gb1576-20xx工业锅炉水质

gb1576-20xx工业锅炉水质内容摘要：

当水源水质较差，电导率已超出了规定上 限时，通常有两种方式降低给水电导率： ——采用软化处理时，增加生产返回水回收率。 给水电导率 ≈（ 1－回收率）原水电导率，从此式不难看出，生产返回水回收率每增加 10％，给水电导率可 11 比原水电导率降低 10％，也就是说回收率越高，给水质量越好。 生产返回水尽量回收不但对防止锅炉结垢、防止蒸汽带水大有益处，而且也符合国家节能降耗政策。 ——采用除盐处理方式。 离子交换除盐可将原水中的溶解固形物去除 99％以上，反渗透水处理设备可除去 96％以上的溶解固形物。 （ 7） 修改了锅水碱度指标上限值的放宽条件 原标准在表 1注 2）中规定了 “ 对蒸汽质量要求不高，且不带过热器的锅炉，使用单位在报当地锅炉压力容器安全监察机构同意后，锅水碱度上限值可适当放宽”。 放宽锅水碱度上限值，可减少排污，提高锅炉热效率，节约能源，有着很好的现实意义。 但原标准碱度放宽的条件是 “ 报当地锅炉压力容器安全监察机构同意”。 这样的规定可操作性不强，一方面使用单位在报当地锅炉压力容器安全监察机构审批的手续较为复杂；另一方面 没有规定在什么条件下可同意放宽锅水碱度上限指标，上限指标放宽到多少为宜，因此，会对执行标准带来不便，甚至造成混乱。 锅水控制碱度的目的是将进入锅 内的残余硬度生成水渣，防止结垢；另外又要防止碱度过高发生碱性腐蚀和汽水共腾。 因此，放宽锅水碱度上限指标所规定的条件有两个：一是锅水碱度上限值放宽后，与锅炉工作压力下对应的 pH值不得大于 ，以防止 pH值过高造成碱性腐蚀；二是碱度上限值放宽后，锅水不会发生汽水共腾。 在同时满足这两个条件的前提下，才可以适当放宽锅水碱度的上限。 在锅内没有添加 NaOH的情况下，由于给水中的重碳酸盐在锅内受温度和压力的影响，发生 分解和 水 解反应： 分解： 2NaHCO3    Na2CO3 + CO2↑+H2O 水解： Na2CO3 + H2O    2NaOH+ CO2↑ 分解 和水解 成 [OH]碱度和 [CO32]碱度，重碳酸盐 水解 为 [OH]的程度取决于锅炉的压力，压力越高分解成 OH的比例越高，反之，分解成 CO32的比例越高。 不同压力下锅水中 OH碱度占锅水总碱度 JDZ的 质量 分数见表 4。 因此，锅水的 pH值和总碱度 (JDZ)在不同压力下有一对应关系，通过计算，可求得不同压力下，总碱度 JDZ上限值对应的 pH值，也可以求得不同压力下锅水 pH值等于 12时最高 允许的碱度。 表 4 不同压力下锅水中 OH碱度占锅水总碱度 JDZ的 质量分 数 K 锅炉压力 MPa 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.3 1.5 2.0 2.5 [OH]占 JDG 的 % 2 6 10 15 20 25 30 35 40 50 60 70 80 100 锅水 pH的计算 [OH]=JDZK （ mol/L） pOH= lg[OH] pH=14 pOH=14+lg[OH] 根据上表和计算公式及 GB1576《工业锅炉水质》标准中规定的锅水最高允许碱度，可求得不同压力下锅水对应的 pH值，计算结果见 表 5。 表 5 根据上表计算不同压力下锅水最高允许碱度时对应的 pH 12 锅炉压力MPa JDG mmol/L 26 26 26 26 24 24 16 pH 从上表可看出，在锅水最高允许碱度条件下，当锅炉压力 P，锅水pH值均不会大于 12；当锅炉压力 P≥ ，锅水 pH值都会略微超过 12，如要提高标准中碱度的上限值， pH值则会超过 12。 但是，理论计算往往与锅炉实际运行的水质有所不同， 为了提高可操作性，新标准在表注 中规定 “ 对蒸汽质量要求不高，并且不带过热器的锅炉，锅水碱度上限值可适当放宽，但放宽后锅水的 pH值不得超过上限”。 这样就明确了锅水碱度上限放宽的条件 是锅水碱度上限值放宽后，与之 (工作压力下 )对应的 pH值不得大于。 （ 8）规定了磷酸盐和亚硫酸盐的控制指标适用条件 随着科技的发展，用于工业锅炉的阻垢剂和除氧剂品种越来越多，难以在标准中逐 一规定各种阻垢剂和除氧剂控制指标，磷酸盐和亚硫酸盐是最常用的药剂，同时为了适应科技发展的要求， 在 新标准 表 注 中说明标准规定的磷酸盐和亚硫酸盐控制指标，仅适用于锅内加磷酸盐阻垢剂和亚硫酸盐除氧剂，当采用其它阻垢剂和除氧剂，阻垢剂和除氧剂的残余量应该符合药剂生产厂规定的指标。 为了保证新型阻垢剂和除氧剂的性能，新型阻垢剂和除氧剂应当经过权威部门或行业协会性能测定，并且在中国锅炉水处理协会登记注册。 在标准修订征求意见时，一些药剂生产厂要求除氧剂不要规定适用亚硫酸盐，应推广使用新型除氧剂，以利于科技的发展和降低锅水溶 解固形物。 30 年运行经验表明，亚硫酸盐是目前最常用的、最经济的、毒性最低的、并行之有效的除氧剂。 因此，本标准在修订时仍保留原标准的控制项目和指标 ，同时本标准表注脚“ 适用于给水加亚硫酸盐除氧剂。 采用 其它除氧剂时，除氧剂残余量应符合药剂生产厂规定的指标 ”， 已明确了不排斥采用其它除氧剂。 有些专家 提出取消磷酸根控制指标。 一部分人认为给水残留硬度已经很低了，不进行锅内加药处理，也不会导致结垢；另一部分人认为，锅外水处理与锅内加药处理相结合对防垢、防腐、节能减排意义非常重大，但不要规定磷酸盐的控制指标，而应规定有机药 剂的控制指标。 经过论证还是保留原标准的控制项目和指标较为合适，理由如下： ——给水残留硬度即使已将至 ，为了节能减排锅水浓缩倍数最少为 10 倍， 锅水浓缩后硬度可能会大于 ， 若不进行锅内加药处理仍会结垢。 根据溶度积计算，在锅水 pH 为 12 时， [Mg2＋ ]大于 5 105mmol/L，就会结生 Mg[OH]2 水垢 ； 在锅水 [CO32] 碱度为 10mmol/L 时， [Ca2 ＋ ] 大于，就会 析出 CaCO3 沉淀。 因此锅外水处理和锅内加药处理相结合是十分必要的。 ——磷酸盐是 国内外目前最常用的、最经济的、行之有效的阻垢剂。 无论是JIS B8223（ 日本 锅炉给水和锅炉水质 标准 ），还是 美国 ASME 的锅炉 连续运行 水质 控制 导则 均对锅水磷酸根控制指标作出了规定。 本标准表注脚 “ 适用于锅内加磷酸盐阻垢剂。 采用 其它阻垢剂时，阻垢剂残余量应符合药剂生产厂规定的指标 ” ，已明确了不排斥采用其它阻垢剂。 （ 9） 规定了供汽轮机用汽的蒸汽质量 一些工业锅炉其蒸汽用于汽轮机发电，有必要规定此类蒸汽质量，在表注中 13 规定： 在表注中规定：“对于供汽轮机用汽的锅炉，蒸汽质量应按照 GB12145《火力发电机组及蒸汽动力 设备水汽质量》规定的额定蒸汽压力 ～ 标准执行”。 （ 10）放宽了给水除氧的限制条件 原标准规定“ 额定蒸发量大于等于 6t/h时应除氧 ”，修订后 表 1脚注 a规定：“ 额定蒸发量大于等于 10t/h的锅炉，给水应除氧 ”。 但同时又规定“ 额定蒸发量小于 10t/h的锅炉如果发现局部氧腐蚀，也应采取除氧措施 ”， 也就是说 无论 锅炉蒸发量是多少，只要发现局部氧腐蚀，都应采取除氧措施。 单纯采用锅内加药处理的 自然循环蒸汽锅炉和汽水两用 锅炉水质 修订内容 表 2 单纯采用锅内加药处理的 自然循环 蒸汽 锅炉和汽水两用锅炉水质 水样 项目 标准值 给水 浊度 FTU ≤ 硬度 mmol/L ≤ pH（ 25℃） ～ 油 mg/L ≤ 锅水 全碱度 mmol/L ～ 酚酞碱度 mmol/L ～ pH（ 25℃） ～ 溶解固形物 mg/L ≤ 103 磷酸根 a mg/L ～ 注 1： 单纯采用锅内加药处理 ，锅炉受热面平均结垢速率不得大于。 注 2： 额定蒸发量小于等于 4t/h， 并且额定蒸汽压力小于等于 锅炉同时采用锅外水处理和锅内加药处理时，给水和锅水水质可参照表 2的规定。 注 3： 硬度、碱度的计量单位为一价基本单元物质的量浓度。 a 适用于锅内加磷酸盐阻垢剂。 采用其它阻垢剂时，阻垢剂残余量应符合药剂生产厂规定的指标。 （ 1） 放宽了单纯采用锅内加药处理的 自然循环蒸汽锅炉和汽水两用锅炉的限制 许多检验检测机构和药剂生产单位要求放宽对 单纯采用锅内加药处理的限制。 经过论证和调研， 鉴于锅内加药实际使用效果不错， 单纯采用锅内加药处理的蒸汽锅炉和汽水两用锅炉 限制条件由原标准的“ 额定蒸发量小于等于 2t/h，并且额定蒸汽压力小于等于 ”，扩大到“ 额定蒸发量小于等于 4t/h，并且额定蒸汽压力小于等于 ”。 （ 2） 增加了 单纯采用锅内加药处理锅炉结垢速率 和排污率 的限制 为了促进适用高效阻垢剂，减缓锅炉水垢生成速率，在表 2 注 1 中规定“ 单 14 纯采用锅内加药处理，锅炉受热面平均结垢速率不得大于 ”。 有机阻垢剂 与结垢物质作用后不生成固体水渣， 可降低锅炉排污率，有利于节能减排。 为了促进 使用有机配方的阻垢剂 ，标准修订后，在 条规定：“ 单纯采用 锅 内加药处理的 锅炉正常排污率不宜超过 ％ ”。 （ 3） 对采用锅外和锅内加药联合水处理作出了相应的规定 有些使用单位和检验监测机构建议，对采用锅外和锅内加药联合处理的给水和锅水水质可按单纯加药处理标准的规定执行。 理由是 为了减少再生次数，提高树脂利用率，减少自耗水率，软水器运行终点控制在负硬水范围内 ，锅内再采取加药处理，也可以保证不结垢。 标准修订时在 表 2 注 2 中规定：“ 额定蒸发量小于等于 4t/h，并且额定蒸汽压力小于等于 的蒸汽锅炉和汽水两用锅炉同时采用锅外水处理和锅内加药处理时，给水和锅水水质可参 照表 2的规定 ”。 （ 4） 规定了给水 pH的上限 给水 pH 控制范围为 ～。 单纯采用锅内加药处理的药剂主要是碱性药剂，而给水中的硬度在锅内会消耗酚酞碱度，生成水渣。 因此，即使给水 pH 较高，一般也不会导致锅水 pH 超标，另外还同时限定了锅水 pH 的控制范围。 （ 5） 增加了给水含油量的指标 为了防止结垢，此种处理方式的锅水碱度一般都较高，若给水含油量较大，一方面可能发生皂化反应，引发汽水共腾；另一方面可能生成油垢。 因此有必要限定 给水 含油量。 （ 6） 增加了锅水阻垢剂控制指标 既然是 单纯采用锅内加 药处理的方式，就必须规定 阻垢剂 控制范围，磷酸盐是最常用的阻垢剂，因此规定了磷酸根控制指标。 磷酸根控制指标 适用于锅内加磷酸盐阻垢剂 ， 当采用其它阻垢剂时，阻垢剂的残余量应该符合药剂生产厂规定的指标。 （三 ）热水锅炉水质标准修订内容 采用锅外水处理的 热水锅炉水质标准修订内容 表 3 采用 锅外水处理 的 热水锅炉水质 水样 项目 标准值 给水 浊度 FTU ≤ 硬度 mmol/L ≤ pH(25℃ ) ～ 溶解氧 a mg/L ≤ 油 mg/L ≤ 全铁 mg/L ≤ 锅水 pH(25℃ )b ～ 磷酸根 c mg/L ～ 15 注： 硬度的计量单位为一价基本单元物质的量浓度。 a 溶解氧控制值适用于经过除氧装置处理后的给水。 额定功率大于等于 的承压热水锅炉给水应除氧，额定功率小于 的承压热水锅炉如果发现局部氧腐蚀，也应采取除氧措施。 b 通过补加药剂使锅水 pH 控制在 ～。 c 适用于锅内加磷酸盐阻垢剂。 采用其它阻垢剂时，阻垢剂残余量应符合药剂生产厂规定的指标。 （ 1） 修订了锅水 pH 标准 修订征求意见时，有检验检测机构和药剂生产单位 建议修订锅水 pH 控制上限。 理由有三个方面： ① 供热系统所使用的材质较为复杂，除了钢材外，还有铝材和铜材，为 了兼顾供热系统锅炉管道、热交换器、散热器不同材质的防腐问题，应 降低锅水 pH 控制上限； ② 原标准规定 热水锅炉锅水 pH 控制范围是 10～12， 由于供热系统水容量很大加之失水现象较为严重，即使加药短时间内也无法满足要求，同时造成药剂极大的浪费。 根据碳钢在水中处于钝化状态的 pH 的范围是 9～ 13， 将热水锅炉锅水的 pH修订为 ～。 （ 2）增加了给水全铁含量指标 热 水锅炉最大的问题还是防腐蚀问题，控制给水全铁含量，也就等于控制住了热水锅炉的氧腐蚀，因此有必要规定其给水全铁限定指标。 （ 3）增加了锅水阻垢剂控制指标 采用锅外水处理的热水锅炉给水硬度控制指标≤ ，由于给水残余硬度较高，为了防止锅炉结垢， 规定了锅水磷酸根控制指标。 磷酸根控制指标仅适用于锅内加磷酸盐阻垢 剂 ， 当采用其它阻垢 剂 时，阻垢 剂的残余量应该符合药剂生产厂规定的指标。 （ 4） 放宽了给水除氧的限制条件 热水锅炉防腐蚀机理不断有新的进展，防腐蚀措施不断有所突破，防腐蚀方法 不仅限于除氧， 近几年来不断有人呼吁放宽了给水除氧的限制条件。 经过论证和调研，有条件。