表4 熱水鍋爐水質標準

注：當用爐外化學水處理時，應符合熱水溫度≥95℃的水質標準。

余熱鍋爐水質標準應符合同類型、同參數鍋爐水質標準的規定。特殊結構和余熱鍋爐水質標準，由設計單位另行規定。

（二） 鍋爐水質標準的選擇

選擇鍋爐給水和爐水水質標準時，應遵循以下兩條原則：

1． 鍋爐的壓力和溫度：低壓鍋爐的壓力界限一般按≤1MPa（10kgf/cm＜sup＞2＜sup＞）、1~1.6MPa（10~16kgf/cm＜sup＞2＜sup＞）1.6~25MPa（16~25kgf/cm＜sup＞2＜sup＞）劃分。飽和蒸汽的溫度隨壓力的升降而變化，因此可以根據蒸汽壓力進行選擇。由于爐水雜質在鍋爐內部的物理化學變化過程與溫度成函數關系，所以當溫度、壓力變化時，雜質對鍋爐本體和蒸汽品質都不同程度的影響。

（1） 鍋爐的溫度、壓力越高，爐水水質對鍋爐的結垢敏感性越大。因為大多數鹽類的溶解度隨水溫的升高而降低，如碳酸鈣、氫氧化鎂和硫酸鈣的溶解度即如此。在高溫條件下還會生成鐵垢與銅垢。

（2） 鍋爐的溫度、壓力越高，爐水雜質對鍋爐的影響越大。因為當溫度升高時，電解質水溶液的電阻值隨之降低，各離子在溶液中的擴散速度加快，所以與金屬接觸進行腐蝕的速度也加快。

（3） 鍋爐的溫度、壓力越高，某些鹽類的分解率也越高。例如，碳酸鈉的分解率即隨壓力的增大而提高。當碳酸鈉分解，生成游離二氧化碳多到一定程度時，就會引起苛性脆化和蒸汽品質惡化。

（4） 鍋爐的溫度、壓力越高，對蒸汽品質的影響越大。蒸汽品質的惡化，主要是由蒸汽帶水和蒸汽中溶解鹽類的增加造成。由于鍋爐工作壓力、溫度的升高，爐水的表面張力會降低，容易形成小水滴，致使蒸汽空間中小水滴的數目增多。壓力升高，蒸汽密度就增大；汽和水之間的比重差就減小，因而壓力越高，蒸汽就越容易帶水。壓力越高，由于水質不良造成事故的可能性也越大。所以，對鍋爐的水質要求，隨鍋爐工作壓力的升高而愈加嚴格。

2． 鍋爐受熱面蒸發率的高低：鍋爐受熱面蒸發率一般按＜30kg（m＜sup＞2＜sup＞·h）、30~50gk/（m＜sup＞2＜sup＞·h）、50~100gk？（m＜sup＞2＜sup＞·h）的界限劃分。

（1） 隨著鍋爐受熱面蒸發率的增加，鍋爐受熱面熱負荷便增高，氧化鐵結垢的速度就加快。如果鍋爐爐管的熱負荷在3×10＜sup＞2＜sup＞kcal/m＜sup＞2＜sup＞·h，含鐵量只要超過100μg/L就會產生氧化鐵垢。

（2） 鍋爐受熱面上的垢層被爐水浸入，在受熱面熱負荷高的情況下，堿的濃縮倍數急劇增加，容易引起堿腐蝕。因此，在確定鍋爐給水、爐水水質標準時，應根據爐型、工作壓力、局部最高熱負荷選擇。

四、 水質處理方法的選擇

在確定水的軟化和除鹽方法時，應根據原水中的鹽類的成分、數量和對鍋爐給水水質的要求進行選擇。水的軟化和除鹽方法分為以下幾種：

1． 給水水質只要求降低水的硬度時，可以采用藥劑軟化和鈉離子交換法。

2． 給水水質既要求降低水的硬度，又要求降低堿度時，可以采用石灰-鈉離子交換法、氫-鈉離子交換法，鈉離子交換加酸法、氫離子交換加堿法。

3． 給水水質要求除鹽時，可以采用陰、陽離子交換法和電滲折法。應當指出，有時在電滲折之前，先用藥劑降低原水含鹽量，再用電滲析除鹽，或在電滲析后，再用陰、陽離子混和床進行深度除鹽。

下面就其中幾種方法進行簡述

（一） 沉淀法

水在池中保持較長時間的靜止后，水中懸浮固體即可大部分沉淀，因而減少水的混濁度，初步達到使水澄清的目的。

（二） 凝聚法

生水在經過沉淀及過濾后，可能有一部分微細的固體粒子，仍懸浮于水中，若加入適量的化學凝聚劑，如明礬、硫酸亞鐵、氯化鐵等，即可除去微細的懸浮粒子。

（三） 過濾

過濾是使生水流過裝有孔隙物質（如砂粒和焦炭末等）的過濾容器，水中分散的懸浮物便沉積在砂層的表面及縫隙中，于是水便清澈透明。當水中懸浮物超過30~50mg/L時，則必須進行過濾處理。

