化学水处理人员培训教材 46页

滨州魏桥热电二分公司特种作业培训教材系列读本培训科编制2010-08-01发布日期化学水处理培训教材\n目录第一章水质概述2第一节水在热力发电厂中的作用及水处理的重要性2第二节常用化学名词概述2第三节天然水中的杂质4第四节水质指标4第二章水的沉淀处理6第一节胶体化学基础6第二节水的混凝处理6第三节沉降原理9第四节沉淀处理设备10第三章水的过滤过程11第一节水的过滤过程11第二节过滤器12第三节滤池14第四章离子交换的基本知识15第五章水的阳离子交换处理17第一节固定床离子交换的原理17第二节固定床离子交换19第六章水的离子交换除盐20第一节阴离子交换树脂的工艺性能20第二节一级复床除盐21第三节混合床除盐22第七章水的其他除盐方法24第八章给水系统金属的腐蚀及其防止26第一节金属的电化学腐蚀26第二节给水系统金属的腐蚀28第三节给水系统金属腐蚀的防止29第九章汽包锅炉水汽系统的腐蚀、结垢及其防止32第一节水汽系统的腐蚀及其防止33第二节水垢和水渣36第三节水垢的形成及其防止36第四节锅炉水的磷酸盐处理37第十章水汽监督39第一节机组启动过程中的化学监督39第二节机组运行中的化学监督41第三节锅炉的水汽监督及炉水处理42第四节汽轮机的水汽监督44第五节加药系统运行操作44第六节水汽质量劣化时的处理45\n第一章水质概述第一节水在热力发电厂中的作用及水处理的重要性一、水是热力发电厂的工作介质在热力发电厂中，水进入锅炉后，吸收燃料燃烧释放出来的热能，变成水蒸汽，导入汽轮机；在汽轮机内，蒸汽的热能转变为动能冲动汽轮机转动继而变成机械能；汽轮机带动发电机，将机械能转变为电能。二、水处理的重要性在热力发电厂中，由于汽水品质不良，容易造成以下危害：1.热力设备的结垢。如果进入锅炉或其他热交换器的水质不良，则运行一段时间后，在和水接触的受热面上，会生成一些固体附着物，这种现象称为结垢，这些附着物称为水垢。形成水垢后，容易造成结垢部位的金属管壁温度过高，造成超温爆管；降低发电厂的热经济性，增加燃料消耗。2.热力设备的腐蚀。发电厂热力设备的金属经常和水接触，如水质不良，则会引起金属腐蚀，缩短设备使用期限。3.过热器和汽轮机的积盐。水质不良会使锅炉不能产生高纯度的蒸汽，随蒸汽带出的杂志就会沉积在蒸汽通过的各个部位，形成积盐。积盐容易造成汽轮机效率过低增加蒸汽流通阻力，自动主气门及调门卡涩，造成过热器爆管等。第二节常用化学名词概述一、溶液一种物质分散在另一种物质中的体系称为分散体系，均一的分散体系叫做溶液。溶液中被分散的物质叫做溶质，用以分散溶质的物质叫做溶剂。若将少量NaCl放入水中，稍加搅拌，NaCl就很快地溶于水中，其中NaCl就叫溶质，水就叫做溶剂。二、溶液中溶质的含量1.质量分数和百分含量用溶液的质量占全部溶液（溶质于溶剂）质量的比值来表示溶液中溶质的含量，叫做质量分数，如以百分数表示，则称为百分含量。2.用单位体积或单位质量溶液中含有的溶质质量表示含量在工业上有时用1L溶液中含有溶质的质量（g/L、mg/L、μg/L）。对以水为溶剂的稀释液，1L水的质量近似地等于1kg，在这种情况下，上述含量单位与g/kg、mg/kg、μg/kg可看作相等的。3.物质的量\n物质的量的单位为摩尔，符号为mol。摩尔所表示的是参与化学反应的基本单元。4.浓度用1L溶液中所含溶质的物质的量表示溶液中溶质的含量，叫做物质的量浓度或简称浓度。三、电离电解质：物质在干燥时不能导电，而在水溶液中或在加热熔融状态下却能导电，此类物质叫做电解质，如食盐、氢氧化钠等。非电解质：物质在干燥时和其溶液都不能导电，此类物质叫做非电解质，如酒精、石蜡等。电解质溶解于水后所以能导电，是因为在水分子作用下，电解质离解为带正电和带负电的离子，它们能在水中自由移动，这种过程叫做电离。四、水的电离，pH值水是一种极弱的电解质，它只能微弱地电离出H+和OH-：H2O=H++OH-因为水分子能电离成一个H+和一个OH-，所以纯水中的H+和OH-的离子浓度是相等的。在22℃时，纯水中H+和OH-离子浓度各等于1×10-7mol/L。若水溶液中的[H+]和[OH-]相等，则此水溶液叫做中性溶液；若[H+]＞[OH-]，则叫做酸性溶液；若[OH-]＞[H+]，则叫做碱性溶液。一般溶液中的[H+]和[OH-]的值很小，而在不同条件下它们的大小又常常有很大的差别，就是说它们的变动范围很大，用mol/L的浓度表示法在实用上不方便，所以现在广泛地采用pH值来表示。pH值的意义是[H+]浓度的负对数，如式（1-1）所示pH=-lg[H+]=lg（1-1）中性溶液中的[H+]=10-7mol/L,则它的pH值为7，酸性溶液的[H+]＞10-7mol/L，则它的pH值＜7，溶液的酸性越强，pH值越小。碱性溶液的[H+]＜10-7mol/L，则它的pH值＞7，溶液的碱性越强，pH值越大。五、溶度积水是一种很好的溶剂，许多物质在水中都能溶解。但是一些固体物质在水中的溶解度很小，这些物质通常叫做难溶物质。在水处理工作中经常利用这个特性，把某些物质转化为难溶物质，使它从水中沉淀出来。溶度积表达式的物理意义是：在难溶电解质的饱和溶液中，当温度一定时，其离子浓度的乘积为一个常数。第三节天然水中的杂质\n天然水中的杂质是多种多样的，但在一般情况下，它们都是由一些常见元素所组成的酸、碱、盐之类的化合物。由于水处理方法与杂质颗粒的大小有关，在水处理工艺中，我们通常按这些杂质颗粒的大小，将其分为三类：悬浮物、胶体和溶解物质。一、悬浮物悬浮物是颗粒粒径约在10-4mm以上的微粒，这些杂质在水中是不稳定的，很容易除去。水发生浑浊现象，都是由此类物质造成的。二、胶体胶体是颗粒粒径在10-6～10-4mm之间的微粒，是许多分子和离子的集合体。天然水中的有机胶体多半是由于水中植物或动物肢体的腐烂和分解而生成的，其中主要为腐植质。天然水中的矿物质胶体，主要是铁、铝和硅的化合物。三、溶解物质在水中呈真溶液状态的物质有离子和分子，其颗粒粒径不大于10-6mm。天然水中的溶解物质大都为离子和一些溶解气体。第四节水质指标一、悬浮物悬浮物的量虽然可以用重量法表示，但操作麻烦，所以常用大致可以表征悬浮物多少的透明度或浑浊度来表示。二、溶解盐类1.含盐量含盐量表示水中所含盐类的总和，可以通过水质的全分析，用计算法求得。2.蒸发残渣蒸发残渣是表示水中不挥发物质的量。蒸发残渣的测定方法是取一定体积的过滤水样蒸干，最后将残渣在105～110℃下干燥至恒重，其单位用mg/L表示。3.电导率利用水中离子指示水导电能力的大小的指标称\n做电导率。电导率的大小除了和水中离子量有关外，还和离子的种类有关，故单凭电导率不能计算其含盐量。但当水中各种离子的相对量一定时，则离子总浓度愈大，其电导率也愈大，所以在实际应用中可直接以电导率反映水中含盐量。三、硬度硬度是用来表示水中某些容易形成的垢类以及洗涤时容易消耗肥皂的一类物质。对于天然水来说，这些物质主要是钙、镁离子，所以通常把硬度看作是这两种离子。因此，总硬度（或简称硬度）就表示钙、镁离子含量之和。四、碱度和酸度1.碱度碱度表示水中含OH-、CO32-、HCO3-量及其他一些若酸盐类量的总和。因为这些盐类在水溶液中都呈碱性，可以用酸中和，所以归纳为碱度。在天然水中，碱度主要由HCO3-的盐类组成。因为碱度是用酸中和的办法来测定的，所以当采用的指示剂不同，也就是滴定终点不同时，所测得的物质也不同。常用的指示剂为甲基橙和酚酞。当用甲基橙为指示剂时，终点pH值为4.3～4.5。通常所称的碱度，如不加特殊说明，就是指总碱度，即甲基橙碱度。碱度的单位为mmol/L（H+），这里H+表示中和用酸的基本单元。2.酸度酸度是指水中含有能与强碱（如NaOH等）起中和作用的物质的量。在天然水中，酸度有H2CO3和HCO3-的盐类。五、有机物和耗氧量1.耗氧量利用耗氧量来表征有机物多少的原理是基于有机物具有可氧化的共性。通常将重铬酸钾（K2Cr2O7）法测得的耗氧量称为化学需氧量（CODCR），其理由是此法测得的数据比较接近余有机物完全氧化的耗氧量。有人将符号COD笼统地代表耗氧量，此时必须标明所用氧化剂，否则，意义含糊。2.生化需氧量生化需氧量表示用微生物氧化水中有机物所消耗的氧量，通常用符号“BOD”表示，单位为mg/LO2。第二章水的沉淀处理第一节胶体化学基础将水中杂质转化为沉淀物而析出的各种方法，称为沉淀处理。沉淀处理的内容包括：悬浮物的自然沉降，混凝处理，沉淀软化等。\n混凝处理是一种应用广泛的水的沉淀处理方法。因为水的混凝处理关系到许多胶体化学问题，所以这里先介绍胶体的一般知识。一、胶体的稳定性胶体颗粒较小，在水溶液中受到来自各个方向水分子撞击的次数相对来说较少，各撞击力相互抵消的可能性也较少，因此它们在水中有不规则的运行，这称为布朗运动。胶体微粒有布朗运动，它们在水溶液中不会发生明显的沉降现象。有些胶体在水溶液中不易相互聚集成较大的颗粒，而是呈稳定的分散状态。促使水中胶体具有聚集稳定性的原因有以下三种：（1）胶体表面带电；（2）胶体表面有水化层；（3）胶体表面吸附有某些促使胶体稳定的物质。二、胶体的亲水性与憎水性胶体表面水化层的形成是由于胶体对水的亲和力。根据此种性能，胶体大致可分为亲水和憎水两类。亲水胶体的颗粒对水有很强的亲和力，而憎水胶体对水的亲和力很小。三、胶体的脱稳在水处理过程中，为了要除去水中胶体，必须使胶体脱稳。有以下途径：1.压缩双电层如在水溶液中投加某种电解质，则即使它是无关电解质，当加药量达到一定的数量时，也会发生胶体聚集的现象。2.网捕作用在进行水的混凝处理时，有些胶体的去除，是因为混凝所产生的沉淀物像一个滤网，它们沉降时将胶体夹带着一起沉淀。3.吸附与架桥如在水中投加可以吸附胶体的链状大分子，则因在一个大分子可以吸附多个胶体，大分子在胶体之间起了架桥作用。第二节水的混凝处理一、混凝原理混凝处理就是在水中投加一种名叫混凝剂的化学药品，这种药品在水中会促使微小的颗粒变成大颗粒而下沉。以混凝剂硫酸铝{Al2(SO4)3}为例，当它投入水中时，首先发生的是它的电离和水解，因而生成氢氧化铝：Al2(SO4)3→2Al3++3SO42-Al3++H2O→Al(HO)2++H+Al(HO)2++H2O→Al(HO)2++H+\nAl(HO)2++H2O→Al(HO)3+H+这个过程很快，通常在30s内完成了。氢氧化铝是溶解度很小的化合物，它从水中析出时形成胶体。这些胶体在近乎中性的天然水中带正电荷。随后，它们在反离子（如SO42-）的作用力下渐渐凝聚成粗大的絮状物，然后在重力的作用下沉降。如凝絮过程如图所示：二、影响混凝效果的因素混凝处理的目的是除去水中的胶体和悬浮物，所以，水的混凝效果，常以生成絮凝体的大小，沉降速度的快慢以及水中胶体和悬浮物残留量的多好来评价。影响混凝效果的因素很多，因为它包括有电离、水解、形成胶体、吸附和聚沉等许多过程，任何一种干扰这些过程的工作条件都会反映到混凝效果上。1.水的pH值用铝盐作混凝剂时，最优pH值一般介于6.5～7.5之间。2.混凝剂的用量最优加药量与水中胶体的量有关，在不同的具体情况下应试验求得最优加药量，然后，在运行中再根据实际处理效果加以调整。