锅炉房水处理知识
第一章燃料
一、燃料
燃料是指在燃烧过程中能放出大量热量的物质。
工程上讲的燃料是加热到一定温度后，能与氧发生强烈反应，并放出大量热量的碳化物或碳氢化合物。
燃料按形态可分为固态燃料、液态燃料和气体燃料三种；按获得方法可分为天然燃料和人工燃料两种。
人工燃料是经过一定处理过程所获得的燃料。
各种形态的燃料，都有相应的天然燃料和人工燃料，见表1-7。
表1-7燃料分类
二、煤的成分及性质
1、煤的成分
碳（用符号C表示）是煤的主要可燃成分，燃烧时与空气中的氧化合生成二氧化碳（Co2）。
燃烧1kg碳能发出33700kj的热量。
所以煤的含碳量越多，发热量越高。
不过碳在比较高的温度下才能燃烧，因此含碳量高的煤较难着火。
氢（用符号H表示）是煤中最活泼的可燃成分，燃烧时生成水蒸汽（H2O），并放出大量热量。
燃烧1 kg 氢能放出118900kj
的热量。
煤的含氢量愈多，燃烧时愈易着火。
硫（用符号S表示）是煤中的一种有害元素。
燃烧1kg硫，能放出9050kj的热量，并生成二氧化硫（SO2）或三氧化硫（SO3）气体，对人体有害。
这些气体又与烟气中的水蒸汽结合生成亚硫酸（H2SO3）或硫酸（H2SO4），凝结在受热面上，腐蚀金属。
含硫量多的煤容易自燃料。
氧（用符号O表示）是不可燃气体，一般煤里的含氧量很少。
氮（用符号N表示）不能燃烧。
所以煤里的含氮量多，就会降低煤的发热量，而且还会生成较多的有害气体氮氧化物。
灰分（用符号A表示）是煤里不能燃烧的固体灰渣，由很多化合物组成。
在高温下，由于灰的成分不同，灰的熔化温度也不一样。
熔化温度低的灰在高温燃烧室中易软化粘结于管壁造成结渣，影响正常燃烧。
所以，灰分多的煤质量差。
水分（用符号M表示）燃烧时不放出热量，相反还要吸收煤燃烧时所发出的热量而汽化。
所以，煤里的水分过多会直接降低燃烧时所发出的热量，使燃烧温度降低。
2、煤的特性
挥发分（V）是当煤加热时，水分蒸发后，并升到一定温度后就有碳、氢、氧的化合物，如一氧化碳、甲烷（沼气）等可燃气体分解出来。
这种可燃气体叫挥发分，用符号V表示。
煤含挥发分越多，越容易着火。
一般锅炉用煤的挥发分含量最好在20%以上。
固定碳（FC）指煤中挥发分燃烧以后，再除去灰分，剩下的便是固定碳。
固定碳在完全燃烧时，与氧化合生成二氧化碳，放出33700kj热量；如果空气供给不足，燃烧不能完全进行，只能生成一氧化碳，放出9920kj热量；当一氧化碳遇氧后，还能继续生成二氧化碳，又放出23800kj热量，从而补足全部热量。
发热量（Q）指1kg煤完全燃烧时所放出的全部热量，叫做煤的“发热量”或称“热值”，单位是“kj/kg”。
发热量分高位发热量和低位发热量两种。
高位发热量（Q高）是指煤的最大可能发热量。
即包括煤燃烧后产生的水蒸气全部凝结为水后所放出的凝结热（等于汽化潜热的数值）。
低位发热量（Q低）是指煤的实际发热量。
因为锅炉的排烟温度都在100°C以上，所以煤燃烧时所产生的水蒸气一般是不能凝结的。
这样，水蒸气的汽化潜热实际并未放出来，或者说，需要一部分热量消耗于煤中水分的汽化，使煤的实际发热量减少。
煤在燃烧时，扣除消耗于其本身水分蒸发的汽化潜热后所放出的热量，即称为“低位发热量”。
锅炉中，一般都用低位发热量来计算煤的用量和热效率。
不同种类的煤，发热量差别很大。
为了对比和计算上的方便，通常将低位发热量29300kj/kg定为标准发热量，或者说，将低位发热量29300kj/kg的煤定为标准煤。
第二章水质
一、水的硬度
硬度是表示水中钙（Ca2+）、镁（Mg2+）离子的总含量，其表示单位为mmol/L。
硬度按水中阳、阴离子存在情况可分为碳酸盐硬度、非碳酸盐硬度、永久硬度、暂时硬度和负硬。
1、碳酸盐硬度
指水中钙、镁的碳酸氢盐，即碳酸氢钙Ca（HCO3）2和碳酸氢镁Mg（HCO3）2含量。
天然水中碳酸根很少，所以碳酸硬度看做是钙、镁的碳酸氢盐，此类盐在加热过程中就从溶液中析出而产生沉淀，所以也叫暂时硬度。
2、非碳酸盐硬度
指水中钙、镁的硫酸盐，氯化物及硅酸盐等含量。
由于这些盐类加热后不能析出沉淀，其性质比较稳定，所以又称为永久硬度。
3、负硬
负硬是指水中碳酸氢钠（NaHCO3）和碳酸氢钾（KHCO3）的总含量。
1、天然水按硬度可分为以下几类：
（1）低硬度水：硬度为1.0mmol/L以下；
（2）一般硬度水：硬度为1.0～3.5mmol/L；
