式中 QH＿──给水中负硬水的分数;
1-QH＿──给水中永硬永的分数;
H＿与H+ ─分别为负硬水的负硬和永硬水的永硬(毫克当量/升);
A与A' ──分别为炉水碱度(以20毫克当量/升计算)和蒸汽带走的碱度(毫克当量/升);
P──锅炉排污水占给水的分数(以略0.05即50%计算).整理上式,得:QH+AoP+(1-P)A'
QH＿=─────────────H＿+H+如忽略蒸汽带出碱度时,则得:H++AoP
QH＿=───────
H＿+H+由于A0=20毫克当量/升,P=0.05,A0P=1,则:
H++1
QH＿=──────
H＿+H+

附:
用上式可制成下面的线算图.各线表示相应的水质指标的标线.T为中间线,斜线QH＿为给水中负硬水的分数.查算时先在H＿、H+线上找出负硬水的负硬(H＿),和永硬水的永硬(H+),并将两点连成直线,与T线得一交点,再在(H+1)线上找到相应的点,与T线上的交点连成直线,此直线与QH＿线的交点即为负硬水的分数(QH＿)的计算值.
例一:负硬水的负硬H＿=3,永硬水的永硬H+=5,按上述方法算得QH＿=0.75即75%,则QH+=1-QH＿=0.25 即25%.
例二:负硬水H＿=6,永硬水H+=4,查算得QH＿=0.5即50%,QH+=1=QH＿=50%.
根据以上所述,可得出以下结论:
一、如果进炉的原水中,全部都是暂硬,即碳酸盐硬度,则 进入炉内后即和炉水中的NaOH作用生成CaCo3Mg(OH)沉淀.同时又生成等当量NaCO3.
Ca(HCO3)2+2NaOH─→CaCO3↓+
负硬(H＿)水与永硬(H+)水混合进行炉内碱处理时的配水比(QH)值线算图
Na2CO3+2H2O
Mg(HCO3)2+2NaOH─→Mg(OH)2↓+N2CO3+H20+C
O2↑
图中(QH)应用(QH＿)代替.
同时生成的NaCO3,又部分进行水解(分解成NaOH百分数与运行NaCO2+H2O→2NaOH+CO2↑
因此炉水碱度应无变化,但由于排污要排出一部分碱度和蒸汽带出一部分碱度,这部分碱度应加碱补充.当忽略蒸汽碱度时,补加的碱量应等于AoP.
二、如果进炉的原水中有永硬时,与炉水中的CO-32、OH-作用如下:(公式略,见259页)
因此要消耗炉水的碱度,所以必需加以补充.补充的方法可用加纯碱法或用入一部分钠离子交换水或有负硬的天然水.
与此相反,如果入锅炉的原水中负硬过高时,会造成炉水碱度过高时,则可混入一部分永硬水代替加氯化钙作为降低负硬的措施.
(3)炉内加Na3PO4适用于压力较高的锅炉.一般工作压力低于14Kg/Cm2的低压锅炉不使用.
炉外降低原水碱度的另一方法──氢钠水处理系统:
如原水中负硬过大,且采用其他措施(如加部分永硬水,加大排污、采用石灰──氯化钙法等措施)收效不大或条件不适应时,方可采用此法.因为这方法设备较多,对运行调正要求较严格.
①用弱酸性H型阳树脂和Na+离子交换串联系统.这是用弱酸性的阳树指不能和行的阳离子交换,只能和弱酸盐中的阳离子交换这一特性.因此水中的永硬通过弱酸性的阳树脂交换层后不变.只有暂硬和负硬起交换:
(公式略)见260页
由弱酸性阳树指交换器出口的水,先经过脱碳器,再通过Na+离子交换器,除去水中的永硬.
