1、第11章 工业锅炉的汽水系统n11.1工业锅炉给水系统工业锅炉给水系统n11.2工业锅炉用水指标工业锅炉用水指标n11.5离子交换水处理原理离子交换水处理原理n11.6离子交换设备及其运行离子交换设备及其运行n11.7锅炉给水除氧锅炉给水除氧n11.8蒸汽系统和热水系统蒸汽系统和热水系统n11.9工业锅炉排污系统工业锅炉排污系统n热力系统热力系统：工业锅炉的给水、蒸汽、排污系统，：工业锅炉的给水、蒸汽、排污系统，统称为统称为汽水系统汽水系统，也称，也称热力系统热力系统。给水系统给水系统：将给水送入锅炉的设备、管道和：将给水送入锅炉的设备、管道和附件等，称为附件等，称为给水系统给水系统；蒸汽系统
2、蒸汽系统：将蒸汽从锅炉送出经分汽器：将蒸汽从锅炉送出经分汽器(分分汽缸汽缸)引出锅炉房的管道及附件，称为引出锅炉房的管道及附件，称为蒸汽蒸汽系统系统；排污系统排污系统：将锅炉排污水引出锅炉房的管道、：将锅炉排污水引出锅炉房的管道、设备及附件组成设备及附件组成排污系统排污系统。n对于热水锅炉，锅炉房的水系统包括：对于热水锅炉，锅炉房的水系统包括：热水系热水系统统和和补给水系统补给水系统。11.1 工业锅炉给水系统n一、给水系统一、给水系统 由由给水箱给水箱、锅炉、锅炉给水泵给水泵、水处理设备水处理设备、凝结水回收设备凝结水回收设备、给水管道给水管道及及阀门阀门、附件附件等等组成。组成。n1.蒸汽
3、锅炉房的给水方式蒸汽锅炉房的给水方式 应根据应根据热网回水方式热网回水方式和和水处理方式水处理方式确定。确定。压力回水给水系统压力回水给水系统 将回水和软化补给水汇入给水箱，将回水和软化补给水汇入给水箱，如下图如下图所所示。示。n锅炉房给水箱锅炉房给水箱是贮存锅炉给水的设备。是贮存锅炉给水的设备。锅炉给水是由锅炉给水是由凝结水凝结水和经过处理后的和经过处理后的补给水补给水组成。如组成。如给水除氧给水除氧，则作为给，则作为给水箱的除氧水箱应有水箱的除氧水箱应有良好的密封性良好的密封性；如如给水不除氧给水不除氧，给水箱也可以采用，给水箱也可以采用开开口水箱口水箱。给水箱的总有效容量宜为所。给水箱的
4、总有效容量宜为所有运行锅炉在额定蒸发量时所需有运行锅炉在额定蒸发量时所需2060 min的给水量的给水量。n凝结水箱凝结水箱是贮存凝结水的设备。是贮存凝结水的设备。凝结水箱宜选择凝结水箱宜选择1个，锅炉房常年不个，锅炉房常年不间断供热时，宜选用间断供热时，宜选用2个，或个，或1个中间个中间带隔板分为两格的水箱，以备检修时带隔板分为两格的水箱，以备检修时切换使用。它的总有效容量宜为切换使用。它的总有效容量宜为2040min的凝结水回收量的凝结水回收量。小型锅炉。小型锅炉房可将凝结水箱和给水箱合为房可将凝结水箱和给水箱合为1个，个，这样可以减少凝结水的二次蒸汽热损这样可以减少凝结水的二次蒸汽热损失
5、，并能将补给水加温，此时，水箱失，并能将补给水加温，此时，水箱容积按给水箱考虑。容积按给水箱考虑。n软化水箱的总有效容量软化水箱的总有效容量，应根据水，应根据水处理的设计出力和运行方式确定。处理的设计出力和运行方式确定。当设有再生备用软化设备时，软化当设有再生备用软化设备时，软化水箱的总有效容量宜为水箱的总有效容量宜为3060 min的软化水消耗量的软化水消耗量。n锅炉房水箱应注意锅炉房水箱应注意防腐防腐，水温大于，水温大于50时，水箱要时，水箱要保温保温。自流回水给水系统自流回水给水系统 凝结水箱一般可设在地下室内，凝结水箱一般可设在地下室内，如如下图下图所示。所示。回水管设扩容器的给水系统
6、回水管设扩容器的给水系统 当锅炉房有当锅炉房有不同压力的回水不同压力的回水时，可时，可在高压回水管道上设扩容器，使回水在高压回水管道上设扩容器，使回水压力降低产生二次蒸汽，然后再进入压力降低产生二次蒸汽，然后再进入凝结水箱。凝结水箱。二、给水管道n由除氧水箱或给水箱接至锅炉给水泵入由除氧水箱或给水箱接至锅炉给水泵入口的管道称为口的管道称为吸水管道吸水管道。n由给水泵出口到锅炉给水阀之间的管道，由给水泵出口到锅炉给水阀之间的管道，称为称为压水管压水管。n二者总称为锅炉二者总称为锅炉给水管道给水管道。n给水管道分为：给水管道分为：单母管单母管、双母管双母管、单元单元制制。单母管给水系统单母管给水系