（3）较高硬度水：硬度为3.5～6.0mmol/L；
（4）高硬度水:硬度为6.0～9.0mmol/L；
（5）极高硬度水:硬度为9.0mmol/L以上。
3、按食盐量来分
（1）低含盐量水：含盐量为200mg/L以下；
（2）中等含盐量水：含盐量为200～500mg/L；
（3）较高含盐量水：含盐量为500～1000mg/L；
（4）高含盐量水：含盐量为1000mg/L以上。
4、按硬度与碱度的关系来分
（1）非碱性水：水中总硬度大于总碱度，即
C（1/2Ca2++1/2Mg2+）＞C HCO3-
（2）碱性水：水中总碱度大于总硬度，即
C HCO3-＞C（1/2Ca2++1/2Mg2+）
（3）碳酸盐型水：水中暂硬大于永硬，即
C HCO3-＞C（Cl-+1/2SO42-）
（4）非碳酸盐型水：水中暂硬小于永硬，即
C HCO3-＜ C（Cl-+1/2SO42-）
三、水的碱度
碱度是表示水中能接受氢离子的物质的量，单位为mmol/L。
如溶液中OHˉ、CO23ˉ、HCO3ˉ及其弱酸盐类。
在天然水中的碱度主要是碳酸氢盐，有时还有少量的腐殖酸质弱酸类。
锅水中的碱度主要是以OHˉ和CO23ˉ的形式存在。
水的碱度是指水中氢氧根（OH-），碳酸根（CO23-），碳酸氢根离子（HCO3-）的含量，单位用mmol/L表示。
水中碱度有五种形式：（1）氢氧根（OH-）单独存在；（2）臧酸根（CO23-）单独存在；（3）碳酸氢根（HCO3-）单独存在；（4）氢氧根（OH-）和碳酸根（CO23-）共同存在；（5）碳酸氢根（HCO3-）和碳酸根（CO23-）共同存在。
天然水中一般只有碳酸氢根（HCO3-）碱度，而锅水中根据不同压力会有不同比例的碳酸根（CO23-）和氢氧根（OH-）碱度。
相对碱度
相对碱度是指锅水中碱度（折算成游离氢氧化钠NaOH）的含量与锅水中溶解固形物含量的比值，即：
相对碱度=锅水碱度（NaOH）/锅水溶解固形物
实践证明：为了防止锅炉产生苛性脆化（又称晶间腐蚀），锅水的相对碱度应小于0.2。
锅炉水碱度的测定目的
目的：是对锅炉设备的结垢，腐蚀和蒸汽品质均有重大的影响，碱度过高则易引起锅炉设备的碱性腐蚀和苛性脆化，并易使锅炉水起泡及汽水共腾恶化蒸汽品质。
但是过低则锅炉易结生水垢，不利于锅炉的安全运行，因此需要控制其碱度。
四、 PH值
PH值是表示水中酸碱性的指标。
PH值越大，碱性越强，PH值越小，酸性越强，PH值=7时为中性。
无论给水或锅水都要求一定的PH值，因为它直接影响着锅炉的结垢和腐蚀速度。
低压锅炉炉水PH值为什么控制在10～12？
PH值过小氢离子浓度大，氢离子的极化作用强会加速锅炉腐蚀，当PH值>13时，锅炉金属表面溥的氧化铁保护膜被溶解而使金属遭到介质腐蚀，同时PH值过高[OHˉ]大，可能会因炉水相对碱度过高而引起锅炉金属苛性能超群脆化，并使蒸汽品质恶化。
因此，炉水的PH值控制在10～12范围内对保证蒸汽品质和防止腐蚀都是有利的。
PH值的定义是水中氢离子（H+）浓度，即PH=-1lg[H+]。
PH值是用来表示水溶液酸碱性的强弱程度。
H+浓度越小，水的PH值越大，碱性也就越强，反之，酸性越强。
在化学上，纯水在25C°时，PH=7，被称为中性水；PH＞7为碱性水；PH<7为酸性水。
在锅炉用水中，其酸碱性按下述数值区别，即：PH<5.5强酸性水
PH=5.5～6.5弱酸性水
PH=6.6～7.5中性水
PH=7.6～10弱碱性水
PH＞10强碱性水
五、氯离子
水中氯离子的含量也是常见的一项水质指标，水中氯离子含量越低越好，含量高时则会腐蚀锅炉，易引起汽水共腾。
由于氯化物的溶解度很大，不易呈固相析出，所以常以锅水中氯离子的变化，间接表示锅水含盐量的变化。
另外也常用锅水中的氯离子含量和给水中氯离子的比值来衡量锅水浓缩倍数和指导排污。
氯离
子的单位以mg/L表示。
氯根对锅炉有什么影响
如果氯根过高，氯根很容易被金属表面的氧化膜吸咐，并置换出溥膜中的氧离子，生成可溶性氯化物，使金属表面的保护膜受到破坏，造成锅炉金属腐蚀。
六、何为离子交换器的盐耗？如何计算？
答：恢复钠离子交换剂1mol的交换能力所消耗食盐的大克数称为离子交换器的盐耗。
再生一次用盐量（kg）Х1000
盐耗（g/mol）=交换周期软化水量（m³）×[原水硬度-软水残留硬度（mmol/L）] 起草人：时间：年日。