壓力式機械過濾器分為單流式和雙流式兩種。過濾材料一般選用石英砂、大理石碎塊、無煙煤塊和焦炭末等。

（四） 石灰-蘇打軟化法

生水中加入石灰和適量和蘇打后，水中所含的鈣、鎂鹽類會以泥渣狀態沉淀下來，用過濾器將泥渣濾出，即可得到清潔的軟水。這種方法處理的水質，用于不超過15表壓無水冷壁的鍋爐。

（五） 鈉離子交換法

這種方法只允許懸浮物＜5mg/L的井水和自來水直接采用。如果給水中含鐵量超過3mg/L，在進入鈉離子交換器前，應進行除鐵。鈉離子交換法分為一級鈉和二級鈉，適用于碳酸鹽硬度較小的原水。當它們轉變為重碳酸鈉時，不致使蒸汽鍋爐的排污量增加過多，也不會使爐子的相對堿度超過15~20%。進入一級鈉離子交換器的原水總硬度應小于10EPM；進入二級鈉離子交換器的原水總硬度允許大于10EPM。一級和二級鈉離子交換法的工作系統如圖1和圖2所示。



圖1 一級納離子交換軟化法



圖2 二級鈉離子交換軟化法

一級或二級鈉離子交換法軟化過程中，水的離子成分變化情況如下：

R-Na R-Na

（一級） （二級）

原 水 軟 水

原水用這種方法處理后，軟水水質可達到：經一級鈉離子交換器后，剩余硬度可降低到0.03~0.05EPM，剩余堿度可略高于原水堿度；經二級鈉離子交換后，剩余硬度可降低到0.01EPM以下，剩余堿度可略高于原水堿度。

（六） 石灰-鈉離子交換法

這種方法是將原水先經石灰處理，除去碳酸鹽硬度，再通過一級或二級鈉離子交換器進一步軟化，如圖3所示。



圖3石灰-鈉離子交換脫堿軟化法

這種方法的優點是，可以得到徹底的脫堿軟化水；所有設備不須進行防腐蝕處理；原水的加熱可以利用工廠的廢熱進行。如果在石灰軟化的同時加入鎂劑，還可以達到除硅的目的。缺點是，石灰液的配制、投加操作較麻煩，泥渣排放較困難。

（七） 爐內化學處理

爐內化學處理是利用加入爐內堿性藥劑，如磷酸三鈉、碳酸鈉和栲膠等，使爐子維持一定的堿度，而使水中所含鈣、鎂鹽類與堿性藥物互相起作用，轉化成泥渣沉淀出來，通過鍋爐排污除去。

這種方法適用于小型低壓鍋爐，或作為鍋爐給水的補充處理。

當鍋爐給水全部采用爐內水處理時，加藥量計算如下：

1． 磷酸三鈉加入量：



式中 D＜sub＞f＜sub＞——每天加入的磷酸三鈉量（g）；

qf——每噸給不所需加入磷酸三鈉量，見表5；

Q——鍋爐24 小時用水量（m＜sup＞3＜sup＞）；

ε——工作磷酸三鈉純度，以小數計。
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表5 爐內水處理加藥量

2． 碳酸鈉加入量：

式中 D＜sub＞H＜sub＞——每天加籬的碳酸鈉量（g）；

ε——工業碳酸鈉純度，以小數計；

A＜sub＞O＜sub＞——爐水總堿度（毫克當量/升），通常取為14~20；

A＜sub＞S＜sub＞——爐水實際取樣化驗的堿度（毫克當量/升）；

Q——鍋爐24小時用水量（m＜sup＞3＜sup＞）。

3． 栲膠加入量：

D＜sub＞K＜sub＞=5克/噸水×24小時用水量（噸）

碳酸鈉和栲膠加入量也可按表5配制。

如果作為鍋爐給水補充處理時，采用磷酸三鈉和或磷酸二氫鈉等，其計算公式如下：

式中 H——給水總硬度（毫克當量/升）；

G——給水量（t/h）；

D＜sub＞P＜sub＞——鍋爐排污量（t/h）；

f＜sub＞K＜sub＞——爐水中應保持過剩磷酸三鈉量，可取24~32（g/t）；

ε——工業磷酸三鈉純度，以小數計。

爐內加藥分為定期加藥和連續加藥兩種。定期加藥每24小時不能少于兩次。爐內加藥系統，如圖4所示。



圖4 爐內加藥系統