锅水电导率高与溶解固形物超标对锅炉运行的4个不利影响

锅水电导率高与溶解固形物超标对锅炉运行的4个不利影响摘要：锅水电导率、锅水溶解固形物（TDS）两项指标显著正相关，都是反映锅水的浓缩程度同一因素，两项指标是相互联系、相互重叠，互为因果关系。本文通过分析锅炉运行中电导率升高的原因，探讨当锅水电导率指标与溶解固形物指标之间的内在联系，提出控制锅水质量的优化措施。关键词：锅水电导率；锅水溶解固形物；锅水电导率高；锅炉水质指标；锅水电导率超标一、引言锅水电导率、锅水溶解固形物（TDS）都是锅炉水质质量标准基本项目指标，既是判断锅炉锅水水质的评价标准，判断锅炉锅水水质是否适用的尺度，也是锅炉锅水水质治理和规划的目标和锅炉锅水水质管理的技术基础。电导率是反映水中离子导电能力，间接表征离子浓度。溶解固形物的主要成分是可溶解于水的盐类物质。由于溶解于水的盐类物质属于强电解质，电解质在水溶液中基本上都电离成阴、阳离子而具有导电性，而且电导率的大小与溶解固形物浓度成一定比例关系。锅水电导率、锅水溶解固形物（TDS）指标正相关，当锅水电导率指标上升，达到设定的锅水的浓缩程度实现排污时，锅炉锅水溶解固形物指标也同步上升。因此通过分析锅水电导率指标变化情况，可以预测锅水溶解固形物指标的变化趋势，两者均用于评估锅水的浓缩程度，工业锅炉水质国标GB/T1576-2018及最新修订规范（见下图1），锅水设置电导率、溶解固形物指标反映出锅水的浓缩程度，以指导锅炉排污，从而防止锅炉结垢，防止发生汽水共腾及蒸汽品质恶化。▲图1工业锅炉水质国标GB/T1576-2018工业锅炉水质国标GB/T1576-2018在通则4.1.3条款中明确指出：锅水中的电导率和溶解固形物可选其中之一作为锅水浓度的控制指标（见下图2）。▲图2工业锅炉水质国标GB/T1576-2018但是，现实锅炉运行水质管理中，由于锅水溶解固形物指标的测定需要烘干称重等较为繁杂且费时，一般锅炉运行中常用测定方法简便的电导率或氯离子来代替，但它们之间的比值关系需经测试确定，并定期校正。锅水电导率具体指标参数（见下图3）。▲图3工业锅炉水质国标GB/T1576-2018国标火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量GB/T12145—2016汽包炉炉水质量标准（见下图4）。▲图4火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量国标GB/T12145-2016有需要《工业锅炉水质国标GB/T1576-2018》，《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量国标GB/T12145-2016》的同行或同学，可以联系笔者。锅水电导率、锅水溶解固形物（TDS）存在差异化的响应机制，研究二者的相互关系对锅炉排污防垢、防腐及节能降耗具有重要意义。二、锅水电导率升高的5个原因1、补给水质量不合格若补给水未经过充分软化或反渗透处理，残留的Ca²⁺、Mg²⁺、Cl⁻、SO₄²⁻等离子进入锅炉，直接导致电导率升高。2、锅炉排污不足或操作不当锅炉连续排污或定期排污量不足，导致锅水中杂质持续浓缩，离子浓度累积。3、锅水药剂添加过量磷酸盐、氢氧化钠、氨水等水处理药剂过量投加，增加水中Na⁺、PO₄³⁻、NH₄⁺等离子浓度，显著提升电导率。4、系统腐蚀产物溶解锅炉金属内壁腐蚀生成的Fe³⁺、Cu²⁺等离子进入锅水，进一步加剧电导率上升。5、运行参数异常锅炉高温高压环境下，部分难溶盐（如硅酸盐）溶解度增加，释放更多离子。三、锅水电导率与溶解固形物指标的相互关系锅水电导率与溶解固形物指标呈显著线性正相关性，锅水电导率与溶解固形物指标呈一定比例关系。根据溶解固形物与电导率的比值(以下简称“固导比”)，只要测定电导率就可近似地间接测定溶解固形物的含量，这种测定方法简称固导比法。