天然水的最优加药量一般为0.1～0.5mmol/L（Al3+）3.水温用铝盐作为混凝剂时，水温对混凝效果有很大影响。当水温很低（如低于5℃）时，产生的凝絮细而松、含水分多，沉降很慢，所以效果差。4.水和混凝剂的混合速度水和混凝剂的混合速度关系到混凝剂在水中分布的均匀性和胶体颗粒间碰撞的机会，故它是影响混凝过程的一个重要因素。搅拌速度最好由快转慢。水中刚加入混凝剂时，需要快速搅拌，因为混凝剂在水中的水解和形成胶体的速度非常快，所以要用快速搅拌方能生成大量小粒的氢氧化物胶体，并使它迅速地扩散到水的各个部分，及时地和水中杂质起作用。5.水中杂质当天然水中含有大量分子较大的有机物时，它们会吸附在胶体的表面上，起到保护胶体的作用，使胶粒之间不容易聚集。6.接触介质当进行混凝或其他沉淀处理时，如在水中保持一定数量的泥渣层，则可以使沉淀过程更完全，沉淀速度加快。在这里泥渣层起到接触介质的作用。\n三、混凝剂可用作混凝剂的化合物有多种。常见的混凝剂是一些在分子中有高价阳离子的无机盐类。1.铝盐可用作混凝剂的铝盐有多种，如硫酸铝、明矾、铝酸纳。2.铁盐常用作混凝剂的铁盐，一般为硫酸亚铁（FeSO4·7H2O）。3.无机高分子混凝剂---聚合铝和聚合铁（1）聚合铝。聚合铝是一类化合物的总称，在这类化合物中包含有Al(HO)3聚合成的无机高分子和其他组成物。水处理工艺常用的聚合铝属于聚氯化铝（简称PAC），它是一种由碱式氯化铝聚合而成的无机高分子化合物。聚合铝组成中的OH和Al的相对含量对其性质有很大影响。此量常用碱化度B来表示。其意义为它们浓度的百分比，即B=×100%式中[OH]----聚合铝中OH的浓度，mol/L；[Al]----聚合铝中Al的浓度，mol/L。碱化度是聚氯化铝的一个重要指标，它对该混凝剂的影响是：碱化度约在30%以下时，混凝剂全部由小分子构成，混凝能力低；随着碱化度的上升，胶性增大，混凝能力上升。若碱化度过大时，溶液不稳定，会生成氢氧化铝的沉淀物。一般，B值控制在50%～80%之间。由于聚合铝加到水中时可以直接形成高效能的聚合离子，不经水解和聚合反应，所以它具有以下优点：1）使用范围广。对于低浊度水、高浊度水、有色水和某些工业废水等，都有优良的混凝效果。2）用量少。按Al2O3计，其用量可减少到硫酸铝的～。3）操作容易。一般pH值为7～8都可取得良好的效果，低温时效果仍稳定。4）形成凝絮快。5）加药过多也没有害处。（2）聚合硫酸铁。聚合硫酸铁是一种以铁的硫酸盐为原料，经过加工制造成的无机高分子混凝剂。其通常是一种棕红色粘稠液体，聚合硫酸铁的混凝能力强，除色和除有机物的效果由于铁盐，对于低温和低浊度水，也能取得良好效果。4.此外，还有镁盐混凝剂、电混凝、混凝辅助剂等混凝方式。四、有机高分子絮凝剂\n1.类别用作有机高分子絮凝剂的化合物必须是线型或带枝节的线型聚合物。聚合物的链节数以1000～5000为宜，过多，会失去水溶性；过少，絮凝作用不佳。在高分子链上还必须有能起吸附作用的基团，如-COOH、-SO3H、-CONH2等。有机高分子絮凝剂在水中可电离，是一种电解质。根据其电离后聚合离子所带电荷性质的不同，它们可分为阳离子型、阴离子型和非离子型三类。按照其高分子的组成，它们又可分为聚乙烯、聚酰胺、聚胺和聚丙烯等型。2.应用在我国，使用最广的有机高分子絮凝剂为聚丙烯酰胺，聚丙烯酰胺常作为助凝剂，与其他混凝剂一起使用。第三节沉降原理“沉淀”是指水中杂质形成沉淀物和自水中析出的全过程，而“沉降”仅指固体因重力作用而下沉的过程。一、悬浮颗粒的絮凝性水中有些颗粒在沉降时会发生粘合的现象，这种性能称为絮凝性。二、离散沉降离散沉降是指离散颗粒在稀悬浮液中的沉降过程。三、絮凝沉降天然水中的悬浮颗粒或多或少具有絮凝性。当采用混凝处理时，颗粒的絮凝性更强，所以在水净化工艺中，发生的常常是絮凝性颗粒的沉降，所谓絮凝沉降。四、层状沉降如水中悬浮颗粒的量较多，则它们在水中沉降时常常会形成一个由许多颗粒聚集成的“毯状毯”。此时，可看到水体中有一个清水和浑水的交界面在不断下移。此种沉降称为层状沉降。第四节沉淀处理设备沉淀处理用的设备可分为沉淀池和澄清池两类，运行中池中不带悬浮泥渣层的设备称沉淀池，带泥渣层的称澄清池。本节根据我公司实际情况，仅介绍澄清池。泥渣循环式澄清池的特征为，设备中有若干泥渣作循环运行，即泥渣区中有部分泥渣回流到进水区，与进水混合后共同流动，待流至泥渣分离区，进行澄清分离后，这些泥渣又返回原处。这类澄清池中常见的为机械搅拌澄清池和水力循环澄清池。现就机械搅拌澄清池进行阐述。机械搅拌澄清池\n（1）工作原理。机械搅拌澄清池又叫作加速澄清池。它通常由钢筋混凝土构成的，横断面呈圆形，内部有搅拌装置和各种导流隔墙，见图所示。其运行流程为：原水由进水管1进入截面积为三角形的环形进水槽2，通过槽下面的出口孔或缝隙，均匀地流入澄清池的第一反应室3，在这里由于搅拌上叶片的搅动，进水和大量回流泥渣混合均匀；第一反应室中夹带有泥渣的水流被搅拌器上的涡轮提升到第二反应室4，在这里进行絮凝长大的过程；然后，水流经设在第二反应室上部的四周的导流室5（消除水流的紊动），进入分离室6；在分离室中，由于其截面较大，故水流速度很慢，泥渣和水可分离，分离出的水流入集水槽7；集水槽安置在澄清池上部的出水处，以便均匀地集取清水。在此设备中泥渣的流动情况是，由分离室分离出来的泥渣大部分回流到第一反应室，部分进入泥渣浓缩室。进入第一反应室的泥渣，随水流动；进入泥渣浓缩室的泥渣定期排走。澄清池底部设有排污管，供排空之用。此外，在环形水槽上部还设有排气管，以排除进水带入的空气。机械搅拌器的结构是上部为涡轮，下部为叶片。涡轮的机构与作用类似于泵，它是用来将夹带有泥渣的水提升到第二反应室。在第二反应室和导流室中设有导流板，其目的是缓和搅拌器提升水流时产生的旋流现象，减轻对分离室中水流的扰动，有利于泥渣和水的分离。第三章水的过滤过程第一节水的过滤过程天然水\n经过混凝处理后，虽然已经将其中大部分悬浮物除掉，从外观上看页常常是清澈透明的，但实际上水中免不了残留少量细小的悬浮颗粒，所以还需要进一步对悬浮物进行处理，否则，当进行离子交换处理时，会污染交换剂，妨碍运行。进一步除去水中悬浮物的常用方法为过滤。一、滤料用作滤料的物质，应具备以下条件；化学性能稳定，不影响出水水质；机械强度良好，使用中不碎裂；粒度适当。此外，还应当价廉，便于取材。常用的滤料为石英砂、无烟煤、大理石等。1.化学稳定性为了试验滤料的稳定性，可在一定条件下，用中性、酸性和碱性水溶液浸泡各种滤料，以观察此水溶液被污染的情况。2.机械强度滤料应有足够的机械强度，以减少因颗粒间互相摩擦而破碎的现象。3.粒度粒度是指一堆粒状物料颗粒大小的情况。二、过滤工艺1.过滤运行过滤运行成循环状，是由过滤、反洗和正洗三个步骤组成一个周期。当粒状滤料工作到滤层中截留有多量泥渣时，为了恢复它的过滤能力，需要将滤层进行冲洗。冲洗的第一步是用快速水流由下向上通过滤层，将滤层中截留下来的泥渣和因滤料颗粒碎裂而生成的粉末冲走，这称为反洗。第二步是按与过滤运行相同的方式通水，只是将不合格的出水排走，这称为正洗。待正洗至出水合格时，便可重新投入过滤运行。2.过滤效果过滤的运行效果，通常由两个方面来评价：一是出水水质，也就是水中残留悬浮物的多少；二是滤层的截污能力。3.滤速水流通过滤层的真流速应该是水在滤料的颗粒与颗粒之间孔隙中的流速。4.反洗强度反洗水流速的大小可用“反洗强度”来表达，通常按每秒钟内流过每平方米过滤截面的反洗水量来表示。第二节过滤器过滤设备有多种类型，按工作压力可分为压力式和重力式；按滤层的组成可分为单层和多层；按水的流向可分做下向流、上向流和双流；按运行状况可分为恒流和恒压。\n习惯上，把密闭的容器式过滤设备称为过滤器。工业上用的过滤器通常由圆柱形钢制容器所组成，在压力下运行，属于压力式过滤器。一、普通过滤器最简单的压力式过滤器是用单层滤料、下向流式。这种过滤器的机构和运行都较简单，它最先被采用，现在还在应用。1.结构图3-7所示为普通过滤器结构的示意。此种过滤器本体内安置的装备有：进水装置、配水系统，有时还有进压缩空气的装置。在本体的外面设有各种必要的管道、阀门和仪表等。（1）进水装置。进水装置是用来送入需过滤的水，有时兼起反洗排水的作用。在普通过滤器中，进水装置和滤层之间隔着一段空间，它是为了反洗时滤层膨胀的需要二设置的。在过滤运行时，此空间一直充满水，故称它为水垫层。水垫层的存在，可以起到促进水流均匀的用作，所以在普通过滤器中，进水装置的结构形式往往不是影响滤层中水流分布的主要因素，因而可以采用比较简单的结构，如在进水管出口端设置一个口向上的漏斗。（2）配水系统。设于普通过滤器下部的配水系统是用来安置滤料，排出经过滤的水和送入反洗用水。它的作用除了保证水流在滤层中分布均匀外，还可防止滤料泄漏。配水系统的类型较多，现在常使用的有配水帽式、滤布式和砂砾式等。1）配水帽式。配水帽是一种带有缝隙（或小孔）的部件，它安装在配水支管上，水由缝隙流经支管进入配水总管。配水帽可由塑料、铜锡合金或陶瓷等制成。它的形式很多，有缝隙式、叠片式、长柄式等。2）支管开缝式。水由开缝处流经支管进入总管。缝的宽度应根据滤料的大小而定，一般比滤料的最大颗粒小0.4mm。3）滤布式。滤布的应用有两种方式：一种为配水系统呈总管支管形式，滤布包在带孔的配水支管上；一种为将滤布铺在两块穿孔板之间。为防止漏滤料，滤布的网孔比较小，为40～60目。在运行中滤布的网眼易于因滤料碎末的堵塞而增大阻力。4）砂砾式。砂砾式配水系统是由细砂和砾石堆积而成的。2.运行普通过滤器的运行流速约8～10m/h，当它运行到水流通过滤层的压力降达到规定值时，停止过滤运行，开始反洗。此时，将过滤器内的水排放到滤层的上缘为止，然后送入强度为18～25L/（s·m2\n）的压缩空气，吹洗3～5min后，在继续供给空气的情况下，向过滤器内送入反洗水，其强度应使滤层膨胀10%～15%。反洗水送入2～3min后，停止送空气，继续用水再反洗1～1.5min，此时反洗水的强度应使滤层膨胀约达40%～50%。最后，用水正洗直至出水合格，方可开始正式过滤运行。二、双流式过滤器在普通过滤器中虽然有机械筛分和接触凝聚两种作用，但由于水流是先通过小颗粒滤料，后通过大颗粒滤料，所以起主要作用的是表层滤料的截留作用。至于滤层中滤料颗粒的接触凝聚能力，并不能充分发挥出来。为此，出现了双流式过滤器的设计。在此过滤器中，进水分为两路：一路由上部进，另一路由下部进，经过过滤的水，都由中部流出。三、多层滤料过滤器为了改变普通过滤器中滤料是“上细下粗”的不利排列方式，办法之一就是采用多层滤料过滤器。1.双层滤料过滤器双层滤料过滤器的机构与普通过滤器相同，只是在滤床上分层安放着两种不同的滤料。上层为相对密度小、粒径大的滤料，下层为相对密度大、粒径下的滤料，通常采用的是上层无烟煤，下层石英砂。由于无烟煤的相对密度为1.5～1.8，而石英砂为2.65左右，它们有较大的差别，所以，即使无烟煤颗粒的粒径较大，在反洗后，它仍能处于颗粒较小的石英砂的上面。滤料颗粒层呈上大下小的状态对过滤过程很有利，因为进水有上部送入时，首先遇到的是颗粒较大的无烟煤滤料，过滤作用可以深入到滤层中，发生渗透过滤作用。