7、统：蒸汽锅炉房一般采：蒸汽锅炉房一般采用单母管给水系统。用单母管给水系统。双母管给水系统双母管给水系统：两根管道同时使用，每：两根管道同时使用，每根管道的管径均按不小于锅炉最大给水量根管道的管径均按不小于锅炉最大给水量来确定。给水泵吸水母管由于水压较低，来确定。给水泵吸水母管由于水压较低，一般采用单管。一般采用单管。如下图如下图所示。所示。单元制给水系统单元制给水系统：1泵对泵对1炉，另设炉，另设1台台公共备用泵。公共备用泵。n常用的锅炉给水泵有常用的锅炉给水泵有电动（离心式）电动（离心式）给水泵给水泵、汽动给水泵汽动给水泵。电动给水泵容量较大，能连续均匀给电动给水泵容量较大，能连续均匀给水，
8、广泛应用于水，广泛应用于工业锅炉房给水系统工业锅炉房给水系统。汽动给水泵汽动给水泵只能往复间歇地工作，出只能往复间歇地工作，出水量不均匀，需要耗用蒸汽，可作为水量不均匀，需要耗用蒸汽，可作为停电时的备用泵。以电动给水泵为常停电时的备用泵。以电动给水泵为常用水泵时，宜采用汽动给水泵为用水泵时，宜采用汽动给水泵为事故事故备用泵备用泵。三、给水泵n通常把从软水箱吸出软化水，送入通常把从软水箱吸出软化水，送入除氧器或锅炉中的水泵称为除氧器或锅炉中的水泵称为软化水软化水泵或给水泵泵或给水泵。n把从凝结水箱吸水加压送入软化水把从凝结水箱吸水加压送入软化水箱或除氧器的水泵称为箱或除氧器的水泵称为凝结水泵凝结
9、水泵。n所谓水质，是指水和其中杂质共同表现的综合特所谓水质，是指水和其中杂质共同表现的综合特性。评价水质好坏的指标，叫性。评价水质好坏的指标，叫水质指标水质指标。n一、水中的杂质及水质指标一、水中的杂质及水质指标 锅炉房用水一般来自城市水厂或企业自来水锅炉房用水一般来自城市水厂或企业自来水厂称为厂称为原水原水。n1水中的杂质及其危害性水中的杂质及其危害性n水中杂质的分类：水中杂质的分类：悬浮物悬浮物、胶体胶体、溶解物质溶解物质悬浮物悬浮物水流动时呈水流动时呈悬浮状态悬浮状态存在，不溶于水存在，不溶于水的颗粒物质，其颗粒直径在的颗粒物质，其颗粒直径在10-4mm以上，以上，通过滤纸可以被分离出来
10、。主要是砂子、粘土通过滤纸可以被分离出来。主要是砂子、粘土及动植物的腐败物质。及动植物的腐败物质。11.2 工业锅炉用水指标胶体胶体许多分子和离子的集合体，颗许多分子和离子的集合体，颗粒直径在粒直径在10-610-4mm之间，之间，通过通过滤纸不能分离出来滤纸不能分离出来。溶解物质溶解物质主要是钙、镁、钾、钠等主要是钙、镁、钾、钠等盐类和一些溶解气体。大都以盐类和一些溶解气体。大都以离子状离子状态态存在，颗粒小于存在，颗粒小于10-6mm。天。天然水中的溶解气体：氧（氧化性）和然水中的溶解气体：氧（氧化性）和二氧化碳（二氧化碳（化学腐蚀化学腐蚀与与电化学腐蚀电化学腐蚀）。）。金属腐蚀的分类金属
11、的腐蚀金属的腐蚀钢铁吸氧腐蚀钢铁吸氧腐蚀n水中杂质的危害性水中杂质的危害性悬浮物悬浮物：悬浮物会形成沉积物，污染树脂，：悬浮物会形成沉积物，污染树脂，堵塞管道，悬浮物过多会使堵塞管道，悬浮物过多会使锅水起沫锅水起沫。胶体胶体：胶体物质会污染树脂，会使锅水产：胶体物质会污染树脂，会使锅水产生大量泡沫，引起生大量泡沫，引起汽水共腾汽水共腾。溶解物质溶解物质：水中的溶解物质，在受热面内：水中的溶解物质，在受热面内壁会形成壁会形成水垢水垢。水垢的存在对锅炉安全、。水垢的存在对锅炉安全、经济运行危害很大。经济运行危害很大。n2.水质指标水质指标 在锅炉房的水处理和水质分析中，经常采在锅炉房的水处理和水质
12、分析中，经常采用的水质分析项目用的水质分析项目如下表如下表所示。所示。水质全分析项目表水质全分析项目表 3 3.水质指标的常用单位及换算关系水质指标的常用单位及换算关系n工业用水评价指标工业用水评价指标悬浮固形物悬浮固形物（过滤分离出来的（过滤分离出来的不溶性固体混不溶性固体混和物和物，mg/L）；）；溶性固形物溶性固形物（各种无机盐类、有机物蒸干，（各种无机盐类、有机物蒸干，在在105110干燥恒重，干燥恒重，mg/L）；）；硬度硬度（指溶解于水中的钙、镁离子总量，用（指溶解于水中的钙、镁离子总量，用符号符号YD表示）表示）碳酸盐硬度碳酸盐硬度溶解于水的钙、镁的重溶解于水的钙、镁的重碳酸盐与
13、碳酸盐的含量，用碳酸盐与碳酸盐的含量，用YDT表示。表示。此类盐类在水沸腾时会析出沉淀，故称此类盐类在水沸腾时会析出沉淀，故称暂时硬度暂时硬度。非碳酸盐硬度非碳酸盐硬度指溶解于水中钙、镁的指溶解于水中钙、镁的硫酸盐和氯化物含量，用硫酸盐和氯化物含量，用YDF表示。由于表示。由于此类盐类在水沸腾时不会析出沉淀，故称此类盐类在水沸腾时不会析出沉淀，故称永久硬度永久硬度。负硬度负硬度指水中的指水中的钠盐碱度钠盐碱度，用，用YD钠钠表表示。示。各种硬度的关系：各种硬度的关系：CaMgTFYDYDYDYDYDYDYDYDYD暂永硬度的单位硬度的单位mmol/L（法定计量单位的基本单元（法定计量单位的基本
