汛期水量等各种因素有关。水中溶解固形物则变化不大。江 水在临近入海处,枯水期受海水倒灌影响,使水的含盐量及 有机物含量都有很大增长。 井水情况与之不同。深井水水质较稳定;井群或与地表 水沟通的浅井,往往随井位不同、井深不同、与地表水沟通 情况不同,水质可能有很大差别,浅井水质也常有季节性的 变化 我国江河水的含盐量和硬度一般是不高的,大概情况是: 东部河流水的含盐量从南向北逐渐增加,而在东北松花江、嫩 江流域含盐量降低(<100mg/L)。地表水中,以河北、北京、 天津水质最差,含盐量在500mg/L左右;陕、甘、鲁、豫、新 疆等省区含盐量约为350mg/L;闽、赣、湘、粤、桂(除沿 海外)与松花江、嫩江流域含盐量接近。目前,水源水质劣 化现象相当普遍,在靠近海岸地区可能是由于海水浸入了取 水层,有的地区是由于地表水源上游蒸发量猛增而浓缩,也 有的是工业排水污染所致。 地下水大都是中等含盐量的水。但是,可能由于过量抽 吸等原因,水质变坏。华北的一部分和西北、西南有的地区 的地下水含盐量高达500~1000mg/L。 无论在地表水或地下水中,硬度和碱度也是北方中部几 省(陕、甘、宁、晋、冀、鲁、豫等)较髙:地表水平均硬 度在1.5mmo/I左右,碱度为1.25mmol/L左右;地下水平均 硬度为2.5mmol/.,碱度为1.5mmol/I 第三节水处理的重要性 现代锅炉的运行经验表明,很多问题直接与水、汽系统
内的沉积物(或)和腐蚀有 关。水、汽系统中有沉积 物或垢会引起燃料费用的 增加和能量损失(参晃表7 1-16),并会导致腐 蚀,损耗大量金属材料。 般说来,如果炉管内沉积 兴示 物厚1mm,燃料消耗约增器 加↓0%。当然,每台锅炉 的内部沉积物组成及软硬 不同,其所引起的传热损 失会略有出人。例如,沉 积物中夹杂铁对热损失的 4D.812162.t2 沉积物厚度(mm) 影响大于一般泥状沉积 图1-7铁聚合沉渣对绝热的影响 物。铁聚合沉渣对绝热的 影响见图1-7。此外,炉管中这种隔热沉积物还会引起过热损 坏和增大由于锅水化学偏移而加速锅炉腐蚀的机率。炉管损 坏会带来计划外的停炉检修,损失大量的生产时间和钱财。 表1-15 锅炉由于结垢引起的传热损失 垢厍 以CaCO3为七要以CaCO3为主要以CaSO4为主要 (mm) 成分的软垢(%)成分的硬垢(%)成分的硬垢(% 5.2 7.0 8.3 l.0 8.0 9 9,0 1.25 10.0 11.2 1】. l.60 12.5 12.6 l2、6 2、20 15 14.3 14,3 2
表1-16 锅内几种沉积物的热导率λ 沉积物名称 λiW?(m·C) 赤铁矿(Fe2O3) 0.5862 方解石〔Ca()3) t.9211 石膏(CaS(;1) 1.2979 蚝纹石(3Mg(*Si2·2H2O) 1.0018 碳钢(参考) 46.0548 凝汽器水侧的沉积物(包括溶解盐类析出的垢、污垢和 微生物)若厚达1mm,会使热导率降低一半。换句话说,如 果在设计循环水冷却系统时考虑允许系统中有1mm厚沉积 物,那么,在其他情况不变的条件下,为了保持汽轮机必要 的出力、凝汽器的热交换表面积就要加倍。 在冷却能力相同的情况下,有沉积物的凝汽器的能量消 耗就大。 凝汽器管水侧的沉积物在尖峰负荷时还可能影响出力 此时、对沉积物的控制比对腐蚀的控制更为重要。但在一般 情况下,对腐蚀的控制是最为重要的。沉积物的形成和腐蚀 的发生常常是一起出现的,或可能先发生前者而后引起后者 在一个洁净系统屮,腐蚀即使发生,其分布也比较均匀,因 啊与局部腐蚀对比,腐蚀率也降低,处理用药的剂埯可以节 省,药剂可以充分发挥作用。 冷却系统中的各类沉积物常常是管材损坏的起因。蒸汽 通流部分的沉积物会在汽轮机上引起热损失,降低汽轮机叶 片效率,造成阀门动作不灵和密封不良等。沉积物对汽轮机
