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摘 要：水作为锅炉的介质，是影响锅炉使用寿命和安全运行的因素之一。如果锅炉的水中杂质含量超标，就会在锅炉内部结垢，腐蚀锅炉，从而降低锅炉的传热系数和设备强度，浪费燃料，缩短使用年限，严重时会引起锅炉爆炸事故发生。因此，水质的好坏是锅炉能否安全、经济、可靠、稳定运行的基础，也是影响锅炉使用寿命的因素之一。
关键词：生水指标;给水指标;分析与控制
1生水指标的分析及控制
生水（原水）是指未经净化处理的天然水或城市自来水，是锅炉补给水的主要来源。其有硬度（YD）和碱度（JD）两个控制指标。硬度指水中钙、镁离子的总浓度，其数值大小、组成直接影响着结垢程度、性质和成分。碱度是指水中能接受氢离子的一类物质的量，例如OH-、HCO-3 、及CO2-3 的含量，其数值大小对锅炉腐蚀有直接影响。
硬度与碱度的关系如下表：
注：YD总为总硬度;YD非为非碳酸盐硬度;YD碳为碳酸盐硬度;YD负为负硬度;JD总为碱度。
如某锅炉房生水实测指标为：YD总=6.0mmol∕L，JD总 =5.0mmol∕L，YD总 >JD总 ，事实上就是Ca2++ Mg2+> HCO-3 ，这样HCO-3 全部和Ca2+、Mg2+ 形成碳酸盐硬度YD碳，在数值上等于HCO-3 ，即YD总 =JD总 。而Ca2+、Mg2+多于HCO-3 的部分与水中SO2-4 、Cl-形成YD非 ，从而以水垢的形式沉积在锅炉中，此时必须采用有效方法进行除垢。所以对锅炉的生水指标（硬度和碱度）进行分析，是选择水处理方法及清洗除垢的基础和关键。
2给水指标的分析与控制
给水是指经过处理后，送进锅炉的水。它通常有给水硬度、悬浮物、溶解氧三个控制指标。
2.1给水硬度
给水硬度是指能使锅炉受热面结垢的Ca2+盐和Mg2+盐在水中的含量。给水硬度的处理一般采用钠离子交换器软化的方法，经过软化过的原水硬度都可以达到GB1576-2001《工业锅炉水质》规定的水质标准，即给水硬度≤0.03 mmol∕L。其反应式为：
Ca2+（Mg2+）+2NaR= 2Na +CaR2（MgR2）
由上述可知，在反应过程中，当Ca2+、Mg2+被交换时，水中含盐量增加，经过交换器后，由于YD碳 等当量地变为NaHCO ，所以碱度不能降低，即碱度不变，这是一个定性概念。
当给水硬度指标≤0.02 mmol∕L时，锅炉将不易产生结垢;而运行时将给水硬度控制在0～0.01 mmol∕L，一般也不会结垢。
2.2悬浮物
悬浮物是水中含有沉沙、沙土、污物、胶体及微生物等，GB1576-2001标准规定悬浮物≤5mg∕L。一般水处理时，盐在溶解过程中亦产生悬浮物，所以在水处理过程中，要加过滤装置、盐溶解器等措施，来达到处理效果。根据实践经验，若将水质指标提高到悬浮物≤3mg∕L，一般不易产生悬浮物。
2.3溶解氧及其腐蚀机理
GB1576-2001标准规定蒸發量≥6t∕h的锅炉必须除氧，且含氧指标≤0.1 mg∕L（此指标范围内氧腐蚀的速度缓慢），而淡水氧的溶解极限如下表：
众所周知，溶解氧与腐蚀速度成正比，即含氧量增大，腐蚀加剧，含氧量减小，腐蚀减缓。若将pH值提高，则能减缓腐蚀，但实际上即使把pH值提高到10～12，依然有氧腐蚀。而当水中没有溶解氧时，只要将pH值调到9.5～10就会大为减缓乃至避免腐蚀。
工业锅炉一般采用热力除氧，热力除氧器在锅炉负荷变动时，给水量和进气量调节不能切实同步。给水量增加时，除氧器中沸腾状态的水停留时间缩短，使溶解氧从水中析出的时间不充分，如下表：
从表中可以看出，大气式热力除氧器，在水沸腾时，即使将水加压到0.02MPa（表压），水中仍有1.08 mg∕L溶解氧，并至少保持15min沸腾状态，才能达到水质标准的要求。