14、单元，以，以一价离子作为基本单位，一价离子作为基本单位，1/2的的Ca2+、Mg2+）；）；用用“度度”表示，如德国度（表示，如德国度（G），表示水），表示水溶液中硬度离子的浓度相当于溶液中硬度离子的浓度相当于10mg/LCaO时，称为时，称为1 G。oo1 G10 1/28 mmol/L=1/2.8 mmol/L1mmol/L=2.8 G用用毫克毫克/升升CaCO3表示。表示。n碱度碱度水中有能够接受水中有能够接受氢离子氢离子的物质的量，的物质的量，用符号用符号JD表示，以表示，以H+为基本单元，为基本单元，mmol/L。锅炉水中的主要碱度是锅炉水中的主要碱度是 。n相对碱度相对碱度游离的游
15、离的NaOH（苛性钠）和溶解固（苛性钠）和溶解固形物含量的比值（形物含量的比值（苛性脆化苛性脆化/晶间腐蚀晶间腐蚀），即），即：331 mmol/L=50mg/LCaCO50mg/1000000mgCaCO50ppm2-3OH&CONaOHOH 40相对碱度溶性固形物溶性固形物npH值值溶液中溶液中氢离子浓度的负对数氢离子浓度的负对数表示表示溶液酸碱性强弱的指标。溶液酸碱性强弱的指标。n溶解氧溶解氧水中溶解氧气浓度，水中溶解氧气浓度，mg/L。n亚硫酸根（除氧）、磷酸根（除残留硬度）、亚硫酸根（除氧）、磷酸根（除残留硬度）、含油量（汽水沸腾），单位均为含油量（汽水沸腾），单位均为mg/L。例题
16、例题 n水分析结果为水分析结果为Ca2+=34.1mg/L，Mg2+=8.4mg/L，试用各种方法表示其硬，试用各种方法表示其硬度？度？解：解：1/2 Ca2+的摩尔质量：的摩尔质量：40/2=20 g/mol1/2 Mg2+的摩尔质量：的摩尔质量：24.3/2=12.15 g/mol 34.1/20+8.4/12.15=2.4 mmol/L 2.4x2.8=6.7 G 2.4x50=120 ppm二、工业锅炉水质标准二、工业锅炉水质标准nGB1576-2001工业锅炉水质工业锅炉水质规定规定了工业锅炉运行时的水质要求。了工业锅炉运行时的水质要求。n1蒸汽锅炉和汽水两用锅炉给水的锅外蒸汽锅炉和
17、汽水两用锅炉给水的锅外化学水处理水质标准（见化学水处理水质标准（见下表下表11-4）n2锅内加药水处理的水质标准锅内加药水处理的水质标准 n3热水锅炉水质标准热水锅炉水质标准 n水中的水中的悬浮物悬浮物在水厂经过沉淀、过滤等处在水厂经过沉淀、过滤等处理后大部分被清除。但水中的理后大部分被清除。但水中的硬度、碱度硬度、碱度等杂质等杂质仍然存在，为满足锅炉给水要求，仍然存在，为满足锅炉给水要求，需对锅炉给水进行处理。需对锅炉给水进行处理。n离子交换水处理离子交换水处理：将水在进入锅炉之前，：将水在进入锅炉之前，与交换剂的离子进行交换反应，除去水中与交换剂的离子进行交换反应，除去水中的离子态杂质。的
18、离子态杂质。n离子交换法：广泛采用的离子交换法：广泛采用的除硬、除碱和除除硬、除碱和除盐方法盐方法。11.5 离子交换水处理原理一、离子交换剂n具有离子交换性能的物质称为具有离子交换性能的物质称为离子交换剂离子交换剂。颗粒结构致密，交颗粒结构致密，交换能力小，且不能换能力小，且不能进行酸处理。进行酸处理。机械强度低，耐机械强度低，耐热性能差，交换热性能差，交换容量不高，且再容量不高，且再生剂耗量大。生剂耗量大。n海绿砂海绿砂天然矿物质阳离子交换剂，外表呈浅天然矿物质阳离子交换剂，外表呈浅绿灰色；绿灰色；n人工合成沸石人工合成沸石多为白色；多为白色；n磺化煤磺化煤用发烟硫酸处理粉碎过筛后的烟煤制
19、用发烟硫酸处理粉碎过筛后的烟煤制成的交换剂。成的交换剂。n离子交换树脂离子交换树脂由胶联结构的高分子由胶联结构的高分子骨架骨架（称（称交换剂母体交换剂母体）和能离解的）和能离解的活性基团活性基团两部分组成两部分组成的不溶性高分子化合物。的不溶性高分子化合物。根据活性基团的类型和交换离子的不同，将根据活性基团的类型和交换离子的不同，将树脂分为树脂分为阳离子交换树脂阳离子交换树脂和和阴离子交换树脂阴离子交换树脂。2.2.离子交换树脂表示方法离子交换树脂表示方法n离子交换树脂：由离子交换树脂：由骨架和活性基团骨架和活性基团组成。组成。n通常用通常用R表示树脂骨架表示树脂骨架，然后再写出它，然后再写出
