船舶和海洋平台锅炉水处理简析

摘 要：分析了船舶和海洋平台锅炉在运行中由于锅炉水不合格引起的结垢、腐蚀的原因，以及会产生的危害，介绍了在应用中较为实用的锅炉水处理方法和其工作原理。总结了为达到理想处理效果而采用的方案及在日常管理方面应注意的事项。

关键词：锅炉 锅炉水结垢 腐蚀 处理

中图分类号：U661 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）05（b）-0058-02

随着船舶和海工行业的发展，锅炉成为船舶及海洋平台上必不可少的设备，其中一部分船舶以蒸汽轮机作为主动力装置，锅炉成为主动力汽源，另外大多数以柴油机或电动机为主动力的船舶配备的蒸汽锅炉多用于驱动货油泵、加热燃滑油、各种需加热的油/水/货油舱、柴油机缸套水预热及为生活用水、空调设备等提供热源，其重要性不言而喻。

1 锅炉结垢及腐蚀的形成与危害

1.1 锅炉结垢原因及危害

1.1.1 结垢原因

当我们多次使用同一水壶采用炉灶或电磁炉加热烧成开水后，水壶的内表面会附着一些固体沉积物，同理具有一定硬度的水若未经处理直接进入锅炉，运行一段时间后，锅炉水侧受热面上也会牢固地附着一些固体沉积物，这种现象就称为结垢。水壶和锅炉受热面上黏附着的固体沉积物就称为水垢。在一定条件下，固体沉淀物也会在锅水中析出，呈松散的悬浮状，称为水渣。水渣可随排污除去，但如果排污不及时，部分水渣也会在受热面上或水流流动滞缓的部位沉积下来而转化成水垢（通常称之为“二次水垢”）。结垢的原因，是水中含有过量的钙镁硅离子（也就是常说的水硬度高，）或铁离子，这些在锅炉的高温高压特殊条件（结垢的动力），变成难溶物质而析出沉淀，在炉内受热面上沉积，形成水垢，锅炉水垢形成的主要过程为：（见图1）。

上述这些析出的沉淀物质黏结在锅炉受热面上就形成了水垢，温度越高的部位，越易形成坚硬的水垢。

1.1.2 结垢对锅炉产生的危害

1.2 锅炉腐蚀原因及危害

2 锅炉水处理方法

针对以上两面，并结合船用锅炉的特点，制定出一个简单、有效的方案，对提高船舶的安全及经济运行很有意义。

目前，船用锅炉常用的水处理方法主要有两种：（1）化学加药处理法：即为了防止或减缓结垢、腐蚀，有针对地向炉内投入一定数量药剂的水处理，让它与锅炉水中的钙、镁离子发生化学反应，生成水渣沉积到锅筒底部，然后通过排污除去。（2）炉外水处理法：即原水在进入锅炉之前先经过水处理设备，使水中的有害杂质被除去，形成软化水或除盐水后再进入锅炉，起到防止锅炉结垢的目的。水处理设备主要有树脂交换器、反渗透器等，针对以上两种方法分析如下。

2.1 化学加药处理

2.1.1 加入碳酸钠

2.1.2 加入磷酸盐

2.2 炉外水处理法

在第一部分加药的方法中也提到，锅炉给水硬度不可过高，这就需要对进炉水进行预处理，处理方法有树脂交换、反渗透、磁化处理等。

2.2.1 树脂交换法

2.2.2 反渗透法

2.2.3 磁化处理法

经过强磁场作用过的水，产生的水垢CaCO3、MgCO3等以胶体核的形态出现在水中，成为结晶中心，而胶体粒子带负电，而输水管路都接地，也呈负电位，使得胶体粒与管壁相互排斥，所以胶体粒子不易接近管壁，起到防垢的作用，再经过滤器对这些胶体过滤掉，达到对水软化的效果，在实际应用中，经磁化处理后再经反渗透法，软化效果更为明显，且可减少反渗透膜表面的晶体沉积，延长膜的使用寿命，降低成本。磁化处理具有结构简单、防腐防垢效果明显如采用永磁的形式，绿色环保，不产生二次污染等优点，但同时处理效果又与水的流速、磁场强度及水的成份有密切联系，水的流速超高、磁场越强，效果越好，这就带来了一定的局限性。同时实践表明，一般水中的Ca2+、Mg2+离子比例在7∶3时，效果最好，而当Ca2+、Mg2+离子比例在3∶7时，经磁化处理的水几乎没有变化。

3 结语

通过以上简述，要想达到较好的处理效果必须要因地制宜，根据所处环境、外部条件、原水水质、经济环保等因素综合考虑，通常要想达到较好的处理效果一般可采用在锅炉水进炉前，采用炉外处理设备进行预处理，在进炉后，再通过定期监测水质，根据不同的水质，及时、准确、适量的进行加药处理的并用的方案。但由于船舶机舱内空间小，对炉外预处理设备的尺寸要求严格及考虑到经济性等因素，对于不能配备此类设备的船舶，对加注的淡水水质要特别考虑了。但如果船舶配有蒸馏式造水机，其产出的水含Ca2+、Mg2+等容易形成水垢的成份较少，再经过多级过滤，可以达到锅炉给水要求，所以在管路设计时，锅炉给水可由生活用淡水系统供给，这样即可减少锅炉水预处理设备。

对于锅炉水的处理，以上仅为实际采用的方法，为延长锅炉的使用寿命，运行时的安全性及良好的经济性，重要的还在于对设备有良好管理制度及执行能力，由于管理疏忽及操作人员缺乏水处理药剂的性能、用量、用法、加药时机，水处理设备的使用方法等掌握得还不够好，乱用错用药剂，不按量使用的现象时有发生。尤其是采用炉内水处理法的，由于方法不当，造成水处理效果不明显甚至适得其反的事也时有发生。在提高人身安全及节能环保的大形势下，对锅炉水处理不可小视，对保证船舶安全、经济、正常的航行具有重要意义。

参考文献

[1] 中国船舶工业总公司编.船舶设计实用手册：轮机分册[M].北京：国防工业出版社，1999.

[2] 轮机工程手册编委会编.轮机工程手册[M].北京：人民交通出版社，1994.

[3] 锅炉水处理初探[J].鸡西大学学报，2005（5）：5.

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