下层较小的颗粒也能截取一部分泥渣，起到保证出水水质的作用。双层滤料与单层的相比，其截污能力较大，水头损失增加比较缓慢，滤速可提高，工作周期可延长。双层滤料能否良好地运行，煤砂颗粒的选择是关键问题。这必须做到反洗时煤砂分层良好，否则小颗粒砂子混在大颗粒煤粒中，有可能使滤层中的孔隙比单纯用砂粒的还小，这不利于过滤。2.三层滤料过滤器三层滤料的原理和结构与双层滤料床相似，它相当于在双层滤料床下面加了一层相对密度更大，颗粒更小的滤料。三层滤料过滤器的上层为无烟煤，中层为石英砂，下层可采用石榴石、磁铁矿或钛铁矿等矿砂作滤料。第三节滤池滤池是一种用来过滤水的建筑物，大都采用钢筋混凝土制成的池子。这里重点介绍无阀滤池。一、无阀滤池无阀滤池\n是因为没有阀门而得名。无阀滤池的机构形式很多：有压力式的，有重力式的；截面积可以是圆形的，也可以是方形的。压力式和重力式无阀滤池的结构原理是相同的，压力式无阀滤池只适用于小型供水的场合，热力发电厂中常用的是重力式的。下面以重力式无阀滤池为例，加以叙述。1.组成部分重力式无阀滤池如图所示。它的主体自上而下分成三个部分，即冲洗水箱6、过滤室4和集水室5。此外，还有由堰口、进水槽1和U形进水管2组成的进水装置和虹吸上升管7、虹吸下降管8、虹吸辅助管9、水封槽13等组成的虹吸装置。2.运行概况无阀滤池的运行过程大致为：有进水管送入的水通过滤层，汇集到下部集水室，再由连通管流至上部冲洗水箱。当此水箱中盛满水后，便开始向外送水。其失效和清洗的情况为：随着运行时间的增长，滤层中阻力增大，于是虹吸上升管内的水面随之升高。当阻力继续增加使水面上升到虹吸辅助管口时，水即自此管中急剧下落，这时主虹吸管中空气便通过抽气管10不断抽走，因而主虹吸管中产生负压，使虹吸管上升管和下降管中的水面均很快地上升。当此两股上升的水流汇合后，便形成虹吸，这时过滤室中的水立即被虹吸管抽走，冲洗水箱中的水迅速倒流至滤层中，形成自动反冲洗。这样，冲洗水箱中水位便下降，当它降到虹吸破坏管11的管口以下时，由于空气进入虹吸管内，虹吸作用遭到破坏，冲洗过程结束，进入下一个运行循环。无阀滤池中设置的进水槽和U形进水管，是为了避免空气吸入池内。因为当有空气吸入时，在运行后期可能形不成虹吸。而且如不设此U形管，则在反洗后期，进水管就成了虹吸破坏管。无阀滤池开始滤水到虹吸管中开始抽气之间的时间，称为工作周期，它一般在几小时到十几小时之间。冲洗形成时间为2～3min，冲洗时间约为4～5min。无阀滤池应每隔半年左右进行一次内部检修。二、其他过滤水过滤除采用过滤器过滤外，还可采用单阀和双阀滤池、虹吸滤池过滤，以及混凝过滤、变孔径过滤、纤维过滤、吸附过滤、循环清洗高速过滤等方式。\n这里重点介绍吸附过滤中的活性炭过滤。在水溶液中，常用的吸附剂有活性炭、硅胶、活性铝和硅藻土等。活性炭是由动物炭、木炭或沥青炭等经过药剂处理或高温焙烧等活化过程而制成的。活化的目的是造成细孔，扩大吸附面积。活性炭的比表面积很大，达500～1500m2/g。活性炭的表面和内部有许多相互连通的毛细孔道，孔径由1～100nm以上，每克活性炭的细孔总容积可达0.6～1.8mL。用于吸附过滤的活性炭都是制成颗粒状的，其粒径通常为1～4mm。第四章离子交换的基本知识为了除去水中离子态杂质，现在采用最普遍的方法是离子交换。这种方法可以将水中离子态杂质请出得比较彻底，因而能制得很纯的水。所以，在热力发电厂锅炉用水的制备工艺中，它是一个必要的步骤。离子交换处理，必须用一种称作离子交换剂的物质（简称交换剂）来进行。这种物质遇水时，可以将其本身所具有的某种离子和水中同符号的离子相互交换，如Na型离子交换剂遇到含有Ca2+的水时，就发生如式（4-1）的交换反应：2RNa+Ca2+→R2Ca+2Na+（注：R表示离子交换剂机构中不可交换的部分）反应结果，水中Ca2+被吸着在交换剂上，交换剂转变成Ca型，而交换剂上原有的Na+跑入水中，这样水中的Ca2+就被除去了。转变成Ca型的交换剂，可以用钠盐溶液通过的办法，使其再变成Na型的交换剂，以便重新使用。离子交换剂的种类很多，有天然和人造、有机和无机、阳离子型和阴离子型等之分，此外，按结构特征来分，还有大孔型和凝胶型等。现在普遍使用人工合成的离子交换树脂。一、离子交换树脂的结构离子交换树脂属于高分子化合物，结构比较复杂，离子交换剂的结构可以被区分为两个部分：一部分具有高分子的结构形式，称为离子交换剂的骨架；另一部分是带有可交换离子的基团（称为活性基因），它们化合在高分子骨架。所谓“骨架”，是因为它具有庞大的空间结构，支持着整个化合物，像动物的骨架支持着肌体一样，从化学的观点来说，它是一种不溶于水的高分子化合物。高分子化合物一般是由许多低分子化合物头尾相结合、连成一大串而形成的。这些低分子化合物称为单体，此化合过程称为聚合或缩合。离子交换树脂，根据其单体的种类，可分为苯乙烯系、酚醛系和丙烯酸系等。苯乙烯系是现在我国电厂有得最广泛的一种，我公司使用的也是苯乙烯系离子交换树脂。二、离子交换树脂的性能1.物理性能（1）外观1）颜色。离子交换树脂是一种透明或半透明的物质，依其组成的不同，呈现的颜色也各异：苯乙烯系呈黄色，其他也有黑及赤褐色的。树脂的颜色和它的性能关系不大。\n2）形状。离子交换树脂一般均呈球形。树脂呈球状颗粒数占颗粒总数的百分率，称为圆球率。对于交换柱水处理工艺来说，圆球率愈大愈好，它一般应达90%以上。（2）粒度树脂颗粒的大小对水处理的工艺过程有较大的影响。颗粒大，交换速度就慢；颗粒小，水通过树脂层的压力损失就大。如果各个颗粒的大小相差很大，则对水处理的工艺过程是不利的。这首先是因为小颗粒堵塞了大颗粒间的孔隙，水流不匀和阻力增大；其次，在反洗时流速过大会冲走小颗粒树脂，而流速过小，又不能松动大颗粒。用于水处理的=树脂颗粒粒径一般为0.3～1.2mm。（3）密度离子交换树脂的密度是水处理工艺中的实用数据。例如在估算设备中树脂的装载量，以及在采用混合床、双层床等工艺时，都需要知道它的密度。（4）含水率离子交换树脂的含水率是指它在潮湿空气中所保持的水量，它可以反映交联度和网眼中的孔隙率。树脂的含水率愈大，表示它的孔隙率愈大，交联度愈小。（5）溶胀性当将干的离子交换树脂浸入水中时，其体积常常要变大，这种现象称为溶胀。（6）耐磨性交换树脂颗粒在运行中，由于互相磨轧和胀缩作用，会发生碎裂现象，所以其耐磨性是一个影响其实用性能的指标。此外离子交换树脂还有溶解性、耐热性、抗冻性、耐辐射性能、导电性等物理性能。2.化学性能1）离子交换反应的可逆性离子交换反应是可逆的，例如当以含有硬度的水通过H型离子交换树脂时，其反应如下2RH+Ca2+→R2Ca+2H+当反应进行实效后，为了恢复离子交换树脂的交换能力，就可以利用离子交换反应的可逆性，用硫酸或盐酸溶液通过此失效的离子交换树脂，以恢复其交换能力，其反应式如下R2Ca+2H+→2RH+Ca2+离子交换反应的可逆性，是离子交换树脂可以反复使用的重要性质。2）酸、碱性H型阳离子交换树脂和OH型阴离子交换树脂的性能与电解质酸、碱相同，在水中有电力出H+和OH-的能力。因此，根据此能力的大小可以有强弱之分。强酸性H型交换树脂在水中电离出H+的能力较大，所以它很容易和水中其他各种阳离子进行交换反应；而弱酸性H型交换树脂在水中电离出H+的能力较小，故当水中有一定量的H+时，就显示不出交换反应。\n3）中和与水解离子交换树脂的中和与水解的性能和通常的电解质一样，H型离子交换树脂和碱溶液会进行中和反应，它的水解反应也和通常电解质的水解反应一样，当水解产物有弱酸或弱碱时，水解度就较大。4）离子交换树脂的选择性离子交换树脂吸着各种离子的能力不一，有些离子易被交换树脂吸着，但吸着后要把它置换下来就比较困难；而另一些离子很难被吸着，但被置换下来却比较容易，这种性能称为离子交换的选择性。5）交换容量离子交换树脂的交换容量表示其可交换离子量的多少。第五章水的阳离子交换处理水经过混凝和过滤等预处理后，虽然可除去其中的悬浮物和胶态物质，但硬度并没有改变，且碱度一般仍然较高，即使在水的预处理中采用沉淀软化，水中残留的硬度仍比锅炉补给水对硬度的要求高许多倍，还不能用作锅炉的补给水，必须作进一步软化处理。目前用的最广的软化方法是离子交换：低压锅炉用水可用钠离子交换处理；中、高压锅炉用水可用二级钠离子交换处理。第一节固定床离子交换的原理固定床是动态离子交换的一种形式，它是指运行中离子交换剂层固定在一个交换器中。固定床的运行方式，通常是使水由上向下不断地通过交换剂层。一、水中阳离子只有Ca2+时和Na离子交换剂的交换当将水由上部通入交换剂时，水中Ca2+首先遇到处于表面层的交换剂，与Na+进行交换。所以这层交换剂通水后总是很快就失效了。此后水再通过时，其中的Ca2+已不和此表面交换剂进行交换，交换作用就渗入到处于下一层的交换剂。此后，整个交换剂层可分为三个区域：上部是已失效的交换剂层，在这一层中由于前期的运行，交换剂均呈Ca型，进水通过它后水质没有变化，故这一层称为失效层（也叫饱和层）；在它下面的一层为工作层，水经过这一层时，水中的Ca2+和交换剂中的Na+逐步进行交换反应，直到它们达到平衡；最下部的交换剂层是未参加工作的一层，因为通过工作层后的水质已达到与这里的离子交换剂呈平衡状态。由此可知，交换器的运行，实质上是其中交换剂工作层自上而下不断移动的过程。当工作层还处于离子交换剂层的中间时，出水水质一直是良好的。当工作层的下缘移动到和交换器中交换剂层的下缘相重合时，如再继续运行，势必交换不完全而使出水中Ca2+的残留量增加。以后如再运行时，水中Ca2+\n的残留量就会较快地上升。在实际运行中，为了保证一定的出水水质，当运行到残留Ca2+量增加的一定时，通常即停止运行。所以在离子交换器的最下部，有一层不能发挥其全部交换能力的交换剂层，它只起到保护出水水质的作用，这部分交换剂层称为保护层。在运行中交换剂保护层的厚度是一个对实际运行有影响的数据。如果此厚度大，Ca2+残留量就会提前增加，交换剂的工作交换容量就小；反之。保护层薄，工作交换容量就大。由此可知，当增加离子交换剂层高度时，全部离子交换剂交换能力的平均利用率会提高。所以热力发电厂水处理用的离子交换剂层的高度，一般最低不小于1.0m，有的高达3.5m以上。交换剂过高的缺点是水通过交换剂层的压降太大，给运行带来困难。二、水中含Ca2+、Mg2+和Na+时和H离子交换剂的交换实际上，天然水中不会只含单纯一种阳离子，通常都含有多种阳离子，所以离子交换过程就很复杂。图5-4画出了水中同时含有Ca2+、Mg2+、Na+三种阳离子时进行的H离子交换，而且再生和运行都是从上向下通过交换剂层情况下离子变动的过程。图5-4表示再生、清洗后，在交换剂层不同高度处Ca、Mg、Na、H四种离子量的分布情况。当水流由上向下运行时，也由于上部的交换剂先与进水接触，交换反应首先在这里进行。因各种阳离子选择性的不同，经一段时间的运行，交换剂层中各离子型态的分布，从上向下大致是Ca、Mg、Na所占的比例依次增大。如图5-4（b）所示。