20、它的的活性基团活性基团。如。如RH(氢离子交换树脂氢离子交换树脂)、RNa(钠离子交换树脂钠离子交换树脂)、RNH4(氨离氨离子交换树脂子交换树脂)、ROH(阴离子交换树脂阴离子交换树脂)等。等。二、离子交换除硬原理二、离子交换除硬原理n常用阳离子交换法：钠离子、氢离子、铵常用阳离子交换法：钠离子、氢离子、铵离子交换等方法。离子交换等方法。n钠离子交换处理钠离子交换处理除硬除硬(软化软化)过程如图过程如图11-4所示。所示。1.1.钠离子交换过程钠离子交换过程n与原水中与原水中碳酸盐碳酸盐作用时：作用时：n与与非碳酸盐非碳酸盐作用时：作用时：碱度碱度n从上述反应可见：从上述反应可见：水中的钙、
21、镁盐类都变成了钠盐，除去了水水中的钙、镁盐类都变成了钠盐，除去了水中的中的硬度硬度。原水中的重碳酸盐碱度原水中的重碳酸盐碱度(暂时硬度暂时硬度)均转变为均转变为钠盐碱度钠盐碱度(NaHCO3)，只能软化，不能除碱，只能软化，不能除碱，即经钠离子交换前后水的即经钠离子交换前后水的碱度保持不变碱度保持不变。由于由于Na+的当量值要比的当量值要比Ca2+、Mg2+的当的当量值大，故经钠离于交换后，水中量值大，故经钠离于交换后，水中含盐量含盐量稍有稍有增加。增加。n出水质量出水质量：经过钠离子交换后的软水，残硬度一：经过钠离子交换后的软水，残硬度一般在般在0.030.1mmol/L以下，碱度不变。以下
22、，碱度不变。单级钠离子交换系统示意图双级钠离子交换系统示意图氢-钠离子并联交换系统氢-钠离子串联交换系统n随着交换软化过程的进行，交换剂中的随着交换软化过程的进行，交换剂中的Na+逐逐渐被渐被Ca2+、Mg2+所代替，出水残余硬度逐所代替，出水残余硬度逐渐增大。当出水残余硬度达到某一数值时，水渐增大。当出水残余硬度达到某一数值时，水质已质已不符合锅炉给水标准要求不符合锅炉给水标准要求，则认为交换剂，则认为交换剂已失效。此时应停止软化，对交换剂进行已失效。此时应停止软化，对交换剂进行再生再生（还原），以恢复交换剂的软化能力。（还原），以恢复交换剂的软化能力。n再生剂采用浓度为再生剂采用浓度为5%
23、8%的食盐（的食盐（NaCl）溶液。再生反应如下：溶液。再生反应如下：2.树脂再生过程树脂再生过程n分类：分类：固定床离子交换器固定床离子交换器与与流动床离子交换器流动床离子交换器。固定床离子交换：在运行时罐内的交换剂层处固定床离子交换：在运行时罐内的交换剂层处于于静止状态静止状态。交换时原水自上而下流过交换剂。交换时原水自上而下流过交换剂层，再生时停止供水，进行反洗、还原和正洗，层，再生时停止供水，进行反洗、还原和正洗，存在存在再生周期再生周期。再生方式再生方式：再生时再生液流向与运行时水流方：再生时再生液流向与运行时水流方向相同时称为向相同时称为顺流再生顺流再生，方向相反时称为成为，方向相
24、反时称为成为逆流再生逆流再生。移动床离子交换装置的特点是可以移动床离子交换装置的特点是可以半连续性进半连续性进行水处理行水处理。交换塔、再生塔和清洗塔合成一体。交换塔、再生塔和清洗塔合成一体成为成为单塔单塔。11.6 离子交换设备及运行一、顺流式再生钠离子交换器顺流式再生钠离子交换器n交换器构造：一个交换器构造：一个密闭的钢制筒状密闭的钢制筒状容器。容器。n由由本体本体、进水装置进水装置、排水装置排水装置、再生再生液分配装置液分配装置、排气管排气管、反洗管反洗管、阀门阀门等组成，等组成，如下图如下图11-9所示。所示。n交换器的运行交换器的运行 在运行中，按在运行中，按反洗反洗、还还原原、正洗
25、正洗和和交换交换的四个阶的四个阶段进行。段进行。n反洗反洗：当离子交换器失：当离子交换器失效后，就停止软化工作。效后，就停止软化工作。关闭其他阀门，开启阀门关闭其他阀门，开启阀门1和和2。反洗水由阀门。反洗水由阀门1进进入交换器下部，入交换器下部，自下而上自下而上地通过树脂层，反洗后的地通过树脂层，反洗后的废水经阀门废水经阀门2排出，关闭排出，关闭阀门阀门1和和2。n再生：开启阀门再生：开启阀门3和和4。盐液由阀门盐液由阀门3经上部的分经上部的分配漏斗淋下，自上而下配漏斗淋下，自上而下通过树脂层，废盐水经通过树脂层，废盐水经下部阀门下部阀门4排出，把残余排出，把残余的盐水放尽后，关闭阀的盐水放