容量下降的影响最大。汽轮机高压段只要有76m厚的沉积 物,就将使其效率降低3%~4%,并使通流能力降低1%。不 均匀沉积引起的损失更大。当一部分沉积物剥落下来而形成 粗糙的表面时,与同量沉积物均匀分布的情况相比,效率降 低得更严重。如果汽轮机动叶上有沉积物,轴向推力就会增 大,最终可能导致推力轴承磨损,造成汽轮机通流部分损坏 事故。如果沉积物集中在喷嘴隔板上,则隔板前后的压力降 将大大增高,除增加热损失外,同样也会导致动、静叶片的 磨擦、断裂和机组剧烈振动等事故 运行实践说明,如果缺乏良好的水处理,会导致:①耗 能多而增加运行费用;②突然停机;③清洗间隔缩短;④维 修费用高;⑤设备运行困难;⑥设备发生损坏等。 为了保证安全运行和节能,水处理工作日益成为动力部 门中极为重要的基本任务。 第四节动力工业水处理的进展 本世纪内动力工业水处理的进展简述如下 (1)本世纪初:在本世纪初,石灰-苏打法虽然可使锅炉 补给水软化,但仍有残余硬度盐类进入锅炉,导致炉管的堵 塞和损坏。 锅内碳酸钠处理的应用,对控制锅垢起一定的作用,可 使残余硬度形成泥渣随锅炉排污而除去。还有采用天然有机 物(如拷胶)处理的 在改进锅炉给水质量、防止形成垢和沉积物的同时,仍 很明显地发现了锅炉金属被腐蚀的问题。在维持锅水碱度为 总含盐量的10%~15%时,对压力低于137MPa的锅炉 23
(200C),已能控制其腐蚀;但1.37MPa以上的锅炉,仍会 发生严重的局部腐蚀。同时,也认识到溶解氧会引起严重的 局部腐蚀。 由于发现铆钉孔裂纹,1917年提出了苛性钠对锅炉金属 脆化的影响问题。 (2)20年代:在20年代,由于对锅炉内外的水进行了处 理,锅内结垢大大降低。1923~1924年开始利用盐类的溶解 度乘积来估算加药量。锅内主要是加碳酸钠。1927年开始采 用磷酸三钠处理,而且发现磷酸盐对1.37MPa压力锅炉的处 理效果优于碳酸钠,所以从改进凝汽器的设计着手使给水溶 氧降低(当时在最好条件下能降至0.03mg/L)。 20年代末,锅炉压力升至2.76MPa,热导率增加,产生 了新的问题。因此,除对锅内水处理进行多方面的研究外,还 对影响水发泡和蒸汽携带固形物等进行了研究。认识到金属 应力和高氢氧化钠含量是形成苛性脆化的两个主要因素,也 认识到二氧化碳是凝结水系统的一个腐蚀剂。 开始了蒸汽纯度的测定工作。 (3)30年代:在30年代,锅炉压力升至4.12MPa,进 而跃升至8.24MPa,并有13.73MPa和16.48MPa锅炉投入 试验。在较高温度和热导率下,锅炉出现了砫酸盐垢。 此前,锅炉系统的腐蚀,主要是由于给水中有高溶氧和 ≠化碳。临采用除氧器后,给水溶氧含量下降,但由于锅 ∵力提高炉管腐蚀仍然发生。开始使用亚硫酸钠作为化 可学除氧剂。 陆续发表了多年来对高温高压系统腐蚀的研究结果。认 ↓识到锅炉碱性液浓缩会产生苛性腐蚀,而且这和运行腐蚀 所引起的炉管损坏已成为世界性的和代价昂贵的问题。为了 24