有的大气式热力除氧器，由于调节等因素，往往加热不到规定温度，除氧水加热不足程度对去除溶解氧的影响，如下图：
除氧水加热不足对除溶解氧的影响
从图中可知，如果除氧水在70℃以上的范围，只要水的加热不足1℃，就会在除氧水中形成大于0.1mg∕L的溶解氧，超出了GB 1576-2001《工业锅炉水质》的规定，所以说热力除氧的出水质量，对运行调控是相当敏感的，在锅炉运行过程中，一定要保证热力除氧水的温度，确保溶解氧的除氧质量。
3 锅水碱度指标的反应机理分析与控制
锅水碱度是锅水主要指标。锅水碱度随着蒸发浓缩，其值是增大的。如果控制排污率为5%～8%，锅水碱度能上升到20mg∕L左右，但有时则出现低碱度情况，这反映水处理不正常。其机理为：经钠离子交换器软化的水中含有Na+、HCO-3
生成的CaCO3和MgCO3沉淀，部分通过排污带走，部分在锅内形成水垢。因为CO 是锅水碱度的主要成分，却因生成沉淀而把锅水碱度通过排液带走了，这就是低碱度出现的机理。当锅水碱度小于给水碱度时，出于锅水不存在强电解质（Na2CO3），因而，不会有NaOH成分，此时对金属腐蚀也会产生影响。
要达到降低锅水含盐量及碱度，就必须在锅炉运行时经常行锅水中排放掉一部分杂质，以获得高质量的饱和蒸汽。一般实际运行中采用下列方法计算锅炉排污率。即：
式中：P-锅炉排污率，%;Q -为锅炉的排污水量，t∕h;Q -为锅炉的蒸发量，t∕h;S -给水中某物质的含量，mg∕kg;S -饱和蒸汽中某物质的含量，mg∕kg，（由于蒸汽携带盐量很少，一般近似的认为S B为0）;SG-锅水中某物质的含量，mg∕kg。
对于以软化水补充的中、低压锅炉，可用氯离子量或钠离子量用简化公式来计算：
4 结 语
锅炉水质的分析与控制，是执行锅炉水质标准的保证。虽然影响贯彻标准的因素是多方面的，诸如设计、制造等，但作为从事锅炉水处理的人员，应重视锅炉水质的分析与控制这个环节，保证锅炉水质指标满足GB 1576-2001《工业锅炉水质》的要求。
关键词：生水指标;给水指标;分析与控制
1生水指标的分析及控制
生水（原水）是指未经净化处理的天然水或城市自来水，是锅炉补给水的主要来源。其有硬度（YD）和碱度（JD）两个控制指标。硬度指水中钙、镁离子的总浓度，其数值大小、组成直接影响着结垢程度、性质和成分。碱度是指水中能接受氢离子的一类物质的量，例如OH-、HCO-3 、及CO2-3 的含量，其数值大小对锅炉腐蚀有直接影响。
硬度与碱度的关系如下表：
注：YD总为总硬度;YD非为非碳酸盐硬度;YD碳为碳酸盐硬度;YD负为负硬度;JD总为碱度。
如某锅炉房生水实测指标为：YD总=6.0mmol∕L，JD总 =5.0mmol∕L，YD总 >JD总 ，事实上就是Ca2++ Mg2+> HCO-3 ，这样HCO-3 全部和Ca2+、Mg2+ 形成碳酸盐硬度YD碳，在数值上等于HCO-3 ，即YD总 =JD总 。而Ca2+、Mg2+多于HCO-3 的部分与水中SO2-4 、Cl-形成YD非 ，从而以水垢的形式沉积在锅炉中，此时必须采用有效方法进行除垢。所以对锅炉的生水指标（硬度和碱度）进行分析，是选择水处理方法及清洗除垢的基础和关键。
2给水指标的分析与控制
给水是指经过处理后，送进锅炉的水。它通常有给水硬度、悬浮物、溶解氧三个控制指标。
2.1给水硬度
给水硬度是指能使锅炉受热面结垢的Ca2+盐和Mg2+盐在水中的含量。给水硬度的处理一般采用钠离子交换器软化的方法，经过软化过的原水硬度都可以达到GB1576-2001《工业锅炉水质》规定的水质标准，即给水硬度≤0.03 mmol∕L。其反应式为：
