浅析工业锅炉水质对锅炉安全运行的意义

[摘 要]锅炉是工业生产中常用的换热设备，能为生产提供热能。锅炉水质的好坏直接影响锅炉的安全运行，在此就锅炉水质几项重要指标：硬度、碱度、pH酸碱度、溶解氧、氯离子含量做简要介绍，以期为锅炉安全运行提供有益参考。

[关键词]锅炉;水质;安全运行

一、前言

工业锅炉可以生产出蒸汽和热水，是能量转换设备，在工业生产和生活中使用频繁。通常工业锅炉传热介质为水，若水质监控不到位，不但影响锅炉正常运行，还会带来生产安全问题。在生活生产中常出现这两种情况：一是使用单位忽略水质监控，以清洗锅炉代替水质管理;另一种是使用单位只知道对工业锅炉的水质进行化验，但对化验的结果置之不理。针对上述问题，本文就“工业锅炉水质几项重要指标含量对运行中的锅炉所起的作用”进行简要介绍，为锅炉使用单位在锅炉安全运行方面提供参考。

二、水质指标对锅炉的影响

（一）硬度与碱度

水中易于形成沉淀物的金属离子的总浓度构成了水的硬度，通常以水中Ca2+、Mg2+的总浓度表示。水中能接受氢离子（H+）的物质的量称为碱度，包括强碱、弱碱和强碱弱酸盐等，CO32+、HCO3-、OH-是构成碱度的主要阴离子。

在天然水中，硬度物质以Ca2+、Mg2+存在，碱度以HCO3-存在，在常温下他们是以自由状态各自存在，当水在蒸发浓缩时，这些离子将根据溶解度的大小而组合成不同的化合物。有以下三种情况：

1.硬度>碱度：在这种水中，Ca2+、Mg2+将优先与HCO3-形成碳酸盐硬度，剩余离子与SO42-、Cl-等其他阴离子形成非碳酸盐硬度。

2.硬度=碱度：在这种水中，Ca2+、Mg2+与HCO3-全部形成碳酸盐硬度。

3.硬度<碱度：在这种水中，Ca2+、Mg2+全部形成碳酸盐，剩余HCO3-与Na+、K+形成负硬度。

通过对锅炉水硬度和碱度的测定，并对比上述三种情况就能有效地判断锅炉会产生何种水垢，指导锅炉水加药。

（二）pH酸碱度

锅炉水pH大小是影响金属腐蚀速率的重要因素，锅炉水中溶解氧含量过高pH对金属影响主要有以下三种情况：

1.pH很低时，pH酸碱度越低，腐蚀速度越大，这是因为H+充当去极化是铁腐蚀的主导因素。

2.pH在中性点时，金属腐蚀随pH的变化不大。此时，溶解氧扩散到金属表面的速度是主要因素。

3.pH大于8以后，随着pH酸碱度的增大腐蚀速度降低，是因为在铁的表面形成保护膜。但pH酸碱度过高，金属也会发生碱性腐蚀。

（三）溶解氧

锅炉水中氧的含量过高将发生电化学腐蚀，其中铁、氧将分别形成电池两极。通常铁的电极电位低于氧，铁为阳极，易被腐蚀，氧为阴极，会发生还原反应。反应式如下：

氧化反应：Fe→Fe2++2e

還原反应：O2+2H2O+4e→4OH-

钢铁受到溶解氧腐蚀时，会在其表面形成许多黄褐色或砖红色小型鼓包，鼓包下面是黑色粉末状物质，将粉末状物质清除后，便会出现陷坑。

（四）氯离子含量

天然水以及锅炉用水中氯化物都较稳定，在高温下不易分解、挥发或沉淀。因此，在一定的水质条件下，水中的溶解固形物含量与Cl-的含量之比接近常数。工业锅炉水质监测就可以通过测定Cl-来间接监控溶解固形物含量。在日常水质监控中检测Cl-浓度，可及时指导锅炉排污，控制锅水溶解固形物含量。

做好锅炉水质监控工作，能有效保障锅炉安全运行，为企业创造经济效益，对锅炉节能减排具有十分重要的现实意义。

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[作者简介]

胡松（1988—），男，硕士，工程师，从事特种设备检验检测工作。

[作者单位]

六盘水市特种设备检验所

（编辑：温子超）