通常在理想状态下，锅水电导率与溶解固形物（TDS）可以通过经验公式换算（如溶解固形物TDS=K×电导率，K=0.55~0.75，比值关系K值需经测试确定，并定期校正）。影响锅水电导率与溶解固形物指标呈显著线性正相关性3个因素1、离子种类：高价离子（如SO₄²⁻）对电导率的贡献低于低价离子（如Cl⁻）；2、杂质干扰：有机物或胶体物质对电导率贡献小，但计入溶解固形物TDS；3、温度影响：温度每升高1℃，电导率增加约2%。四、锅水电导率与溶解固形物指标的相互关系实验验证以宁夏某化工厂锅炉为例，锅水电导率由400μS/cm升至1100μS/cm时，TDS从260mg/L增至660mg/L，符合K=0.6的换算系数。但在锅水高浓缩区间（锅水电导率>1700μS/cm），锅水溶解固形物TDS增长速率减缓，这可能与锅水中部分盐类出现沉淀相关。五、锅水电导率高与溶解固形物（TDS）超标对锅炉运行的4个不利影响1、锅炉结垢风险锅水电导率高与溶解固形物（TDS）超标，锅水中CaCO₃、MgSiO₃等盐类沉积结垢，水垢传热速率低，降低传热效率，引发局部过热。2、锅炉腐蚀加剧锅水电导率高与溶解固形物（TDS）超标，锅水中Cl⁻等侵蚀性离子破坏金属氧化膜，诱发点蚀和应力腐蚀。3、锅炉汽水共腾锅水电导率高与溶解固形物（TDS）超标，导致锅水表面张力下降，蒸汽携带杂质，蒸汽品质下降，影响汽轮机安全。4、锅炉能耗上升锅水电导率高与溶解固形物（TDS）超标，导致锅炉结垢，热效率下降能耗上升，有实验表明，锅炉平均结垢1mm厚，燃料消耗增加2%~5%。各位同行，各位同学，现实中各家锅炉用户使用锅炉水质管理控制指标没有不尽相同，你们单位使用哪些锅炉水质指标，在这些指标综合监测控制下锅炉运行效果如何？锅炉有无结垢，锅炉排污率及锅炉热效率高吗，锅炉出力怎样能耗大不大？关于锅炉腐蚀结垢爆管、锅水发红、蒸汽冷凝水铁超标、蒸汽凝结水颜色发黄、锅炉结垢不停炉不停工在线除垢技术、凝汽器结垢不停机不停工不停车在线清洗除垢技术等问题，北京化工大学颜辉I86OO475З86随时欢迎各位同仁分享锅炉设备管理使用经验，随时欢迎各位同仁讨论问题交流经验心得，就解决锅炉各种实际问题相互学习。锅水电导率高与溶解固形物超标对锅炉运行的4个不利影响六、锅水电导率高与溶解固形物超标对锅炉运行不造成影响的情况现实中，对锅炉实施不停炉在线清洗除垢时，经常出现锅水电导率高与溶解固形物（TDS）超标现象。锅炉在线除垢期间，药剂加入锅炉给水中，在药剂的螯合除垢效能作用下，锅炉内存量垢被螯合下来并分散在炉水中，随着锅炉排污排出，锅水的电导、PH值、浊度、溶解固形物等指标上升是正常现象。七、锅炉不停炉在线清洗除垢时锅水电导率高与溶解固形物指标上升的2个原因1、使用BF防腐除垢剂替代磷酸三钠对锅炉不停炉在线清洗除垢，锅水中BF防腐除垢剂药剂量比磷酸三钠多，锅水中导电离子增多；2、BF防腐除垢剂的螯合除垢效能作用下，锅内存量水垢（如硅酸盐、碳酸钙、硫酸镁等难溶性盐垢及微溶性盐垢）被螯合下来并被分散在炉水中，增加了锅水中导电离子。锅炉不停炉在线螯合除垢期间，锅水含盐量及溶解固形物升高，电导率指标升高，不会导致锅炉结垢或发生垢下腐蚀；药剂具有消泡功能，能够防止汽水共腾，提高蒸汽干度提升蒸汽品质，不会对锅炉系统设备安全运行造成影响。锅炉不停炉在线螯合除垢期间，锅水电导率高与溶解固形物超标不会对锅炉运行造成影响，这是笔者自己从用户实践中总结的，为一家之言，颜辉随时欢迎各位同行、各位同学交流讨论！八、锅水电导率高或锅水溶解固形物指标超标4项控制措施1、优化补给水处理不说采用多介质过滤+反渗透+离子交换工艺，控制Cl⁻<5mg/L；2、科学排污管理根据电导率实时监测数据调整排污量，维持锅水溶解固形物TDS≤3000mg/L（GB/T1576-2018标准）；3、精准药剂投加采用自动加药系统，避免磷酸盐过量；4、使用无磷酸根多效能BF防腐除垢剂替代磷酸三钠阻垢使用无磷酸根多效能BF防腐除垢剂替代磷酸三钠阻垢，可以在保障蒸汽品质与不停炉在线除垢的同时，大幅降低锅炉排污