(公式略)见260页
下面是此系统示意图
弱酸H型交换剂失效后,用HCI或H2SO4很再生,酸耗低,因此比较经济,排酸问题也较小.但是原水中的Ca++/Na+比应足够大,否则会降低它的交换容量.并且弱酸性离子交换器及再设备及管道必须衬里防腐.并且出水还残 ──12PPM的CO2因此应再经热力除气器或加NaOH使其成为Na2CO3.弱酸交换器出口水,虽不含矿物酸,但含H2CO3及CO2出口管道如不用防腐措施,会发生严重腐蚀.
②用H型强酸性阳树脂交换器与钠离子交换器并联运行.水通过H型强酸性阳树脂时交换作用:公式略(见261页)
水通过Na+型阳树脂时的交换作用公式略(见261页)
以上两种水混合,利用H型交换器出水中的HCI和HSO4中和Na型交换器出水中的NaHCO3,从而达到除碱目的.
但是必须注意H型交换器和管道系统以及再生设备系统必须衬里防腐.并联混合后的水必须进行脱炭,脱炭后再经热力除气或加NaOH处理,这种方法设备较多.两交换器出水量的比例不易调正合宜,且耗酸量大,因此小锅炉不宜采用.
此外还有其他利用离子交换的系统,如氨──钠离子交换器,因对铜有腐蚀作用,此处不再介绍.
为了降低碱度,也有直接在原水中加酸的办法,但这种办法只能将碱度变成盐类,不起软化作用,因此只能用于含盐量不高而碱度较高的原水,而且必须十分小心从事,严防酸液腐蚀锅炉和污染环境.
三
关于停炉保养问题:
关于停炉保养问题是一个十分重要的问题,应该加以重视.
锅炉腐蚀严重的阶段,不在于运行阶段,而在于不采取保养措施的停炉阶段.一般说来,不采取保养措施的锅炉,一个季度的腐蚀程度比运行一年的锅炉腐蚀还严重.所以做好停炉保养工作应引起人们的重视,作为保证锅炉安全正常运行必不可少的重要措施.
一般情况,小锅炉在夏季或检修后,打完水压,进入备用状态,就是将炉内水放掉,各部封闭严密后即不再采取任何其他措施.其实炉中的氧与炉中残留的水份就是引起炉内严重腐蚀的重要因素.
今将几种行之有效的停炉保养措施分述于下:
(一)长期(一个月以上)的保养措施:
这种情况以"干保养"最方便.办法是:
①在热记停炉后将水放空,将排污门、空气门人孔全部打开以便将内部水及水蒸汽全部赶出至基本干燥后,用浅盘或其他敞口容器装生石灰(2公斤/米3锅炉容积)放入炉内,将各处全部封闭,以吸收炉内残余水蒸汽,每隔半个月后打开人孔检查,如石灰已消化,另换生石灰,并继续每个月检查,更换石灰,直到生石灰石不再消化,将全部孔道封闭保养起来.②在全部水放空后,采用邻炉热风,向炉内鼓热风.此时将空气门打开,热风从下部进入,使热风于锅炉内循环后排出,直至锅炉干燥后,全部封闭保养.
(二)短期(一个月以下)停炉保养措施:
①满水保护法:
Ⅰ.保持压力法:这种方法适用于1-2天短期停炉保养,用缓炎办法,维持压力大于1kg/cm2.
Ⅱ.联氨法:
停炉后不放水,热炉补加给水后,由空气门放出蒸汽,以便将给水中O2排出炉外,待给水装满全炉,然后加入联氨.使炉水中浓度达到150-200mg/升,如需要时并用部分氨水调正炉水PH〉10,充满水并关闭阀门保养起来.并将锅炉升压至〉1kg/cm2,以防空气漏入.此法冬季要注意防冻.
Ⅲ.用碱性液代替联氨,碱液可用NaOH5-10公斤/吨水Na3PO420公斤/吨水,也可用4-8公斤/吨水NaOH和1-2公斤/吨水Na3PO4的混合液.但用此法时最好将原炉水排去或排去一部分,用原水或软化水加碱充满.如炉内有垢时,要注意老垢会逐渐软化脱落,运行时应将此液排尽换水.