之所以出现这种情形，是因为当交换器不断进水时，Ca2+比Mg2+和Na+更容易被交换剂吸着，进水中的Ca2+可和吸着了Mg2+的交换剂进行交换，使吸着Ca2+的交换剂量不断扩大；当被交换出来的Mg2+连同水中的Mg2+一起向下流遇到Na型交换剂时，Mg2+会置换Na+，结果使Mg型交换剂量也不断增多，分布位置也下移；同理，Na型交换剂的量也会不断增多，分布位置也下移。当交换器运行到图5-4（c）的状态时，如再运行，出水中将有Na+出现，酸度也开始下降，在要求严格的场合，交换器应停止运行，进行再生。当只要求除去水的硬度，不要求除去Na+时，即使交换后的水中出现Na+，交换器仍可运行，直到出水中有Ca2+、Mg2+穿透时再停止运行，进行再生。第二节固定床离子交换固定床离子交换的运行方式是以离子交换剂为滤料，对水进行过滤。因此，常用作固定床的离子交换器和压力式过滤器结构相似，只是在离子交换器中设有进行再生液的装置。固定床离子交换器按其再生运行方式不同，可分为顺流、对流和分流三种。\n顺流式就是指运行时水流的方向和再生时再生液流动的方向是一致的，通常都是由上向下流动。因为用这种方法的设备和运行都较简单，所以从前用得比较多。现在，只在进水水质较好时才应用。分流再生是在床层表面下约400～600mm处安装排水装置，使再生自上、下部同时进入，废液自中间排水装置中排出。运行时水流自上而下通过床层，所以在这种交换器中，下部床层为对流再生，上部床层为顺流再生。逆流再生式为了克服顺流再生方式有底层交换剂再生程度低的缺陷，现在广泛采用对流再生方式，即运行时水流方向和再生时再生液流动方向相对进行的水处理工艺。习惯上将运行时水流向下流动、再生时再生液向上流动的对流水处理工艺称为逆流再生工艺。阳离子交换器实效后离子在交换剂层中的分布如下图所示：上层完全是失效层，被Ca2+、Mg2+、Na+所饱和，下层是部分实效的交换剂层。逆流再生时，下层部分实效的交换剂总是和新鲜的再生液接触，故可得到很高的再生度，越往上交换剂的再生度越低。这种分布情况对交换很有利。因为运行时，出水接触的是这部分再生对彻底的交换剂，因此出水水质好。上层交换剂虽然再生不彻底，但运行时它首先与进水相接触，此时水中反离子浓度很小，故这部分交换剂仍能进行交换，故其交换容量得到充分的发挥。交换器的结构在用逆流再生工艺时，必定要有液体向上流动的过程，由于这一特点，逆流交换的工艺过程就要比较复杂一些。因为当液体通过交换剂层上流时，如其流速稍微快了一些，就会发生和反洗一样的使交换剂层松动的现象。这样，交换剂层的上下次序完全打乱，通常称为乱层。为此，在采用逆流再生工艺时，设备的结构和运行操作的特点都要注意防止液体上流时发生乱层的现象。逆流再生式离子交换器的机构如图所示。为了防止再生液和清洗水上流时发生乱层，逆流再生式离子交换器在交换剂层的表面部分设有排水系统，使向上流动的再生液或冲洗水能均匀地从此排水装置中排走，不会因为有水流流向交换剂层上面的空间，而将交换剂层松动。\n逆流交换器中间排水装置的结构，主要是要求不漏交换剂颗粒，分布均匀。它在交换器中应安装牢固，防止运行中被水流冲坏。目前中排装置常用的形式是母管支管式。母管置于树脂层上面，阻力较小，也不至于造成中部死区。支管是以短管与母管连接，用不锈钢螺栓固定。在中间排水装置之上，交换剂层上加一层厚约150～200mm的粒状物质作为压脂层，这是为了使液体上流时不乱层。第六章水的离子交换除盐第一节阴离子交换树脂的工艺性能阴离子交换和阳离子交换作用相同，是同符号离子间的相互交换，也有可逆性，是按等物质的量进行的。但阴离子交换剂的交换能力、选择性和化学稳定性等方面和阳离子交换有差别，而且水中需要用它除去的某些阴离子也有特殊性，所以它的使用条件就和阳离子交换剂有些不同。一、强碱性阴树脂的工艺性能强碱性OH型交换剂可以用来和水中各种阴离子进行交换，在稀释液中它对各种阴离子的选择性为SO42-＞NO3-＞Cl-＞OH-＞F-＞HCO3-＞HSiO3-。由此可知，它对于强酸阴离子的系着能力很强，对于弱酸阴离子则吸着能力较小。对于很弱的硅酸，虽然能吸着其HSiO3-，但吸着能力很差。如果它和水中硅酸盐NaHSiO3反应，生成物中有强碱NaOH：ROH+NaHSiO3→RHSiO3+NaOH此时，由于出水中有大量反离子OH-，交换反应就不能彻底，除硅的作用往往不完全，难以满足高参数锅炉的要求。所以在水处理工艺中，必须设法排除OH-的干扰，创造有利于吸着HSiO3-的条件。现在普遍采用的办法是先将水通过强酸性H型交换剂，使水中各种盐类都转变为相应的酸。这样，在用强碱性OH型交换剂处理时，由于交换产物中有电离度非常小的H2O，故可防止水中OH-的干扰，反应式：ROH+H2SiO3→RHSiO3+O2H二、弱碱性阴树脂的工艺性能弱碱性阴树脂只能吸着SO42-、Cl-、NO3-等强酸根，对弱酸根HCO3-的吸着能力很弱，对于更弱的酸根HSiO3-不能吸着。不仅如此，而且弱碱性OH型树脂对于这些酸根的吸着是有条件的，那就是吸着过程只能在酸性溶液中进行，或者说只有当这些酸根成酸的型态时才能被吸着，如反应式所示：R（NH3OH）2+H2SiO3→R（NH3）2SO4+2O2HRNH3OH+HCl→RNH3Cl+O2H\n至于在中性溶液中，弱酸性OH型树脂就不能和它们进行交换。这是弱碱性树脂不同于强碱性树脂的地方。强碱性OH型树脂能和中性盐反应，将它们转变成碱。阴树脂的碱性越强，将中性盐转变成氢氧化物的能力也越大，这种性能称为分解中性盐的能力。而弱碱性OH型树脂没有这种能力。用弱碱性阴树脂处理水时，对水的pH值有一定的限制。当水的pH值过大时，可以看作由于水中OH-浓度大，它抑制了树脂的电离。不再具有可交换性能；也可看作由于弱碱性阴树脂对OH-的选择性较强，优先吸着OH-，所以当水中OH-较多时，别的离子无法取代它。虽然弱碱性OH型树脂的交换性能不如强碱性的好，但它极易用碱再生。在离子交换除盐系统中，弱碱性OH型树脂常常是和强碱性OH型树脂联合使用的，所以它还可以利用再生强碱性OH型树脂后的废液来再生。第二节一级复床除盐将H型阳床和OH型阴床组成的系统称为复床，原水只一次相继地经过H型和OH型交换器称作一级。一、原理进入除盐系统的原水中，常含有Ca2+、Mg2+、Na+等阳离子和SO42-、Cl-、HCO3-等阴离子，以及弱酸H2CO3和H2SiO3。当此水通过强酸性H型树脂层是，水中的各种阳离子均被树脂吸着，树脂上的H+被置换到水中。所以，此H型交换器的出水呈酸性，其中含有和进水中阴离子相应的H2SO4和HCl等强酸，以及H2CO3和H2SiO3等弱酸。这种含有CO2和其他无机酸的水，先经除碳器除去CO2，之后，通过强碱性OH型树脂时，水中的各种阴离子均被树脂吸着，树脂上的OH-被置换到水中，与水中的H+结合成水。通过一级复床除盐的出水水质：硅酸达0.1mg/L以下，电导率达5μS/cm以下。二、运行1.强酸性H型交换器在除盐系统中，为了要除去水中的H+以外的所有阳离子，必须在有漏Na+现象时，即停止运行，进行再生。当强酸性H型树脂交换器经再生后冲洗时，出水中各种杂质的含量便迅速下降，但出水水质达到一定标准时就可投入运行，以后，水质就保持平稳。当出水中开始漏Na+现象时，即停止运行。2.强碱性OH型交换器因为强碱性OH型交换器常设在强酸性H型交换器的后面，所以它的进水中各种阴离子都以酸的形态存在。在强碱性OH型交换器正常运行中，出水的pH大都在7～9之间，电导率为2～5μS/cm,含硅量以SiO2计为10～20μg/L。当强碱性OH型树脂实效时，由于有酸漏过，pH值下降；与此同时，集中在交换剂层下部的硅漏出，致使出水中硅含量上升。至于电导率，则常常出现先略微下降，而后上升的情况。\n第三节混合床除盐经一级离子交换除盐系统处理过的水质虽已较高，但还不能满足许多工业部门对水质的要求。为了得到更好的水质，人们曾采用过二级复床除盐系统（即在一级复床除盐后面又加一级复床）。近年来，随着生产技术的发展，有些工业部门对水质的要求更高了，以至二级复床除盐也不能满足要求，再增加除盐设备的级数，会使除盐系统越来越复杂。为此，现在常采用一种在同一交换器中，完成许多级阴、阳离子交换过程，以制出更纯的水的方法，这就是常称的混合床除盐。一、原理混合床离子交换法，就是把阴、阳离子交换树脂放在同一个交换器中，并且在运行前将它们混合均匀。所以，混合床可以看作是由许多阴、阳树脂交错排列而组成的多级式复床，如以阴、阳混匀的情况推算，其级数约可达1000～2000级。在混合床中，由于阴、阳树脂是相互混匀的，所以其阴、阳离子交换反应几乎是同时进行的。或者说，水的阳离子交换和阴离子交换是多次交错进行的。所以经H型交换器所产生的OH-都不能累积起来，基本上消除了反离子的影响，交换反应进行得十分彻底，出水水质很高。混合床中树脂实效后，应先将两种树脂分离，然后分别进行再生和清洗。分离的方法一般是用水力筛选法，即用水反洗，利用阳树脂的湿真密度比阴树脂大的特点，使阳树脂处于下层，阴树脂处于上层。再生清洗后，再将两种树脂混合均匀，又可投入运行。一般地，混合床主要做成固定床式的。二、固定床式混合床1.设备结构固定床式混合床离子交换设备的壳体和压力式过滤器的相同，是圆柱形密闭容器。壳体中常装置有上部进水装置，下部配水装置；为了将其中阴、阳树脂分开再生，在其中部还设有配水装置。为了便于阴、阳树脂分层，混合床用的阳树脂和阴树脂的湿真密度差应大于15%～20%。关于阴、阳树脂的配比，应从影响出水水质和一个周期中交换器的出水量两个方面来考虑决定。目前，国内采用的树脂体积比通常为阴﹕阳=2﹕1。2.运行由于混合床是将阴阳树脂装在同一个交换器中运行的，因此在运行上有许多与普通固定床不同的地方。（1）反洗分层。混合\n床除盐装置运行操作中的关键问题之一，就是如何将失效的阴、阳树脂分开，以便分别通入再生液进行再生。在热力发电厂中，目前都是用水力筛选法，对阴、阳树脂进行分层。这种方法就是借反洗的水力将树脂悬浮起来，使树脂层达到一定的膨胀率，在利用阴、阳树脂的密度差达到分层的目的。一般阴树脂的密度较阳树脂的小，分层后阴树脂在上，阳树脂在下。只要控制适当，可以做到两层树脂间有一明显的分界面。反洗开始时，流速宜小，待树脂层松动后，逐渐加大流速至10m/h左右，使整个树脂层的膨胀率在50%以上。如反洗流速过大，虽然可以增加树脂的膨胀率，有利于分离，但需要用较高级的设备，这就要增加投资。一般反洗需10～15min。为了容易分层，可在分层前通入NaOH溶液，将阴树脂再生成OH型，将阳树脂再生成Na型，使两者间的密度差加大，从而加快其分层。（2）再生。混合床的再生通常有三种方法：体内再生、体外再生和阴树脂外移再生。在热力发电厂中一般不用第三种方法，下面仅介绍前两种方法。1）体内再生。就是树脂在交换器内部进行再生的方法。根据进酸、进碱和冲洗步骤的不同，它又可分为两步法和同时处理法两种。所谓两步法是指酸、碱再生液不是同时而是先后进入交换器，两步法又可分为碱液流经阴、阳树脂的两步法和酸、碱分别通过阳、阴树脂的两步法。在大型装置中，一般都使用酸、碱分别单独通过阳、阴树脂层的两步法。