26、尽后，关闭阀门门3（顺流顺流）。）。n正洗：开启阀门正洗：开启阀门5，正，正洗开始。冲洗水由阀门洗开始。冲洗水由阀门5经上部的分配漏斗淋下，经上部的分配漏斗淋下，自上而下冲洗（再生液、自上而下冲洗（再生液、再生产物）再生产物）树脂层，废树脂层，废水仍由阀门水仍由阀门4排出。正洗排出。正洗结束后，关闭阀门结束后，关闭阀门5和和4。n交换：开启阀门交换：开启阀门5和和6（其余阀门全部关闭），（其余阀门全部关闭），生水由阀门生水由阀门5进入交换器进入交换器上部，由分配漏斗淋下，上部，由分配漏斗淋下，自上而下通过树脂层，软自上而下通过树脂层，软水由泄水装置收集，经阀水由泄水装置收集，经阀门门6至用户或
27、软水箱。至用户或软水箱。n顺流再生离子交换器设备顺流再生离子交换器设备构造简单，运行操作方便，构造简单，运行操作方便，但但再生剂比耗大再生剂比耗大，出水质出水质量差量差。2.逆流再生钠离子交换器n交换器构造交换器构造n逆流再生钠离子逆流再生钠离子交换器的构造与交换器的构造与与顺流再生钠离与顺流再生钠离子交换器的构造子交换器的构造基本类同，如基本类同，如图图11-11所示。所示。再生质量好再生质量好n交换器的运行交换器的运行逆流再生离子交换器的操作步骤如逆流再生离子交换器的操作步骤如下：下：小反洗小反洗(a)：在交换器失效并停：在交换器失效并停止运行后，首先将反洗水从止运行后，首先将反洗水从中间
28、排中间排水装置引入水装置引入，并从交换器，并从交换器顶部排出顶部排出，以冲去运行时积聚在压实层表面及以冲去运行时积聚在压实层表面及中间排水装置以上的中间排水装置以上的污物污物。排水排水(b)：小反洗结束，待压实层的颗粒下降后，：小反洗结束，待压实层的颗粒下降后，开启开启空气阀和再生液出口阀空气阀和再生液出口阀，放掉中间排水装置上，放掉中间排水装置上部的水。部的水。顶压顶压(c)：如采用压缩空气：如采用压缩空气顶压顶压时，从交换器顶时，从交换器顶部送入压缩空气，以防止乱层。部送入压缩空气，以防止乱层。进再生液进再生液(d)：在顶压情况下，将再生液从交换：在顶压情况下，将再生液从交换器下部送入，随
29、同适量空气从器下部送入，随同适量空气从中间排水装置中间排水装置排出。排出。逆流冲洗逆流冲洗(e)：当再生液进完后，在有顶压的情：当再生液进完后，在有顶压的情况下，将逆流冲洗水从交换器下部送入，进行逆流况下，将逆流冲洗水从交换器下部送入，进行逆流冲洗；应采用质量较好的水，不然会影响底部交换冲洗；应采用质量较好的水，不然会影响底部交换剂的再生程度。剂的再生程度。小正洗小正洗(f)：停止逆流冲洗和顶压，从顶部进水，：停止逆流冲洗和顶压，从顶部进水，由中间排水装置放水，清洗渗入压实层中及压实层由中间排水装置放水，清洗渗入压实层中及压实层上部再生液。上部再生液。正洗正洗(g)：用水由上而下进行正洗，直至
30、出水符：用水由上而下进行正洗，直至出水符合给水标准，即可投入运行。合给水标准，即可投入运行。交换运行交换运行(制水制水)：正洗合格后，关：正洗合格后，关闭底部排水阀，开启出水阀，向外供闭底部排水阀，开启出水阀，向外供水。水。大反洗大反洗(h)：逆流再生交换器从再生：逆流再生交换器从再生到运行失效的过程称为一个周期。一到运行失效的过程称为一个周期。一般经过般经过10-20个周期的运行，需要进个周期的运行，需要进行一次大反洗，从交换器底部进水，行一次大反洗，从交换器底部进水，上部排水，以松动整个交换剂层并洗上部排水，以松动整个交换剂层并洗去其中的污物、杂质及破碎的交换剂去其中的污物、杂质及破碎的交
31、换剂颗粒。颗粒。3.钠离子交换系统 n单级钠离子交换系统单级钠离子交换系统(如下图如下图)：当原：当原水硬度水硬度8mmol/L时，经时，经单级钠离于交单级钠离于交换换后，可作为锅炉给水。后，可作为锅炉给水。n双级钠离子交换系统双级钠离子交换系统(如下图如下图)：当生：当生水硬度水硬度8mmolL时，单级钠离子交时，单级钠离子交换后的残余硬度较高，不能满足锅炉给换后的残余硬度较高，不能满足锅炉给水要求，采用水要求，采用双级钠离子交换系统双级钠离子交换系统。4全自动软水器 n特点：特点：全自动操作全自动操作，减轻了水质化验人员的，减轻了水质化验人员的劳动强度，运行稳定可靠，占地面积小，提劳动强度
