.1條款)修改為“采用鍋外水處理的自然循環蒸汽鍋爐和汽水兩用鍋爐,給水和鍋水水質應符合表1規定”。鍋外水處理包含化學方法和反滲透、電滲析等物理方法,使標準適用范圍更大。

(2)增加了額定壓力大于2.5 MPa,小于3.8MPa鍋爐的水質要求

由于本標準適用范圍擴大,因此表1中增加了對額定壓力大于2.5 MPa,小于3.8MPa鍋爐的水質要求。由于在此壓力范圍的蒸汽鍋爐水質沒有熱化學試驗數據,運行控制經驗也較少,因此,在制定各項控制指標時主要借鑒JIS B8223(日本鍋爐給水和鍋爐水質標準)、美國ASME的鍋爐連續運行水質控制導則、BS(英國標準)等,并根據各項指標間關聯成份的計算結果制定的。

(3)增加了除鹽水作為補給水有關控制指標

原標準只規定鍋外化學水處理的軟化水指標及相應的鍋水指標,但隨著科學技術的進步和企業對節能降耗意識的增強,工業鍋爐采用除鹽水(主要有離子交換除鹽和反滲透脫鹽)作為補給水的逐漸增多。除鹽水與軟化水相比較,其特點是將水中的溶解固形物、硬度、堿度大部分除去了,因此,其鍋水和采用軟化處理的鍋水的差別:一是鍋水堿度很低;二是鍋爐排污率可降至1%以下,對節能降耗意義重大;三是鍋水溶解雜質較低,易結垢物質較難達到過飽和,對防止結垢有很大幫助;四是鍋水緩沖性較小,應嚴格控制pH值,以防止腐蝕。為此增加蒸汽鍋爐和汽水兩用鍋爐采用除鹽水作為補給水有關控制指標。

鍋水控制堿度的目的是將進入鍋內的殘余硬度生成水渣,防止結垢;另外又要防止堿度過高發生堿性腐蝕和汽水共騰。補給水若采用離子交換除鹽處理或反滲透除鹽處理,補給水結垢物質濃度很低,結垢的可能性較小,因此可不控制鍋水堿度的下限,而應控制堿度的上限。另外,為了減緩鍋水的腐蝕性,必須控制鍋水pH值。

原標準在執行中,曾多次發現工業鍋爐采用除鹽處理,鍋水堿度低于6mmol/L規定指標,向鍋內加堿,造成熱力系統積鹽的事故。

新標準增加了除鹽水作為補給水有關控制指標,鍋水堿度只控制上限,而不控制下限,為了防止鍋爐腐蝕,鍋水維持pH值在10.0~12.0范圍內。因除鹽水幾乎沒有堿度,鍋水pH值常常會小于10.0,一般應向鍋內投加堿性藥劑,調節鍋水pH值。

(4)修訂了給水限定全鐵適用范圍

給水中含鐵較高時對鍋爐造成的主要危害是:結生氧化鐵垢;三價鐵離子是陰極去極化劑,可對金屬本身構成腐蝕;氧化鐵垢不僅妨礙傳熱,更為嚴重的危害是產生垢下腐蝕,造成金屬管壁減薄、穿孔。

原標準表l中給水含鐵量規定了指標,并在注⑥中說明,“僅限燃油、燃氣鍋爐”。其實不應該只限制燃油、燃氣鍋爐給水含鐵量,而是任何蒸汽鍋爐都應該嚴格控制給水的含鐵量。新標準修訂后取消原標準注⑥,也就是說不管何種燃料均要限制給水總鐵含量。

給水鐵離子不僅是補給水帶來的,其主要來源有:

——原水水源為地下水,當地下水鐵含量較高時,會使離子交換樹脂中毒,并使鐵離子漏過。

——生產返回水中帶入大量鐵腐蝕產物。這是因為給水中的重碳酸鹽進入鍋內,在高溫高壓的作用下分解出二氧化碳氣體,CO2被蒸汽攜帶會使冷凝水或在濕蒸汽顯酸性。水中CO2雖然只顯弱酸性,但由于蒸汽一般都比較純凈,冷凝成水后緩沖性很小,少量的CO2就會使其pH值顯著降低。如當每升純水中溶有1mg CO2時,水的pH值便可由7.0降至5.5左右。值得注意的是,弱酸的酸性不能單憑pH值來衡量,因為弱酸只有一部分電離,隨著腐蝕的進行,消耗掉的H+會被弱酸繼續電離所補充。