这种方法，实在反洗分层完毕后，将交换器中的水放至树脂表面上约10cm处，从上部送入NaOH溶液再生阴树脂，废液从阴、阳树脂分界处的排液管排出，并按同样的流程进行阴树脂的清洗，清洗至排出水的OH-碱度至0.5mmol/L以下。在再生和清洗时，可用水自下部通入阳树脂层，以减轻碱液污染阳树脂。然后，再生阳树脂时酸由底部通入，废液也由阴，阳树脂分界处的排液管中排出。此时，为了防止酸液进入阴树脂层，需继续自上部通以小流量的水清洗阴树脂。阳树脂的清洗流程也和再生时相同，清洗至排出水的酸度降到0.5mmol/L以下为止。最后进行整体正洗，即从上部进水，底部排水，一直洗至排出水电导率至1.5μS/cm以下。体内再生的另一种方法就是同时处理法。此法实际上与碱、酸分别通过阴、阳树脂的两步法相似。2）体外再生。这种方法只是把失效的树脂全部转移到专用的再生器中进行再生，其再生过程与体内再生相同。（3）阴、阳树脂的混合。树脂经再生和洗涤后，在投入运行前必须将分层的树脂重新混合均匀。热力发电厂通常用从底部通入压缩空气的办法搅拌混合。（4）正洗。混合后的树脂层，还要用除盐水以10～20m/h的流速进行正洗，直至出水合格。（5）交换。混合床的离子交换与普通固定床的相同，只是它可以采用跟高的流速，通常取40～60m/h。\n3.特点（1）优点：1）出水水质高。用强酸性H型树脂和强碱性OH型树脂组成的混合床，制得除盐水的残留含盐量在1.0mg/L以下，电导率在0.2μS/cm以下，残留硅酸含量（以SiO2）在0.02mg/L以下。2）出水水质稳定。工作条件的变化一般对混合床出水水质影响不大。3）间断运行对出水水质影响较小。4）交换终点明显。（2）缺点：1）树脂交换容量的利用率低。2）树脂损耗率大。3）再生操作复杂。第七章水的其他除盐方法除了用离子交换法可去除水中溶解的盐类外，还用许多对水进行除盐的方法。这里重点对反渗透法进行介绍。反渗透是20世纪60年代迅速发展起来的一种水处理工艺。目前应广泛用在城市用水、锅炉补给水、工业废水处理以及海水淡化和各种溶液中溶质分离等方面。一、反渗透原理如果将淡水和盐水用一种只能透过水而不能透过溶质的半透膜隔开，则淡水中的水会穿过半透膜至盐水一侧，这种现象叫做渗透。因此，在进行渗透过程中，由于盐水一侧液面的升高会生产压力，从而抑制淡水中的水进一步向盐水一侧渗透。最后，当浓水侧的液面距淡水面有一定的高度。以至它产生的压力足以抵消其渗透倾向时，浓水侧的液面就不再上升。此时，通过半透膜进入浓溶液的水和通过半透膜离开浓溶液的水量相等，所以它们处于平衡状态。在平衡时，盐水和淡水间的液面差表示这两种溶液的渗透压差。如果把淡水换成纯水，则此压差就表示盐水的渗透压。根据这一原理，不难推论出，如果在浓水侧外加一个比渗透压更高的压力，则可以将盐水中的纯水挤出来，即变成盐水中的水向纯水中渗透。这样，其渗透方向和自然渗透相反，这就是反渗透的原理。\n二、反渗透水处理装置由于反渗透膜的产水率是有限的，所以在设计设备时为了提高出力，必须使设备内有很大的反渗透面积。为达到此目的，有多种设计方式。1.板框式板框式反渗透器时最初设计的反渗透装置。它由几块或几十块承压板组成。承压板的两侧覆盖有微孔支撑板和反渗透膜。当将这些板迭合装配后，装入密封的耐压器中，即构成反渗透器。2.管式管式反渗透器是将半透膜敷设在微孔管的内壁或外壁进行反渗透。3.螺旋卷式螺旋卷式反渗透器的膜形成袋状，袋内有多孔支撑网，袋的开口端与中心管相通，二块袋状膜之间有隔网隔开。然后把这些膜和网卷成一个螺旋卷式反渗透组件，将此组件装在密闭的容器内即成反渗透器。4.空心纤维式空心纤维反渗透装置中有几十万以至上百万根空心纤维，组成一圆柱形管束，纤维管一端敞开，另一端用环氧树脂封住，或者将空心纤维管做成U形，则可式敞口端聚集在一起，无需封另一端。将这两种管束放入一个圆柱形外套里，此外套为一种压力容器。高压溶液从容器的一端送至设于中央的多孔分配管，经过空心纤维的外壁，从空心纤维管束敞开的一端把净化水收集起来，浓缩水从容器的另一端连续排掉。空心纤维的出现是反渗透技术的一项突破。这种空心纤维式反渗透装置的主要优点是：1）单位体积中膜的表面积大，因而单位体积的出力也大；2）膜不需要支撑材料，纤维本身可以受压而不破裂。其缺点是：不能处理含悬浮物的液料，所以对原水的预处理要求很严。三、应用反渗透器的注意事项使用反渗透器时，应注意如下事项：\n（1）原水预处理。为了避免堵塞反渗透器，原水应经预处理，以消除水中的悬浮物，降低水的浊度；此外，还应进行杀菌，以防微生物在器内滋生。（2）化学清洗。反渗透器在长期运行后，如膜表面覆盖有垢类而使产水量下降，则可用化学药剂进行清洗。（3）操作压力。为了使反渗透得以进行，所加压力必须使膜两侧的压力差大于其渗透压差。（4）温度。膜的透水量是随水温的增高而增大的，但高温会加快膜的水解速度。（5）浓差极化。在反渗透过程中，由于水不断地透过膜，因而靠近膜表面的盐水和进口盐水之间有浓度差，膜表面溶液的浓度较大，这就是浓差极化。其结果是盐水的渗透压加大，因而反渗透所需的压力也得增大；此外，还可能引起某些难溶盐在膜表面析出等后果。为此，在运行中必须保持盐水侧呈紊流状态以减轻浓差极化的程度。（6）除盐能力。反渗透法对水中各种离子和化合物的脱除能力很大，它的总除盐率为93%。四、其他除盐方法在热力发电厂中，还有蒸馏法和电渗透法等除盐方法。第八章给水系统金属的腐蚀及其防止锅炉给水系统是指给水和给水的主要组成部分，如汽轮机凝结水、加热器疏水的输送管道和加热设备，其中包括凝结水泵、低压加热器、除氧器、给水泵、省煤器和疏水箱等。在给水系统中流动的水，一般是比较纯洁的，在这里通常不会因盐类从水中析出而在管壁上形成沉淀物，可能发生的故障时金属的腐蚀。给水系统中各种设备和管道大都是由碳钢制成的，只有加热器中用来传热的管件通常是由黄铜制成。给水系统的腐蚀，会影响锅炉及热力系统的安全和经济运行。第一节金属的电化学腐蚀金属表面和其周围介质发生化学或电化学作用而遭到破坏的现象称为腐蚀。金属腐蚀，按其本质的不同可分为电化学腐蚀和化学腐蚀两类。在电化学腐蚀过程中有电流产生，金属处于潮湿的地方或遇到水时，特别容易发生这一类腐蚀；在化学腐蚀过程中没有电流产生。在给水系统中发生的腐蚀都属于电化学腐蚀。一、电化学腐蚀概论1.电极电位金属具有独特的结构型式，它的晶格可以看成是由许多整齐地排列着的金属正离子和在各正离子之间游动着的电子组成。假如把一种金属进入水溶液中，则在水分子的作用下它的正离子会和水分子形成水化离子，\n从而转入溶液中，并且有等量的电子留在金属表面。这样，在金属表面和此表面相接的溶液之间形成了双电层，所以有电位差，这种电位差称为该金属在此溶液中的电极电位。2．原电池和腐蚀电池如前所述，当金属在溶液中形成双电层后，就会阻止金属的接续溶解，当如将金属上的电子引出，则金属的溶解过程又将继续进行。这是一种化学能转变为电能的过程，这样的装置称为原电池。金属发生电化学腐蚀的过程正和原电池中发生的反应一样。当某种金属和水溶液相接触时，由于金属的组织以及和金属表面相接触的介质不可能是完全均匀的，因此在金属的某两个部分会形成不同的电极电位，所以也会组成原电池。这种原电池是使金属发生电化学腐蚀的根源，称为腐蚀电池。3.阳极和阴极从上面所讲述腐蚀电池的原理可知，在其两个电极中只有一个电极上的金属遭到腐蚀，这个电极称为此电极的阳极。金属的腐蚀是失去电子的过程，从化学观点来说，失去电子的过程称为氧化反应，所谓阳极，就是发生氧化反应的电极；在另一个电极上发生的是某种物质得到电子的过程，产生还原反应，该电极称为阴极。在原电池的放电过程中，阴极也称为正极（+），阳极也称为负极（-），这和电解槽充电过程中，阴极用“-”表示，阳极用“+”表示相反，应予以分清。4.保护膜金属腐蚀产物有时覆盖在金属表面上，形成一层膜。这种膜对腐蚀过程的影响很大，因为它能把金属与周围介质隔离开来，使腐蚀速度降低，有时甚至保护金属不遭受进一步腐蚀。所以，那些具有抑制腐蚀作用的膜，称为保护膜。二、影响电化学腐蚀的因素影响金属腐蚀的因素可分为金属本身的内在因素和周围介质的外在因素两方面。金属种类是一个很重要的因素，不同金属的耐腐蚀性能有很大差别，当金属设备已经制成投用时，金属的材质已经确定了，周围介质就成为应先该设备金属的主要因素。下面未我们以一种生产和生活中常见的腐蚀现象为例，来说明外界因素对金属腐蚀的影响。大气中含有大量的氧气，所以水中也难免或多或少地溶解有氧。当钢铁与含有溶解氧的水接触时，就会引起钢铁发生电化学腐蚀，这是最常见的腐蚀现象。此外，外界因素，如水的溶解氧量、pH值、温度、盐类的含量和成分以及水的流速等，都对腐蚀过程有影响。1.溶解氧量水中含氧量愈多，钢铁的腐蚀愈严重。2.pH值根据试验知道，随着pH值增大，腐蚀速度降低。具体来说，1）当pH值很低时，腐蚀速度越大，这是因为在低pH值时，铁的腐蚀主要是由H+引起的。2）当pH值在中性点附近时，腐蚀速度随pH值的变化很小，这是因为此时发生的主要是溶解氧的去极化腐蚀。3）当pH值较高时，随着pH值的增大，腐蚀速度降低，这是因为OH-\n含量增高时，在铁的表面会形成保护膜。3.温度在封闭系统中，水的温度愈高，金属腐蚀的速度愈快。在敞口系统中，温度升高到一定数值时，腐蚀速度会下降。4.水中盐类的含量和成分一般情况下，水的含盐量愈多，腐蚀速度愈快。因为水的含盐量愈多，水的电阻就愈小，腐蚀电池的电流就愈大。但是，当水中含有会和腐蚀产物形成难溶化合物的盐类时，这些难溶物覆盖在金属表面上，会降低腐蚀速度。反之，当水中含有会破坏金属表面保护膜的阴离子时，就会加快腐蚀速度，这些离子称为活性离子，常见的为Cl-。其原因是Cl-很容易被金属表面的氧化物膜吸附，这时膜中的氧离子被Cl-所替代，因而形成可溶性的氯化物，使氧化物膜遭到破坏，金属表面便会继续遭到腐蚀。5.水的流速一般来说，水的流速愈大，水中各种物质扩散的速度也愈快，从而使腐蚀速度加快。三、防止金属电化学腐蚀的方法为了使金属免受腐蚀，主要办法是设法消除产生腐蚀电池的各种条件。大体上说，可从金属设备的材质和周围介质两方面着手。第二节给水系统金属的腐蚀锅炉给水系统中流动着的水虽然较纯净，但其中往往含有氧和二氧化碳。这两种气体，常常是引起给水系统中金属腐蚀的主要因素。一、溶解氧腐蚀在给水系统中，最易发生的金属腐蚀是钢材受到水中溶解氧的腐蚀。当钢铁受到水中溶解氧腐蚀时，常常在其表面形成许多小型鼓包，其直径自1mm至20mm、30mm不等，这种腐蚀特征称为溃疡腐蚀。鼓包表面的颜色由黄褐色到砖红色不等，次层是黑色粉末状物，这些都是腐蚀产物，当将这些腐蚀产物清除后，便会出现腐蚀造成的陷坑。通常，最易发生氧腐蚀的部位为给水管道和省煤器。在各给水组成部分中，补给水的输送管道以及疏水的贮存设备和输送管道都会发生严重的氧腐蚀，凝结水系统不易发生氧腐蚀。给水通过除氧后虽然含氧量已很小，但在省煤器中由于温度较高，所以只要有少量氧，仍然有可能发生氧腐蚀。在疏水系统中，疏水箱是通大气的，而且有些疏水管道不是经常有水，无水时管道便为空气所充满，因此，疏水中含有大量的氧，致使疏水系统有严重的氧腐蚀。二、游离二氧化碳的腐蚀当水中有游离CO2存在时，水成酸性反应，降低水的pH值。