32、，运行稳定可靠，占地面积小，提高了软化水设备的经济性。高了软化水设备的经济性。n全自动软水器的组成：由全自动软水器的组成：由树脂罐树脂罐、盐液箱盐液箱、控制器控制器、控制阀控制阀(多路阀或多阀多路阀或多阀)组成。组成。如下如下图所示图所示。n控制器控制器作用：控制器是指挥软水器自动完成全部运作用：控制器是指挥软水器自动完成全部运行、再生过程的控制机构。行、再生过程的控制机构。分类：分类：时间型时间型和和流量型流量型两种。两种。时间型控制器时间型控制器：配时钟定时器，到达指：配时钟定时器，到达指定的时间时，自动启动再生过程；定的时间时，自动启动再生过程；流量型控制器流量型控制器：配流量监测系统完
33、成控：配流量监测系统完成控制过程。当软水器处理到指定的周期产制过程。当软水器处理到指定的周期产水量时，启动再生并完成再生过程。水量时，启动再生并完成再生过程。n控制阀控制阀 控制阀主要分多路阀和多阀系统。控制阀主要分多路阀和多阀系统。多路阀多路阀 多路阀是在多路阀是在同一阀体内同一阀体内设计有多个通路设计有多个通路的阀门。根据控制器的指令自动开、断不同的阀门。根据控制器的指令自动开、断不同的通路，完成整个软化过程。的通路，完成整个软化过程。多阀系统多阀系统 由由多个自动阀多个自动阀(液动、气动或电动液动、气动或电动)根据根据控制器的指令，完成各个通路的开断，自动控制器的指令，完成各个通路的开断
34、，自动完成运行与再生的全过程。完成运行与再生的全过程。n树脂罐树脂罐树脂罐树脂罐钠离子交换器钠离子交换器。材质：玻璃钢、碳钢防腐和不锈钢三种。材质：玻璃钢、碳钢防腐和不锈钢三种。n盐液箱盐液箱盐液箱内设有盐液箱内设有盐液阀盐液阀控制盐液量。控制盐液量。盐液是靠控制阀内设置的盐液是靠控制阀内设置的文丘里喷射器文丘里喷射器负压负压吸入。吸入。n系统布置（系统布置（下图所示下图所示）。）。过滤器过滤器流量计流量计n锅炉给水中溶解有各种气体，水中的氧、锅炉给水中溶解有各种气体，水中的氧、二氧化碳气体，对锅炉金属壁面会产生二氧化碳气体，对锅炉金属壁面会产生化学腐蚀和电化学腐蚀，因此必须采取化学腐蚀和电化
35、学腐蚀，因此必须采取除气除气(特别是除氧特别是除氧)措施。措施。n工业锅炉给水除氧方式：工业锅炉给水除氧方式：热力除氧热力除氧、化化学除氧学除氧、解析除氧解析除氧。11.7 锅炉给水除氧一、热力除氧 n热力除氧的基本原理热力除氧的基本原理从从气体溶解定律气体溶解定律(亨利定律亨利定律)可知：某种气可知：某种气体在水中的体在水中的溶解度溶解度与该气体在水界面上的与该气体在水界面上的分压力分压力成正比。成正比。当水温达到当水温达到沸点沸点时，此时水界面上的水蒸时，此时水界面上的水蒸汽压力等于原气体混合物的总压力，即汽压力等于原气体混合物的总压力，即Pq=P0；此时，水面上其它气体的分压力；此时，水
36、面上其它气体的分压力都趋于零，它们在水中的都趋于零，它们在水中的溶解度也降为零溶解度也降为零，各种气体不再溶于水，从水中逸出。各种气体不再溶于水，从水中逸出。n热力除氧：热力除氧：大气式大气式、真空式真空式和和压力式压力式。供热锅炉多采用供热锅炉多采用大气式热力除氧器大气式热力除氧器，即除，即除氧器内的压力略高于大气压，一般为氧器内的压力略高于大气压，一般为0.02MPa(表压力表压力)，相应的饱和水温为，相应的饱和水温为102104，以便于逸出的气体能排出。，以便于逸出的气体能排出。n热力除氧器的结构热力除氧器的结构n热力除氧器由脱气塔热力除氧器由脱气塔(俗称除氧头俗称除氧头)和贮水箱和贮水
37、箱组成，其系统如组成，其系统如图图11-18所示。所示。n喷雾填料式除氧器脱气塔喷雾填料式除氧器脱气塔 如如图图11-20所示。所示。n含氧水经喷嘴雾化成含氧水经喷嘴雾化成雾状水滴雾状水滴，流入填料层，流入填料层，在在形不锈钢环填料表面形成水膜。形不锈钢环填料表面形成水膜。n蒸汽由下而上流动，加热蒸汽由下而上流动，加热水膜和雾状水滴水膜和雾状水滴，使含氧水即刻沸腾并析出氧和其他气体，随使含氧水即刻沸腾并析出氧和其他气体，随同少量蒸汽由脱气塔顶部排气管排出。已除同少量蒸汽由脱气塔顶部排气管排出。已除氧水自流落入下部贮水箱中。氧水自流落入下部贮水箱中。（3）真空除氧）真空除氧n真空除氧的原理与设备
38、结构与热力除氧真空除氧的原理与设备结构与热力除氧相似。相似。n方法：利用方法：利用抽真空抽真空的方法，使水面上的压的方法，使水面上的压力低于大气压，使水在常温（力低于大气压，使水在常温（3560）下）下沸腾，水中溶解气体析出，从而达到除氧的沸腾，水中溶解气体析出，从而达到除氧的目的。目的。n抽真空设备：抽真空设备：蒸汽喷射泵蒸汽喷射泵或或水喷射泵水喷射泵。n工作原理工作原理 如下图如下图所示。所示。预热预热加热加热n工作原理工作原理：含氧的水含氧的水热交换器热交换器4中间水箱中间水箱5（通有加热用蒸汽，被加热至除氧器内相应压（通有加热用蒸汽，被加热至除氧器内相应压力下沸点以上力下沸点以上3 5