Ⅳ.如无以上条件,可考虑停炉,热炉不放水,立即向炉内补加给水,由空气门排出给水中的氧气,待充满水后保养起来.
②空炉保养
Ⅰ.充氨保养:停炉后将炉水放净,尽可能除去水份,将各门孔封闭严密,向炉内充入氨气,使炉内维持100mmHg柱的压力.
Ⅱ.充氨保养:方法同上,必须保证各阀门及孔垫严密不漏,否则保养效果不好.
四
关于低压锅炉因炉、因水制宜选用水处理方法的参照表.
低压锅炉因炉、因水制宜用水处理方法参照表
┏━━━━━━┯━━━━━━━━━━┯━━━━━━━━━━━━┓
┃ 炉型和参数│ 水源水质情况 │ 水处理方法 ┃
┃P≤13Kgf/cm2│ │ ┃
┠──┬───┼────┬─────┼──────┬─────┨
┃炉型│D吨/时│H值 │(A-H) │ 炉 外 │炉 内 ┃
┃ │ │ EPM │ EPM │ │ ┃
┠──┼───┼────┼─────┼──────┼─────┨
┃ │ │ │(A-H)>2 │(1)CaO、 │利用天然 ┃
┃ │ │ │ │ CaCl2 │水中碱度 ┃
┃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 │碱或补加 ┃
┃ │ │ │ │(2)NaR法 │碱 ┃
┃ │ │ │ │(3)CaO、 │ ┃
┃装 │ │ │ │ NaR法 │ ┃
┃ │ │ │ │ │ ┃
┃ │ ├────┼─────┼──────┼─────┨
┃锅 │ │ │(A-H)>2 │(1)Cao、 │利用天然 ┃
┃ │ │ │ │ CaCl2 │水中碱度 ┃
┃ │ │ H>3.5 │ │ 沉淀 │ ┃
┃ │ │ │ │(2)配H+水法 │ ┃
┃炉 │ │ │ │ │ ┃
┃ │ │ │ │ │ ┃
┗━━┷━━━┷━━━━┷━━━━━┷━━━━━━┷━━━━━┛
┍━━━━━━━━━━━━━┯━━━━━━━┓
│ 主要控制指标 │ ┃
│ │ ┃
├─────┬───────┤ 备 注 ┃
│给 水│炉 水 │ ┃
│ │ │ ┃
├─────┼───────┼───────┨
│(1)(A-H)= │(1)A010￣20; │ 当A-H= ┃
│ 1￣2 │(2)A0H0.1￣10;│2时,A0可以 ┃
│ │(3)PH10￣12; │高些,短时不 ┃
│ │(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; │ 在实验证明┃
│ │(2)A0H0.1￣10;│确实有效、无 ┃
│ │(3)PH10￣12; │害时采用 ┃
│ │(4)P<10% │ ┃
│ │ │ ┃
│ │ │ ┃
└─────┴───────┴───────┚
续表
┏━━━━━━┯━━━━━━━━━━┯━━━━━━━━━━━━┓
┃ 炉型和参数 │ 水源水质情况 │ 水处理方法 ┃
┃P≤13Kgf/cm2│ │ ┃
┠──┬───┼────┬─────┼──────┬─────┨
┃炉型│D吨/时│H值 │(A-H) │ 炉 外 │炉 内 ┃
┃ │ │ EPM │ EPM │ │ ┃
┠──┼───┼────┼─────┼──────┼─────┨
┃ │ │ │(A-H)= │ │同 上 ┃
┃ │ │ │1￣2 │ │ ┃
┃火 │ │ ├─────┼──────┼─────┨
┃ │ │ │(A-H)<1 │(1)CaO、 │利用自然 ┃
┃管 │ │ │ │ NaCO3法 │碱或补加 ┃