游离CO2腐蚀受温度的影响较大，因为当温度升高时，碳酸的电离度增大，会大大促进腐蚀。钢材受游离CO2\n腐蚀而生成的腐蚀产物都是易溶的，在金属表面不易形成保护膜，所以其腐蚀特征是金属均匀地变薄。这种腐蚀虽然不一定会很快引起金属的严重损伤，但大量铁的腐蚀产物带入锅炉，往往会引起锅内结垢和腐蚀等许多严重问题。在热力系统中，最容易发生CO2腐蚀的部位是凝结水系统，因为它处于除氧器的前。所以凝结水是热力系统中游离CO2含量较多的部分，而且它的水质较纯，只要含有少量CO2，就会使其pH值显著降低。三、同时有溶解氧和游离二氧化碳的腐蚀在给水系统中，若同时含有O2和CO2时，则钢的腐蚀就更严重。这种腐蚀之所以比较严重，是因为O2的电极电位高，易形成阴极，腐蚀性强；CO2使水呈微酸性，破坏保护膜。这种腐蚀特征往往是金属表面没有腐蚀产物，而是随着O2含量的多少，呈或大或小的溃疡状态，且腐蚀速度很快。在凝结水系统、疏水系统和热网系统中，都可能发生O2和CO2同时存在的腐蚀。在凝汽器、加热器等设备中所用的传热管件大都是黄铜管，当水中含有O2和游离CO2时，还会引起铜管腐蚀，低压加热器钢管的汽侧，由于常常有O2和游离CO2，所以易遭到腐蚀。这种情况下的腐蚀特征是管壁均匀变薄，并有密集的麻坑。这种腐蚀的部位往往集中在疏水水面以上、靠近水面、温度较低的进水端、设有抽气管的地方。因为在这些部位容易形成一层附壁水膜，此水膜的温度常低于饱和温度，形成过冷水膜，所以这层水膜中的CO2量特别大，容易腐蚀管子。第三节给水系统金属腐蚀的防止为了防止给水系统金属的腐蚀，通常采用的方法是除掉给水中的溶解氧，并且提高给水的pH值。这种常用的给水处理方法称为“给水碱性水规范”。使用这种方法时，常在给水中加入联氨和氨等化学药品，因为这些药品都有挥发性，所以这种给水处理方法又称“挥发性处理”。一、给水热力除氧给水除氧的方法，在高压以上的机组中，需同时采用热力除氧和化学除氧两种方法。热力除氧可将水中绝大部分溶解氧除掉，化学除氧可消除热力除氧所难以完全除尽的残留溶解氧。（一）热力除氧原理从气体溶解定律（亨利定律）可知，任何气体在水中的溶解度与此气体在气水界面上的分压力成正比。在敞口设备中将水温升高时，各种气体在此水中的溶解度将下降，这是因为随着温度的升高，气水界面上的水蒸汽分压增大和其他气体的分压降低的缘故。当水温达沸点时，它就不再具有溶解气体的能力，因为此时气水界面上的水蒸汽压力和外界压力相等，其他气体的分压都为零，各种气体均不能溶于水中。所以，水温升至沸点会促使水中原有的各种溶解气体都分离出来（次分离过程称为解吸）\n，这就是热力除氧法所依据的原理。热力除氧法不仅能除去水中的溶解氧，而且可除去水中其他各种溶解气体（包括游离CO2），因此热力除氧器也可称为热力除气器。热力除氧器中，为了使氧解吸出来，除了必须将水加热至沸点以外，还需要在设备上创造必要条件使气体能顺利地从水中分离出来。因为水中溶解氧必须穿过水层和气水界面，才能自水中分离出来，所以要使解吸过程能较快地进行，就必须使水分散成小水滴或小股水流，以缩短扩散路程和增大气水界面。热力除氧器就是按照将水加热至沸点和使水流分散这两个原则设计的一种设备。（二）热力除氧器热力除氧器按照其进水方式的不同，可分为混合式的和过热式的两类。混合式热力除氧器按照其工作压力的不同，又可分为真空式、大气式和高压式的三种。电厂中用的最为广泛的为混合式除氧器。常用的这类除氧器按照构造基本可分为淋水盘式、喷雾填料式和喷雾淋水盘式等。喷雾式除氧器是在将水喷成雾状的情况下进行热力除氧。它的工作原理是当水呈雾状时，有很大的表面积，非常有利于氧从水中逸出。但实际上，单独进行喷雾式除氧往往不能获得良好的除氧效果。因为水在除氧过程中，大约有90%的溶解气体变成小气泡逸出，其余的10%要靠扩散作用，自水滴内部扩散到水滴表面后，才能被水蒸汽带走。当水呈雾状时，对水中小气泡的逸出是很有利的，因为气泡通过的水层很薄，但对于溶解气体的扩散过程却很不利，因为微小的水滴具有很大的表面张力，溶解气体不容易通过小水滴的表面扩散。为此，喷雾式除氧器应结合其他热力除氧方式，方能保证其效果良好。喷雾填料式除氧器，它将水通过喷嘴喷成雾状，在喷嘴上面设有进汽管，引入加热蒸汽，通过蒸汽和水雾的混合，达到水的加热和初步除氧过程。经过初步除氧的水往下流动时和填料层相接触，使水在填料表面成水膜状态，在填料层下面装有下进汽管，在这里又引入蒸汽。因而，当这部分蒸汽向上流动时，和填料层中水相遇便进行再次除氧。\n凝汽器的真空除氧凝汽器运行时，因为其中凝结水的温度通常处于相应于该凝汽器中压力的沸点，故水的除氧条件和热力除氧器的相似。由于凝汽器总是在真空条件下运行的，所以它相当于真空除氧器。为了利用凝汽器的这种运行条件，使它起到良好的除氧作用，除了在运行方面要保证其中凝结水不要过冷外，也可以在凝汽器中添加使水流分散成小股水流或小水滴的装置。为了利用凝汽器真空除氧的能力，还可以将补给水引至凝汽器中，使得它也在这里除氧。二、给水化学除氧用来进行给水化学除氧的药品，必须具备能迅速地和氧完全反应，反应产物和药品本身对锅炉的运行无害等条件。联氨是电厂化学除氧所常用的药品。1.联氨的性质联氨（N2H4）在常温下是一种无色液体；在大气压力0.1MPa时的沸点为113.5℃，凝固点为1.4℃。联氨吸水性很强，易溶于水及乙醇。它遇水会结合成稳定的水合联氨（N2H4·H2O）。水合联氨是无色液体，凝固点低于-40℃，沸点为119.5℃，也易溶于水和乙醇。联氨易挥发，在溶液中其浓度愈大，挥发性愈强。当溶液中N2H4·H2O含量不超过40%时，常温下挥发出的联氨蒸汽量尚不大。空气中有联氨对呼吸系统及皮肤有侵害作用，故空气中联氨蒸汽量不能太大，最高不允许超过1mg/L。联氨能在空气中燃烧，无水联氨的闪点为52℃，85%的N2H4·H2O溶液的闪点也只有90℃。高浓度的联氨溶液遇火容易爆炸，但当联氨溶液中的N2H4·H2O含量低至40%，就不容易燃烧，当空气中联氨蒸汽的含量达到4.7%时，遇火便要发生爆燃现象。联氨是一种还原剂，特别是在碱性水溶液中，它是一种很强的还原剂。它可将水中的溶解氧还原，如下式：N2H4+O2→N2+2H2O反应物N2和H2O对热力系统的运行没有任何害处，用联氨除去给水中的溶解氧就是利用它的这种性质。在高温（＞200℃）水中，N2H4可将Fe2O3还原为Fe3O4以至Fe；N2H4还可将CuO还原为Cu2O或者Cu。联氨的这些性质可以用来防止锅炉内结铁垢和铜垢。在没有催化剂的情况下，N2H4的分解速度决定于温度。在50℃以下时分解速度很小，当达113.5℃时，分解速度每天约0.01%～0.1%；在250℃时，其分解速度高达每分钟10%。2.联氨除氧的条件联氨和水中溶氧的反应速度受温度、pH值和联氨过剩量的影响。为了使联氨和水中溶解氧的反应进行得迅速而且完全，应维持以下条件：（1）必须使水有足够的温度。低于50℃时，N2H4和O2的反应速度很慢；当水温超过100℃时，反应速度已明显增快；当水温超过150℃时，反应速度很快。\n（2）必须使水维持一定的pH值。因为联氨必须处在碱性水中才能是强还原剂，而且它和溶解氧的反应速度与水的pH值有密切关系。当pH值在9～11之间时，反应速度最大。（3）必须使水中联氨有足够的过剩量。在pH值和温度相同的情况下，N2H4过剩量愈多，除氧所需的时间愈少，即反应的速度愈快，效果愈好。同时，N2H4过剩量应适当，不宜过多，因为过剩量太大不仅多消耗药品，而且有可能使反应不完全的联氨带入水蒸汽中。综上所述，联氨除氧的合理条件为：150℃以上的温度，pH值在9～11的碱性介质和适当的N2H4过剩量。3.注意事项联氨具有挥发性、有毒，易燃烧，所以在保存、输送等方面，应特别注意。（1）保存联氨的浓溶液应密封保存，大批的联氨应保存在露天仓库或可燃物仓库中。靠近联氨溶液的地方不允许有明火。（2）输送搬运联氨时，工作人员应配备胶皮手套和护目镜（或面罩）等防护用品。在操作联氨的地方，应有良好的通风和水源。三、给水pH值的调节为了防止给水对金属的腐蚀性，除了消除其含有氧量外，还必须调节水的pH值，因为随着水的pH值增大，钢铁的腐蚀明显减少。试验表面把水的pH值从8提高的10，对减少钢铁腐蚀有明显的效果。目前对热力系统水质调节处理时，一般把水的pH值调节在8.8～9.3范围内。调节给水pH值的方法是在水中加氨或胺。给水氨处理为了提高给水的pH值，最实用的是往给水中加氨水，因为氨有不会受热分解和易挥发的性能。氨（NH3）溶于水称为氨水，呈碱性，其反应式为：NH3+H2O→NH4OH加NH3就相当于用氨水的碱性来中和碳酸的酸性。第九章汽包锅炉水汽系统的腐蚀、结垢及其防止汽包锅炉的水系统如下图。给水经省煤器提高温度后进入汽包，然后有炉墙外的下降管经下联箱进入上升管（即水冷壁）。在上升管中，水吸收炉膛里的热量，成为汽水混合物又回到汽包中。此汽水混合物在汽包里进行汽水分离，分离出的饱和蒸汽导入过热器内被加热成过热蒸汽后送入汽轮机；分离出来的水再同加入的给水进入下降管并重复上述过程。在汽包锅炉的水汽系统中，由汽包→下降管→下联箱→上升管→汽包，所组成的回路，称为水循环系统。\n汽包锅炉中如水质不良，就会引起水汽系统结垢、积盐和金属腐蚀等故障；还会导致锅炉的过热蒸汽品质劣化，从而影响到汽轮机的运行。第一节水汽系统的腐蚀及其防止锅炉运行时，锅内水的温度和压力比较高或很高，炉管管壁温度很高，设备的各部分的应力很大，而且由于给水中杂质在锅炉内发生浓缩和析出，在锅内常集积有沉积物，这些因素都会促进腐蚀，并使腐蚀问题复杂化。所以，虽然进入锅炉的水都是经过除氧的，锅炉水的pH值也常常比较高，但仍然会发生腐蚀。如果锅炉水汽系统发生了较严重的腐蚀，那么由于锅内高温高压的作用，就容易的哦安置爆管。现按水汽系统中可能发生的腐蚀类型，介绍如下：一、氧腐蚀在正常运行情况下，不会有大气侵入锅内，而且即使给水带有微量的氧，也往往在省煤器中就消耗完了，所以锅内不会发生氧腐蚀。但当发生下列情况时，就有可能发生氧腐蚀。1.除氧器运行不正常。2.锅炉在基建和停用期间无防护。二、沉积物腐蚀当锅内金属表面附着有水垢或水渣时，在其下面会发生严重的腐蚀，称为沉积物下腐蚀，这是目前高压锅炉内常见的一种腐蚀。在正常的运行情况下，锅内金属表面上常覆盖着一层Fe3O4膜，这是金属表面在高温锅炉水中形成的。这样形成的Fe3O4膜是致密的，具有良好的保护性能，锅炉可以不遭到腐蚀。但是如果此Fe3O4膜遭到了破坏，那么金属表面就会暴露在高温的炉水中，非常容易受到腐蚀。促使Fe3O4膜破坏的一个最重要因素，是锅炉水的pH值不合适。在一般的运行条件下，由于锅炉水的pH值常保持在9～11之间，锅炉金属表面的保护膜是稳定的，所以不会发生腐蚀。但当锅内的金属表面\n上有沉积物时，这里的情况就发生了变化；首先，由于沉积物的传热性很差，沉积物下金属管壁的温度升高，渗透到沉积物下面的锅炉水会发生急剧蒸浓。浓缩的炉水由于沉积物的阻碍，不易和处于炉管中部的炉水混匀，其结果是沉积物下锅炉水中各种杂质的浓度变得很高。