39、）除氧水泵除氧水泵6除氧除氧器的进水喷嘴器的进水喷嘴1水被雾化、喷散到除气塔中，水被雾化、喷散到除气塔中，部分进水将部分进水将自行蒸发、汽化自行蒸发、汽化，其余水则处于，其余水则处于沸沸腾状态腾状态，从而使溶解在水中气体分离逸出，并，从而使溶解在水中气体分离逸出，并随同少量蒸汽一起被随同少量蒸汽一起被喷射器抽出塔外喷射器抽出塔外。用喷射器用喷射器3（或真空泵）的引射作用（或真空泵）的引射作用维持塔维持塔内的负压内的负压。n优点：蒸汽用量少或不用蒸汽；锅炉给水温度优点：蒸汽用量少或不用蒸汽；锅炉给水温度低，可充分利用省煤器，降低锅炉排烟温度。低，可充分利用省煤器，降低锅炉排烟温度。二、解析除氧n
40、解析除氧是使解析除氧是使含氧水含氧水与与不含氧气体不含氧气体强烈混合，强烈混合，由于不含氧气体中氧的分压为由于不含氧气体中氧的分压为0，水中的氧，水中的氧就大量扩散到气体中去，再将就大量扩散到气体中去，再将混合气体混合气体从水从水中分离，从而降低水中的含氧量，达到除氧中分离，从而降低水中的含氧量，达到除氧的目的。的目的。n不含氧气体放置在不含氧气体放置在反应器反应器（N2+CO2）内，）内，反应器一般放置在反应器一般放置在烟气温度烟气温度500600的的锅炉烟道内（高温下，气体与木炭反应，生锅炉烟道内（高温下，气体与木炭反应，生成成CO2，为无氧气体，所以木炭经常增添）。，为无氧气体，所以木炭
41、经常增添）。n反应器的加热温度反应器的加热温度对解析除氧效果对解析除氧效果影响很大，锅炉负荷变化，烟气温影响很大，锅炉负荷变化，烟气温度的波动幅度较大，造成度的波动幅度较大，造成解析除氧解析除氧效果不稳定效果不稳定，为此不少厂家采用，为此不少厂家采用电电炉炉来加热反应器，除氧效果好，但来加热反应器，除氧效果好，但是是运行费用增加运行费用增加。n特点：特点：解析除氧解析除氧装置简单装置简单，容易制造，设，容易制造，设备投资小；备投资小；运行中只运行中只消耗木炭消耗木炭，成本低；，成本低；给水给水常温除氧常温除氧，省煤器的作用可以，省煤器的作用可以充分发挥；充分发挥；只能除氧只能除氧，不能去除其他
42、气体，且，不能去除其他气体，且水中的水中的CO2含量增加含量增加。三、化学除氧n通过通过氧化反应氧化反应消耗水中溶解氧而使水中消耗水中溶解氧而使水中含氧量降低的除氧方法，称为含氧量降低的除氧方法，称为化学除氧化学除氧。n主要有：主要有：钢屑除氧钢屑除氧、海绵铁除氧海绵铁除氧、药剂药剂除氧除氧、催化树脂除氧催化树脂除氧。n（1）钢屑除氧钢屑除氧工作原理：含氧水通过工作原理：含氧水通过钢屑除氧器钢屑除氧器，其中，其中的钢屑的钢屑被氧化被氧化，从而使水中的溶解氧降低，从而使水中的溶解氧降低，而达到除氧的目的。而达到除氧的目的。化学反应方程式：化学反应方程式：3Fe+2O2=Fe3O4n特点：特点：钢
43、屑除氧的反应速度钢屑除氧的反应速度与温度有关与温度有关，水温一般，水温一般控制在控制在80以上；以上；水中含氧量越高，流经除氧器的水中含氧量越高，流经除氧器的水速水速则愈低，则愈低，一般流经除氧器的水流速度一般一般流经除氧器的水流速度一般1525m/h；设备简单，运行方便；设备简单，运行方便；除氧效果不稳定除氧效果不稳定，新换的钢屑除氧效果好，新换的钢屑除氧效果好，以后逐渐降低，宜与其他除氧方法合用。以后逐渐降低，宜与其他除氧方法合用。n（2）海绵铁除氧）海绵铁除氧工作原理：是工作原理：是常温过滤式铁粉除氧常温过滤式铁粉除氧的一种形的一种形式，滤料的主要成分是含有式，滤料的主要成分是含有微量催
44、化剂的海微量催化剂的海绵铁粒绵铁粒，无毒无味，是一种高含铁量的，无毒无味，是一种高含铁量的多孔多孔性物质性物质，吸附能力很强吸附能力很强。化学反应方程式：化学反应方程式：2Fe+2H2O=2Fe2+4OH-Fe2+2OH-=Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4 Fe(OH)3n（3）反应剂除氧）反应剂除氧工作原理：将工作原理：将化学反应剂化学反应剂加入水中与加入水中与溶于水的氧溶于水的氧化合生成无腐蚀性物质化合生成无腐蚀性物质，从而去除水中溶解氧的方法。从而去除水中溶解氧的方法。反应剂直接加入给水，所以增加了水反应剂直接加入给水，所以增加了水的的含盐量含盐量，因此一般很少单独用于