水中的CO2可使水產生H+,而H+與溶解氧同是腐蝕電池中陰極去極化劑,大大加速了陽極金屬鐵的腐蝕。

CO2既使金屬鐵發生酸腐蝕,又使其發生電化學腐蝕。因此,凝結水中的CO2具有較強的腐蝕性,特別是在有氧的存在下。

——給水系統腐蝕。

——有些除氧裝置是靠海綿鐵、鐵屑、鐵粒等鐵質材料除氧,如果控制和管理不好很容易將鐵離子帶入鍋爐。

——解吸除氧裝置是靠反應器產生的CO2和N2與水劇烈混合,使水中溶解氧的分壓變得極小,而除掉。但此時水中CO2的含量卻較高,對給水系統、蒸汽系統、冷凝水系統都會腐蝕,使給水鐵含量很高。

——水處理設備、再生系統、水箱等未做防腐處理,或者防腐層脫落,使補給水系統產生的鐵腐蝕產物進入到給水;給水pH值較低,給水系統本身的腐蝕產物致使給水含鐵。

(5)給水pH控制指標

為了減緩給水系統、鍋爐蒸發系統腐蝕,有必要控制給水pH值在一定范圍內,新標準將給水pH值控制范圍進行了修訂。

除鹽水的pH值一般介于6.2~7.3之間,由于除鹽水比較純凈,緩沖性較小,而在吸收了空氣中的CO2之后很容易下降到6以下,給水系統很容易發生酸性腐蝕。腐蝕產物會進入鍋爐會帶來一系列結垢、腐蝕后果。JIS推薦以除鹽水為補水、工作壓力為1~3Mpa的鍋爐的給水pH值范圍為8.0~9.5,ASME推薦的該工作壓力的合適pH為7.5~10。經過起草組充分論證,將除鹽水作為補給水的給水pH定為8.0~9.5,除鹽水水只需加入很少的堿性物質(1~2ppm)就可以將pH控制在合適的范圍,并能有效防止給水系統發生酸性腐蝕。

軟化水通常具有高pH的緩沖能力,并且原水經過軟化處理,重碳酸鹽硬度交換成重碳酸鈉,補給水pH有所升高,控制給水pH在7.0~9.0是容易實現的。若回水利用導致給水pH降低時,只需加入很少的堿性物質就可以將pH控制在合格的范圍,

(6)增加了給水電導率指標

由于水源水質日趨劣化,溶解固形物呈逐年上升之勢,導致鍋爐排污率增加,熱效率下降,能耗上升。為了適應節能降耗的要求,有必要對給水電導率提出規定。提出給水電導率控制指標的原則是采用軟化水作為補給水的鍋爐排污率≤10%,采用除鹽水水作為補給水的鍋爐排污率≤2%,根據電導率和溶解固形物之間的關系,以及不同壓力等級的鍋爐對溶解固形物控制要求,計算得出給水電導率限制指標。

因為給水均為弱堿性,其“固導比”在0.5~0.7之間,取“固導比”系數0.6來計算制定給水電導率指標。

表2  以軟化水作為補給水的鍋爐給水電導率控制值的計算結果

額定壓力,MPa指標

P≤1.0

1.0 < P≤1.6

1.6< P≤2.5

2.5< P<3.8

排污率  %

10

10

10

10

鍋水溶解固形物,mg/L

≤4.0×103

≤3.5×103

≤3.0×103

≤2.5×103

給水溶解固形物,mg/L

≤3.6×102

≤3.2×102

≤2.7×102

≤2.3×102

給水電導率,μS/cm

≤6.0×102

≤5.5×102

≤5.0×102

≤3.5×102

表3  以除鹽水作為補給水的鍋爐給水電導率控制值的計算結果

額定壓力,MPa指標

P≤1.0

1.0 < P≤1.6

1.6< P≤2.5

2.5< P<3.8

排污率  %

2

2

2

2

鍋水溶解固形物,mg/L

≤4.0×103

≤3.5×103

≤3.0×103

≤2.5×103

給水溶解固形物,mg/L

≤78

≤69

≤59

≤49

給水電導率,μS/cm

≤1.3×102

≤1.1×102

≤1.0×102

≤82

當水源水質較差,電導率已超出了規定上限時,通常有兩種方式降低給水電導率:

——采用軟化處理時,增加生產返回水回收率。給水電導率≈(1-回收率)×原水電導率,從此式不難看出,生產返回水回收率每增加10%,給水電導率可比原水電導率降低10%,也就是說回收率越高,給水質量越


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