在锅炉水高度浓缩的条件下，其水质会与浓缩前完全不同，沉积物下的浓溶液会具有很强的侵蚀性，使锅炉金属遭到腐蚀。例如，在锅炉水中有游离NaOH时，沉积物下炉水高度浓缩的结果，会使得沉积物下蒸浓的锅炉水pH值升的很高，pH值升高13以上，就会发生碱对金属的腐蚀。又例如，当锅炉水中有MgCl2和CaCl2（这是凝汽器泄漏时，随冷却水带入水汽系统中的杂质）时，处于沉积物下蒸发浓缩炉水中的这些杂质发生以下反应：MgCl2+2H2O→Mg（HO）2↓+2HClCaCl2+2H2O→Ca（HO）2↓+2HCl这两个反应的生成物Mg（HO）2和Ca（HO）2会形成沉淀物，而浓缩的炉水变成了强酸（HCl）溶液，以致在沉积物下发生酸对金属的腐蚀。由上述可知，在沉积物下可能发生碱性或酸性两种不同类型的腐蚀。这两种腐蚀，常又根据其损伤情况的不同，分别称为延性腐蚀和脆性腐蚀。现分别介绍如下。（1）延性腐蚀这种腐蚀常发生在多孔沉积物的下面，是由于沉积物下的碱性增强产生的。腐蚀特征是腐蚀坑凹凸不平，坑上覆盖有腐蚀产物，坑下金属的金相组织和机械性能都没有变化，金属仍保留它的延性，所以称为延性腐蚀。当腐蚀坑达到一定的深度后，管壁变薄，这时便会因过热而鼓包或爆管。（2）脆性腐蚀这种腐蚀常发生在比较致密的沉积物下面，是由于沉积物下酸性增强产生的。发生这种腐蚀时，腐蚀部位的金相组织发生了变化，有明显的脱碳现象，生成细小的裂纹，使金属变脆。严重时，管壁并未变薄就会爆管。这种腐蚀是由于腐蚀反应中产生的氢渗入金属内部引起的，因此又称为氢脆。引起沉积物下腐蚀的运行条件有以下几点：（1）结垢物质带入锅内；（2）凝汽器泄漏；（3）补给水水质不良。要防止沉积物下腐蚀，一般措施有以下几点：（1）新装锅炉投入运行前，应进行化学清洗；锅炉运行后要定期清洗，以除去沉积在金属管壁上的腐蚀产物。（2）提高给水水质，防止给水系统腐蚀而使给水的铜铁含量增大。（3）尽量防止凝汽器泄漏。（4）调节锅炉炉水水质，消除或减少锅炉水中的侵蚀性杂质。（5）做好锅炉的停用保护工作，防止停用腐蚀，以免炉管金属表面附着腐蚀产物。\n三、水蒸汽腐蚀当过热蒸汽温度高达450℃时（此时，过热蒸汽管管壁温度约500℃），它就要和碳钢发生反应；在450℃-570℃之间时，它们的反应生成物为Fe3O43Fe+4H2O→Fe3O4+4H2当温度达570℃以上时，反应生成物为Fe2O3Fe+H2O→FeO+H22FeO+H2O→Fe2O3+H2这两种反应都是化学反应，所引起的腐蚀都属于化学腐蚀。当产生这种腐蚀时，管壁均匀地变薄，腐蚀产物常常呈粉末状或鳞片状，多半是Fe3O4。在锅炉内，发生汽水腐蚀的部位，一般在以下两处：（1）汽水停滞部分当锅炉内有水平的或倾斜较小的管段，以致水循环不畅，运行中发生汽塞或汽水分层处时，就可能在这些地方因蒸汽严重过热而产生汽水腐蚀。（2）蒸汽过热器中蒸汽过热器如运行良好，在过热器的管壁上会形成一层黑色的Fe3O4保护膜，从而防止了腐蚀。如果在运行中过热器的热负荷和温度波动很大，使保护膜遭到破坏，那么过热器管壁就会遭受严重的汽水腐蚀。防止腐蚀的方法是，消除锅炉中倾斜度较小的管段，以保证正常的汽水循环。四、应力腐蚀当金属除了受某些侵蚀性介质的作用外，同时还受机械应力的作用时，它会发生裂纹损坏，这是一种特殊的腐蚀现象，称为应力腐蚀。锅炉金属的应力腐蚀有腐蚀疲劳、应力腐蚀开裂和苛性脆化等几种不同类型。1．腐蚀疲劳腐蚀疲劳是金属在交变作用下发生的一种应力腐蚀。2.应力腐蚀开裂应力腐蚀开裂是奥式体钢在应力和侵蚀性介质作用下发生的腐蚀损坏。3.苛性脆化苛性脆化是锅炉金属的一种特殊的腐蚀形式，引起这种腐蚀的主要因素是水中的苛性钠（NaOH）使受腐蚀的金属发生脆化，故称为苛性脆化。苛性脆化可看作是一种特殊的电化学腐蚀。实践证明，在发生苛性脆化的锅炉中，必定有三个因素同时存在：1）锅炉水含有一定量的游离碱而具有腐蚀性；2）锅炉是铆接或胀接的，而且在这些部位有不严密的地方，因而发生水质局部浓缩的过程；3）金属中有很大的应力。第二节水垢和水渣\n运行实践表明，如果锅内水质不良，经过一段时间运行后，在受热面与水接触的管壁上就会生成一些固态附着物，这种现象通常称为结垢，这些附着物叫做水垢。另外，在锅炉水中析出的固体物质，有的还会呈悬浮状存在于锅炉水中，也有沉积在汽包和下联箱底部等水流缓慢处，形成沉渣的，这些呈悬浮状态和沉渣状态的物质叫做水渣。一、水垢水垢的化学组成一般比较复杂，但往往是以某种化学成分为主，按其主要化学成分分成以下几类：钙镁水垢、硅酸盐水垢、氧化铁垢和铜垢等。通常表明水垢的物理性质的指标有：坚硬度、孔隙率和导热性等。锅炉炉管结垢后，往往因传热不良导致管壁温度升高，当其温度超过金属所能承受的允许温度后时，就会引起鼓包和爆管事故。二、水渣水渣的化学组成也很复杂，按其性质的不同，可分为以下两类：（1）不会粘附在受热面上的水渣。（2）易粘附在受热面上转化成水垢的水渣。锅炉水中水渣太多，会影响锅炉的蒸汽品质，而且还有可能堵塞炉管，威胁锅炉的安全运行，所以应采用锅炉排污的办法及时将锅炉水中的水渣排除掉。第三节水垢的形成及其防止一、钙镁水垢1.成分、特征及生成部位在钙、镁水垢中，钙、镁盐的含量常常很大，甚至可达90%左右。这类水垢又可按其主要化合物的型态分成：碳酸钙水垢、硫酸钙水垢、硅酸钙水垢、镁垢等。碳酸盐水垢，容易在锅炉省煤器、加热器、给水管道以及凝汽器冷却水通道和冷水塔中生成。硫酸钙和硅酸钙水垢主要在热负荷较高的受热面上，如锅炉炉管、蒸发器和蒸汽发生器内等。2.形成原因形成钙、镁水垢的原因是：水中钙、镁盐类的离子浓度乘积超过了溶度积，这些盐类从溶液中结晶析出并附着在受热面上。在锅炉和各种热交换器中，水中钙、镁盐类的离子浓度积超过溶度积的原因，有以下几个方面：1）随着水温的升高，某些钙、镁盐类在水中的溶解度下降。2）在水不断受热被蒸发时，水中盐类逐渐被浓缩。3）在水被加热和蒸发的过程中，水中某些钙、镁盐类因发生化学反应，从易溶于水的物质变成了难溶于水的物质而析出。3.防止办法为了防止锅炉受热面上形成钙、镁水垢，主要应尽量降低给水硬度。从以下几个方面着手：\n1）彻底除掉补给水中的硬度。2）保证凝汽器严密。因凝汽器发生泄漏，冷却水进入凝结水中，往往是锅炉内产生钙、镁水垢的一个重要原因。二、硅酸盐水垢1.成分、特征及生成部位硅酸盐水垢的化学成分，绝大部分是铝、铁的硅酸化合物。硅酸盐水垢，有的多孔，有的很坚硬、致密，常常匀整地覆盖在热负荷很高或水循环不良的炉管内壁上。2.形成原因锅炉给水中铝、铁和硅的化合物含量较高，是在热负荷很高的炉管内形成硅酸盐水垢的主要原因。3.防止办法为了防止产生硅酸盐水垢，应尽量降低给水中硅化合物、铝和其他金属氧化物含量。要达到这个目的，一方面要求对补给水进行除硅处理并保证优良的补给水水质；另一方面要严格防止凝汽器泄漏。三、氧化铁垢1.成分、特征及生成部位氧化铁垢的主要成分是铁的氧化物，其含量可达70%～90%，此外，往往还含有金属铜、铜的氧化物以及少量钙、镁、硅和磷酸盐等物质。氧化铁垢的表面为咖啡色，内层是黑色或灰色，垢的下部与金属接触处常有少量的白色盐类沉积物。2.形成原因1）锅炉水中铁的化合物沉积在管壁上形成氧化铁垢。2）炉管上的金属腐蚀产生物转化为氧化铁垢。3.防止办法防止锅炉内产生氧化铁垢的基本办法，是减少锅炉水中的含铁量。为此应减少给水含铁量和防止锅炉金属的腐蚀。第四节锅炉水的磷酸盐处理为防止在汽包锅炉中产生钙垢，除了保证给水水质外，通常还需要在锅炉水中投加药品，使随给水进入锅炉内的钙离子在锅炉内不生成水垢，而形成水渣，随锅炉排污排除，在发电厂的锅炉中，最宜用作锅炉内加药处理的药品是磷酸盐。1.原理磷酸盐防垢处理就是用加磷酸盐溶液的办法，使锅炉水中经常维持一定含量的磷酸根（PO43-\n）。由于锅炉水处在沸腾条件下，而且它的碱性较强，因此，炉水中的钙离子与磷酸根会发生反应，生成的碱式磷酸钙是一种松软的水渣，易随锅炉排污排除，且不会粘附在锅内转变成水垢。2.锅炉水中应维持的PO43-含量锅炉主蒸汽额定压力（MPa）磷酸根（mg/L）不分段蒸发分段蒸发净段盐段3.825.765～155～12≯755.88～12.642～102～10≯5012.74～15.582～82～8≯4015.68～18.620.5～3——3.加药方式磷酸盐溶液一般是在发电厂的水处理车间配制的，磷酸盐溶液加入锅炉内的方式是将磷酸盐溶液直接加在汽包的锅炉水中，这种加药方式是高压力、小容量的活塞泵，连续地将磷酸盐溶液加至汽包内的锅炉水中。加药时，先在溶液贮存箱中将自过滤器的浓Na3PO4溶液用补给水稀释。稀释后溶液的磷酸盐质量分数，视加药泵的容量和应加入锅内的药量而定，一般为1%～5%。然后将此稀溶液引入计量箱内，再用加药泵加至锅炉汽包内。加药系统中应设有备用加药泵，两台同参数的锅炉可共用三台加药泵，其中一台作备用。汽包水室中设有磷酸盐加药管，为使药液沿汽包全长均匀分配，加药管应沿着汽包长度方向铺设，管上开有许多等距离的小孔（Φ3～Φ5mm）。此管应装在下降管管口附近，并应远离排污管处，以免排掉药品。采用这种加药系统时，为了改变加入锅内的磷酸盐溶液量，应调节加药泵的活塞冲程或改变放入计量箱中溶液的磷酸盐质量分数。在锅炉运行中，如发现锅炉水中PO43-过高，可暂停加药泵，待锅炉水中PO43-含量正常后，再启动加药泵。这种加药方式的优点是：进药量均匀，锅炉水中PO43-含量稳定。4.加药量的估算用磷酸盐处理锅炉水时，要考虑随给水进入锅炉内的钙离子变成水渣要消耗PO43-的问题。加入的磷酸盐药量与给水的硬度有关，当给水硬度增高时，加药量也应增多。但是，由于生成水渣的化学反应很复杂，所以不能精确地计算加药量，实际的加药量只能根据锅炉水英维持的PO43-含量，通过调整求得。5.注意事项1）给水的残余硬度应小于5µmmol/L。2）应使锅炉水中维持规定的过剩PO43-\n含量。另外，加药要均匀，速度不可太快，以免锅炉水含盐量骤然增加，影响蒸汽品质。3）及时排除生成的水渣，以免锅炉水中集聚很多水渣，影响蒸汽品质。4）对于结垢的锅炉，在进行磷酸盐加药处理时，必须先将水垢清除掉。5）药品应比较纯净，以免杂志进入锅内，引起锅炉腐蚀和蒸汽品质劣化。第十章水汽监督第一节机组启动过程中的化学监督1机组启动时的监督要点1.1机组启动过程中，必须使每个清洗阶段水质合格后，方可进入下一个步骤。1.2汽机冲转前蒸汽品质必须符合启动时蒸汽标准，否则不准冲转。1.3机组启动过程中，给水水质加强监督，使给水水质符合启动时给水标准。1.4凝结水水质必须符合启动时凝结水回收标准，方可回收。1.5机组启动时，随时了解机组启动情况，对每一阶段水质要及时分析，把好水质质量关。2机组启动前的准备2.1在机组启动前应首先做好药品及取样容器的清洗、准备。2.2取样化验闭式冷却水等水质。若不合格，通知值长及有关人员进行换水，投入闭式水联胺处理，直至分析合格。2.3检查水汽取样装置、加药设备及在线化学仪表，处于备用状态。闭式冷却水系统正常投用。检查取样冷却水应足够，并打开所有取样器冷却水入口手动阀。2.4检查氨溶液箱、联胺溶液箱液位应高于1/2以上，否则应配药。打开加药泵入、出口门，溶液箱出口门。