Ca2+（Mg2+）+2NaR= 2Na +CaR2（MgR2）
由上述可知，在反应过程中，当Ca2+、Mg2+被交换时，水中含盐量增加，经过交换器后，由于YD碳 等当量地变为NaHCO ，所以碱度不能降低，即碱度不变，这是一个定性概念。
当给水硬度指标≤0.02 mmol∕L时，锅炉将不易产生结垢;而运行时将给水硬度控制在0～0.01 mmol∕L，一般也不会结垢。
2.2悬浮物
悬浮物是水中含有沉沙、沙土、污物、胶体及微生物等，GB1576-2001标准规定悬浮物≤5mg∕L。一般水处理时，盐在溶解过程中亦产生悬浮物，所以在水处理过程中，要加过滤装置、盐溶解器等措施，来达到处理效果。根据实践经验，若将水质指标提高到悬浮物≤3mg∕L，一般不易产生悬浮物。
2.3溶解氧及其腐蚀机理
GB1576-2001标准规定蒸發量≥6t∕h的锅炉必须除氧，且含氧指标≤0.1 mg∕L（此指标范围内氧腐蚀的速度缓慢），而淡水氧的溶解极限如下表：
众所周知，溶解氧与腐蚀速度成正比，即含氧量增大，腐蚀加剧，含氧量减小，腐蚀减缓。若将pH值提高，则能减缓腐蚀，但实际上即使把pH值提高到10～12，依然有氧腐蚀。而当水中没有溶解氧时，只要将pH值调到9.5～10就会大为减缓乃至避免腐蚀。
工业锅炉一般采用热力除氧，热力除氧器在锅炉负荷变动时，给水量和进气量调节不能切实同步。给水量增加时，除氧器中沸腾状态的水停留时间缩短，使溶解氧从水中析出的时间不充分，如下表：
从表中可以看出，大气式热力除氧器，在水沸腾时，即使将水加压到0.02MPa（表压），水中仍有1.08 mg∕L溶解氧，并至少保持15min沸腾状态，才能达到水质标准的要求。
有的大气式热力除氧器，由于调节等因素，往往加热不到规定温度，除氧水加热不足程度对去除溶解氧的影响，如下图：
除氧水加热不足对除溶解氧的影响
从图中可知，如果除氧水在70℃以上的范围，只要水的加热不足1℃，就会在除氧水中形成大于0.1mg∕L的溶解氧，超出了GB 1576-2001《工业锅炉水质》的规定，所以说热力除氧的出水质量，对运行调控是相当敏感的，在锅炉运行过程中，一定要保证热力除氧水的温度，确保溶解氧的除氧质量。
3 锅水碱度指标的反应机理分析与控制
锅水碱度是锅水主要指标。锅水碱度随着蒸发浓缩，其值是增大的。如果控制排污率为5%～8%，锅水碱度能上升到20mg∕L左右，但有时则出现低碱度情况，这反映水处理不正常。其机理为：经钠离子交换器软化的水中含有Na+、HCO-3
生成的CaCO3和MgCO3沉淀，部分通过排污带走，部分在锅内形成水垢。因为CO 是锅水碱度的主要成分，却因生成沉淀而把锅水碱度通过排液带走了，这就是低碱度出现的机理。当锅水碱度小于给水碱度时，出于锅水不存在强电解质（Na2CO3），因而，不会有NaOH成分，此时对金属腐蚀也会产生影响。
要达到降低锅水含盐量及碱度，就必须在锅炉运行时经常行锅水中排放掉一部分杂质，以获得高质量的饱和蒸汽。一般实际运行中采用下列方法计算锅炉排污率。即：
式中：P-锅炉排污率，%;Q -为锅炉的排污水量，t∕h;Q -为锅炉的蒸发量，t∕h;S -给水中某物质的含量，mg∕kg;S -饱和蒸汽中某物质的含量，mg∕kg，（由于蒸汽携带盐量很少，一般近似的认为S B为0）;SG-锅水中某物质的含量，mg∕kg。
对于以软化水补充的中、低压锅炉，可用氯离子量或钠离子量用简化公式来计算：
4 结 语
锅炉水质的分析与控制，是执行锅炉水质标准的保证。虽然影响贯彻标准的因素是多方面的，诸如设计、制造等，但作为从事锅炉水处理的人员，应重视锅炉水质的分析与控制这个环节，保证锅炉水质指标满足GB 1576-2001《工业锅炉水质》的要求。