┃、 │ │ │ │(2)NaR法 │纯碱 ┃
┃ │ │H>3.5 │ │(3)CaO、 │ ┃
┃ │ │ │ │ NaR法 │ ┃
┃水 ├───┼────┼─────┼──────┼─────┨
┃ │ │ │(A-H)>2 │(1)Cao、 │利用天然 ┃
┃管 │D>2 │ │ │ CaCl2沉淀 │水中碱度 ┃
┃、 │ │ │ │(2)配H+ │ ┃
┃ │ │H≤3.5 │ │ 水法 │ ┃
┃快 │ │ │ │(3)H、 │ ┃
┃ │ │ │ │NaR法 │ ┃
┃装 │ │ │ │(4)NaR、 │ ┃
┃ │ │ │ │ 加酸法 │ ┃
┃锅 │ │ │ │ │ ┃
┃ │ │ │ │ │ ┃
┃炉 │ │ │ │ │ ┃
┃ │ │ │ │ │ ┃
┃ │ │ ├─────┼──────┼─────┨
┃ │ │ │(A-H)= │ │同 上 ┃
┃ │ │ │ 1￣2 │ │ ┃
┗━━┷━━━┷━━━━┷━━━━━┷━━━━━━┷━━━━━┛
┍━━━━━━━━━━━━━┯━━━━━━━━┓
│ 主要控制指标 │ ┃
│ │ ┃
├─────┬───────┤ 备 注 ┃
│给 水│炉 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; │ 无省煤器、 ┃
│ │(2)A)H0.1￣20;│或实践证明确 ┃
│ │(3)PH10￣12; │实有效无害者 ┃
│ │(4)P5% │ ┃
│ │ │ ┃
│ │ │ ┃
│ │ │ ┃
│ │ │ ┃
│ │ │ ┃
│ │ │ ┃
│ │ │ ┃
│ │ │ ┃
├─────┼───────┼────────┨
│ 同 上 │ 同 上 │ 同上,或用 ┃
│ │ │ 石灰沉淀法 ┃
└─────┴───────┴────────┚
续表
┏━━━━━━┯━━━━━━━━━┯━━━━━━━━━━━┓
┃ 炉型和参数│ 水源水质情况 │ 水处理方法 ┃
┃P≤13Kgf/cm2│ │ ┃
┠──┬───┼────┬────┼─────┬─────┨
┃炉型│D吨/时│H值 │(A-H) │ 炉 外│炉 内 ┃
┃ │ │ EPM │ EPM │ │ ┃
┠──┼───┼────┼────┼─────┼─────┨
┃ │ │ │(A-H)<1 │(1)CaO、 │利用自然 ┃
┃ │ │ │ │NaCO3法 │碱或补加 ┃
┃火 │ │ │ │(2)NaK法 │碱 ┃
┃ │ │ │ │(3)CaO、 │ ┃
┃管 │ │ │ │MaR法 │ ┃
┃、 │ │ │ │ │ ┃
┃ │ │ │ │ │ ┃
┃水 │ ├────┼────┼─────┼─────┨
┃ │ │ H>3.5 │(A-H)>2 │(1)CaO、 │利用天然 ┃
┃管 │D> 2 │ │ │CaCl2沉淀 │水中碱度 ┃
┃、 │ │ │ │(2)配H+ │ ┃
┃ │ │ │ │ 水法 │ ┃
┃快 │ │ │ │(3)H、 │ ┃
┃ │ │ │ │MaR法 │ ┃
┃ │ │ │ │(4)NaR、 │ ┃
┃装 │ │ │ │加酸法 │ ┃
┃ │ │ │ │ │ ┃
┃ │ │ ├────┼─────┼─────┨
┃锅 │ │ │(A-H)= │(1)CaO、 │同 上┃
┃ │ │ │ 1￣2 │ NaCO3法 │ ┃
┃ │ │ H>3.5 │ │(2)NaR法 │ ┃
┃ │ │ │ │(3)