2.5联系集控人员开启就地取样一次门，联胺、氨就地加药一次门，闭式冷却水加药一次门。3启动前机组控制指标3.1新机组或大修后启动前需进行炉前系统清洗，一般分为凝结水泵出口、除氧器出口、高加出口、水汽分离器出口逐级排放与循环，逐渐扩大冲洗面，要求水质达到无色透明，浊度<3NTU，全Fe<50μg/L等。（依清管阶段水质控制标准）3.2炉本体冲洗水质合格后，则通知值长，锅炉可以点火。4启动时的化学监督4.1维持给水中PH和联胺的含量符合规定要求。4.2锅炉升压后，开启水汽取样系统各有关取样阀，彻底冲洗取样器。按规定调节好取样器冷却水流量，保证样品在30℃以下，投入分析仪表，做好详细记录。\n4.3当主汽压达8.0Mpa以上时，将进行汽机冲转升速暖机。当蒸汽品质SiO2≤20μg/L，DD<0.2μs/cm时，蒸汽才能进入汽轮机。及时通知值长，此时应加强监督。4.4汽轮机启动后，应加强对凝结水的分析。水质分析结果及时通知值长，进行凝结水回收与排放。4.5新机组投运前应对各加热器疏水进行排放，监测水质（浊度<2NTU）合格后，通知值长回收。4.6凝汽器水位正常后，开启检漏泵的进口阀，启动检漏泵，全开检漏泵出口至取样分析架的阀门，调整检漏泵出口返回至热井的阀门开度，使检漏泵出口压力为80KPa左右，投运热井检漏分析系统，投入分析仪表，做好详细记录。5机组正常运行阶段的化学监督5.1对水汽品质人工定期分析，每周进行一次，并校核仪表的准确性。发现不合格，及时找原因，增加分析次数，联系有关人员处理使之尽快恢复正常。（如遇上启动、事故水质变化大时，加强人工分析次数，有利于校核仪表的准确性。）5.2对运行中的加药泵应加强检查，发现问题及时处理。对运行中的检漏泵、恒温控制装置、分析仪表详细检查，发现问题及时处理。5.3调整取样样品的温度、流量在允许范围内，发现缺陷及时联系检修处理。对运行化学仪表四小时抄表一次，化验人员每周一次手工取样查定，如有异常加强人工分析。6机组停用阶段的化学监督机组停运后，化学值班人员应停用相应的水汽监督仪表，关闭相应的水汽取样门及取样冷却器，冷却水进出口门。热力设备停用或备用时，必须按照《热力设备停备用防锈蚀规程》做好停、备用保护工作。化学专业应监督并配合集控人员做好这项工作，并定期进行检查和监督。7机组停用化学保护法7.1联胺—氨液热钝化保养1）常用于锅炉检修期间的化学保护。2）锅炉停运前温度降至200℃时，向给水加联胺—氨溶液。使给水联胺浓度达到要求。3）要保证钝化效果，至少在一定压力下保持2小时。4）按热炉放水的保养方法停炉放水。7.2给水压力法与充氮保护法1）短期停用的锅炉采用。2）给水压力法：保持压力在0.5MPa以上，定期化验炉水溶解氧。3）充氮法：在锅炉压力降至0.05MPa即通入氮气保护，维持氮气在0.049MPa以上，氮气纯度应大于98%。7.3长期停用的锅炉保护法\n1）采用氨—联胺保护，充氮保护法等。2）联胺法：采用PH=10～10.5，联胺30～500mg/L。在锅炉停用前，依据停用时间长短将给水联胺含量提高至30～500mg/L，送入锅炉，形成保护膜。3）为了防止锅炉检修期间的腐蚀，可采用热炉放水。利用余热和热风干燥法，使表面彻底干燥。8汽轮机停机保护8.1当停机时间长时，凝汽器的汽侧和水侧及冷却水侧的存水应放净，进行热风吹干或充氮保护。8.2汽轮机停运时尽量不采用快冷方式。若具体情况需要，必须在快冷结束前加投两个小时以上的热风烘干。8.3联胺浓度。第二节机组运行中的化学监督1、除氧器启动前的工作及运行中的监督（1）检查各试验仪器、化验药品完好备用。（2）检查除盐水冷却装置完好备用（3）检查氨、联氨计量箱药液充足，加药泵完好备用。（4）通知集控值班人员开启除氧器本体取样一次门及加药门。（5）除氧器上水后要取样化验低压给水水质（就地取样），外状澄清，硬度不大于5umol/l,否则应排掉。（6）除氧器运行中应及时取样分析给水氧含量，超标时应及时联系集控人员采取措施进行调整，同时调整给水联氨含量，使溶氧尽快合格。2、除氧器投运后的化学监督（1）给水泵启动后，启动加氨泵和加联氨泵，并调整好加药量。（2）调整好低压给水和主给水流量及样水温度，水质澄清后，投入相关在线仪表。（3）按规定对低压给水、主给水取样分析，当水质不合格时增加分析次数，迅速查明原因，采取措施使之尽快回复正常。3给水加氨处理的目的及原理3.1、给水加氨处理的目的提高给水PH值，消除CO2对给水系统的腐蚀。3.2、给水加氨处理的原理氨做为一种碱性物质，它溶于水能提高其PH值，反应式如下：CO2+NH3+H2O=NH4HCO3NH4HCO3+NH3+H2O=（NH4）2CO3+H2O\n4给水加联胺处理的目的及原理4.1、给水加联胺处理的目的消除给水中残余的溶解氧，防止系统受热面上发生氧腐蚀，弥补热力除氧的不足。另外，还可以防止锅炉受热面铁垢、铜垢的发生。4.2、给水加联胺处理的原理N2H4做为一种强还原剂，它能与汽水系统中任何一种氧化剂起氧化—还原反应，其反应式为：N2H4+O2→N2+2H2O6Fe2O3+N2H4→4Fe3O4+2H2O+N22Fe3O4+N2H4→6FeO+N2+H2O2FeO+N2H4→Fe+H2O+N22CuO+N2H4→2Cu+2H2O+N22Cu2O+N2H4→4Cu+2H2O+N2第三节锅炉的水汽监督及炉水处理1、锅炉启动阶段的化学监督（1）接到值长准备点炉的通知后，值班人员应检查所需药品是否备齐配好，汽水取样装置、加药装置完好备用。（2）联系集控值班人员开启炉水取样、加药门及饱和蒸汽、过热蒸汽取样门。（3）投除盐水冷却装置，缓慢开启高温高压阀至适当开度，全开排污门，对管道进行冲洗。（4）热备用锅炉在点火前应检查炉水水质，如浑浊或发红或硬度大于5umol/l，应报告班长、值长将炉水全部放掉。重新补入合格除盐水。（5）锅炉上满水后，启动磷酸盐加药泵向炉内加药，尽快使炉水磷酸根合格。2、锅炉点火升压过程中的化学监督（1）当锅炉压力升至0.5MPa时应对取样器进行冲洗，并进一步调整好样水流量和温度。（2）按规定对给水、炉水和蒸汽进行取样分析，发现水质不合格，增加分析次数，与有关人员密切联系。迅速查明原因，采取措施，使之恢复正常。（3）在升压过程中根据水质情况及时联系集控人员全开联排或增加定排次数，定排要全面，每只排污门至少排污30s。（4）检修后锅炉在点火前应用水压将水全部排掉重新上水，并取样化验外观澄清透明，硬度小于10umol/l,否则应继续换水。3、锅炉运行中的化学监督\n（1）按时对水汽指标进行取样、化验、抄表，水质劣化水迅速查明原因并尽快处理，汇报班长，必要时汇报值长，并做好记录。（2）运行期间应保证氨水、联氨和磷酸盐的连续加入，并调整好加药量。调整各项指标在合理范围。（3）根据炉水、蒸汽品质及时通知集控值班人员调整连排开度或定排。（4）加强设备巡视，做好记录，每天白班负责冲洗一次取样管。（5）对运行中的水汽或设备的异常情况详细记录，并向下一班交接清楚。4、锅炉加磷酸盐处理a、目的（1）除去炉水中的Ca2+、Mg2+等离子，防止锅炉受热面上产生钙镁水垢。（2）防止炉水PH值过低造成锅炉受热面上的酸性腐蚀。b、原理10Ca2++6PO43－+2OH－=Ca10(OH)2（PO4）6（碱式磷酸钙）3Mg2＋+2SiO32－+2OH－+H2O=3MgO.2SiO2.2H2O(蛇纹石)以上两产物为松软水渣形态，可沉积在下联箱底部，通过定期排污排掉。另外，适量的磷酸根存在会发生水解，提高炉水的PH值，反应式如下：PO43－+H2O=HPO42-+OH－5、锅炉排污5.1连续排污a.目的1）降低炉水含盐量，改善蒸汽品质；2）排除炉水中细微的或悬浮的水渣。b.连排的调整1）锅炉启动初期，炉水浑浊，应全开连排；2）炉水SiO2、电导率等项目超标时，应适当开大连排；3）蒸汽品质劣化时，应开大连排；4）炉水水质较好时，可适当减小连排开度。5.2定期排污a.目的1）排除沉积在锅炉底部的水渣及腐蚀产物，改善炉水水质；2）可以迅速降低炉水含盐量，弥补连排的不足。b.定排的规定1）锅炉运行人员应根据化学人员的通知进行定期排污，在正常情况下每次排污要求单个定排门全开至少30s,每次排污应全面、彻底，将积存在各个下联箱中的沉积物排掉。\n2）异常情况下，可增加定排次数，在新装锅炉的试运期或检修后锅炉的启动，也应增加定排次数。3）新建锅炉或停、备用锅炉启动前或启动过程中必须进行定排，必要时进行换水处理。第四节汽轮机的水汽监督1、汽轮机启动前的准备工作（1）接到值长准备启机的通知后，通知集控值班人员开启凝结水取样一次门。(2）检查汽水取样装置，开启高温高压架凝结水取样一次门、排污门。2、汽轮机启动过程中的化学监督（1）汽轮机启动后，应及时取样化验凝结水水质，如水杨浑浊或硬度不合格，应及时同时集控人员将凝结水排掉，直至水质合格后方可回收。（2）凝结水回收后，调整好样水流量和温度，水质澄清后投入相关在线仪表。3、汽轮机运行过程中的化学监督（1）按规定取样、化验、抄表，并做好记录。（2）发现凝结水水质异常（硬度、电导率超标），及时汇报班长，必要时汇报值长，查找原因，判断为凝汽器泄漏时，及时汇报进行堵漏，如泄漏严重严重影响给水水质，应考虑停机处理。（3）根据凝结水水质情况（PH值、溶解氧）考虑向凝泵出口管路加氨水和联氨，防止管路形成腐蚀。第五节加药系统运行操作1、取样系统的操作a、取样架的投运步骤（1）启动除盐水冷却装置。（2）全开高温高压架排污门，缓慢开启取样一、二次门，冲洗取样管路。（3）水质澄清后，开启低温架总取样门、手动取样门，缓慢开启高温架减压阀，关闭排污门。（4）调整高温架二次门和减压阀开度，使样水压力在0.2～0.6MPa之间，样水流量500ml/min左右。（5）当水质合格，水样温度20～30℃时，开启仪表进水门，投恒温装置和在线仪表。b、取样架停运步骤（1）接机组停运通知后，关仪表进水门，停在线仪表，关高温高压架一、二次门。（2）停除盐水冷却装置。\n2、注意事项：为防止冬季低温将取样、加药管路及冷却水管路冻结，所有伴热必须投运，如不具备投运条件，需将管道内存水放净或开启加药泵连续打水，工业冷却水可保持进、出水门常开，保持水的流动状态，防止冻结。第六节水汽质量劣化时的处理1、水汽品质劣化及设备故障的处理原则（1）当发现水汽品质劣化时，值班人员应首先确定样品是否有代表性，化验结果是否准确，确定药品、仪器、分析结果无误后，应汇报班长，必要时汇报值长、车间，并迅速查明原因，采取果断措施，增加化验次数，使各项指标在最短时间内恢复正常，若处理无效，需立即汇报相关领导，以便采取进一步的措施，期间所有操作、现象、处理步骤都应详细记录。（2）凝结水溶氧不合格时，应首先检查取样、化验是否正确，管路、阀门是否漏气，确认无误后，通知集控值班人员查明原因，进行处理。（3）发现凝汽器有泄漏时，应立即汇报班长、值长和车间，值长应责成汽机专业立即采取措施进行堵漏，水汽值班人员应加强炉内加药处理和锅炉排污工作。（4）当发生设备故障时，值班人员应迅速查明原因，做到事故不扩大，不影响取样、化验、供水，值班人员在事故处理过程中应及时汇报班长，必要时班长向值长和车间汇报。