45、处，因此一般很少单独用于处理给水，只是作为热力除氧的理给水，只是作为热力除氧的辅助除辅助除氧措施氧措施。n（4）催化树脂除氧）催化树脂除氧工作原理：将水溶性的钯覆盖到强碱工作原理：将水溶性的钯覆盖到强碱型阴树脂上，形成型阴树脂上，形成钯树脂钯树脂。当。当含氧水含氧水加入氢气加入氢气通过钯树脂时，水中的溶解通过钯树脂时，水中的溶解氧与氢经树脂催化作用在低温下氧与氢经树脂催化作用在低温下化合化合成水成水。这种除氧方法这种除氧方法反应产物是水反应产物是水，不带盐，不带盐类和其他杂质，因此可以在类和其他杂质，因此可以在无盐水无盐水中中除氧。除氧。n1.工业锅炉蒸汽系统工业锅炉蒸汽系统n蒸汽系统的组成：
46、由锅炉至分汽器蒸汽系统的组成：由锅炉至分汽器(分汽分汽缸缸)之间的蒸汽管道称为之间的蒸汽管道称为主蒸汽管主蒸汽管；由锅；由锅炉引出直接用于锅炉本身，如吹灰、带动炉引出直接用于锅炉本身，如吹灰、带动汽动泵或注水器的蒸汽管道称为汽动泵或注水器的蒸汽管道称为副蒸汽管副蒸汽管。主蒸汽管、副蒸汽管及其上的设备附主蒸汽管、副蒸汽管及其上的设备附件等，总称为件等，总称为蒸汽系统蒸汽系统。如下图所示。如下图所示。11.8 蒸汽系统与热水系统（1）蒸汽管道的布置）蒸汽管道的布置为了安全，在锅炉主蒸汽管上均应安装为了安全，在锅炉主蒸汽管上均应安装两个阀两个阀门门，其中一个应，其中一个应紧靠锅炉汽包或过热器出口紧靠
47、锅炉汽包或过热器出口，另一个应装在靠近另一个应装在靠近蒸汽母管处或分汽缸蒸汽母管处或分汽缸上。这上。这是考虑到锅炉停运检修时，其中一个阀门失灵是考虑到锅炉停运检修时，其中一个阀门失灵另一个还可关闭，避免母管或分汽缸中的另一个还可关闭，避免母管或分汽缸中的蒸汽蒸汽倒流倒流。（2）分汽缸）分汽缸自锅炉房通往各热用户的蒸汽管，都应由自锅炉房通往各热用户的蒸汽管，都应由分汽缸分汽缸接出，这样做，既有利于集中管理，接出，这样做，既有利于集中管理，又可避免在蒸汽母管上开孔过多。又可避免在蒸汽母管上开孔过多。分汽缸的设置分汽缸的设置应按用汽需要和管理方便的应按用汽需要和管理方便的原则进行。对民用锅炉房及采用
48、原则进行。对民用锅炉房及采用多管供汽多管供汽的工业锅炉房或区域锅炉房，宜设置分汽的工业锅炉房或区域锅炉房，宜设置分汽缸。对于采用缸。对于采用单管单管向外供热的锅炉房，则向外供热的锅炉房，则不宜设置分汽缸。不宜设置分汽缸。2热水锅炉热水系统热水锅炉热水系统n对于热水锅炉，则有由对于热水锅炉，则有由供水管道供水管道、回水管道回水管道及其设备组成的热水系统，以及及其设备组成的热水系统，以及补给水系统补给水系统，如下图所示。如下图所示。n近年来，以热水锅炉为热源的供热系统在国近年来，以热水锅炉为热源的供热系统在国内发展较快。在确定热水锅炉房的热力系统内发展较快。在确定热水锅炉房的热力系统时，时，应考虑
49、下列因素：应考虑下列因素：（1）热水锅炉在运行时的出口压力不应热水锅炉在运行时的出口压力不应小于最高供水温度加小于最高供水温度加20相应的饱和压相应的饱和压力，以防止锅炉有力，以防止锅炉有汽化危险汽化危险。（2）热水锅炉应有防止或减轻因热水系统的）热水锅炉应有防止或减轻因热水系统的循环水泵突然停运后造成循环水泵突然停运后造成锅炉水汽化锅炉水汽化和和水击水击的的措施。措施。因停电使循环水泵停运后，为了防止热水因停电使循环水泵停运后，为了防止热水锅炉汽化，可采用向锅内加锅炉汽化，可采用向锅内加自来水自来水，并在，并在锅炉锅炉出水管的放汽管上缓慢排出汽和水出水管的放汽管上缓慢排出汽和水，直到消除炉膛
50、余热为止。直到消除炉膛余热为止。循环水泵进出水管的干管之间装设带有循环水泵进出水管的干管之间装设带有止止回阀回阀的旁通管作为的旁通管作为泄压管泄压管。此外，在进水。此外，在进水干管上应装设干管上应装设安全阀安全阀。（3）热水系统的）热水系统的附件设置附件设置每台锅炉的每台锅炉的进水管进水管上应装有上应装有截止阀和止回阀截止阀和止回阀。当几。当几台并联运行的锅炉共用进出水干管时，在每台锅炉台并联运行的锅炉共用进出水干管时，在每台锅炉的进水管上应装水流调节阀，在回水干管上应设的进水管上应装水流调节阀，在回水干管上应设除除污器污器；每台锅炉的；每台锅炉的热水出水管热水出水管上应装截止阀（或闸上应装截
