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锅炉水处理方案-繁体


COMPANY: XXXX 股 份 有 限 公 司 SUBJECT: 汽 電 共 生 鍋 爐 水 系 統 處 理 方 案

一 .前 言 :
鍋爐有如人體的心臟,產生供給工廠所需的動力與熱能。如果 爐系統發生故障,則其造成的經濟損失是龐大不貲的。尤其汽 共 生 鍋 爐 於 高 壓 下 運 轉 產 生 蒸 汽 推 動 Turbine,

更 增 加 鍋 爐 水 統內處理的技術難度與高敏感度。因此,選擇一具有良好實績 高度服務熱忱的水處理廠商,是提高鍋爐效率與提供良好維護 保證。 鍋 電 系 與 的

二 .本 文 :
1.系 統 流 程 :
SiO2

過熱 汽 脫氣槽 *B
Cond Cond PH DO SiO2

蒸汽 汽機

XXX XXXX 低壓飼水 加熱

蒸汽 蒸汽

發電機

閃沸槽

PH

節熱器 回收冷凝水 熱交 換 XXX XXX 冷凝器
PH

CWR

CWS

純水處理場

PH

DO

純水槽

精 鍊 塔

*B
Cond

PH

飼水槽 高壓飼 加熱 XXX XXXXX Gland Cooler

XXXX 有限公司

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2.系 統 資 料 : 蒸汽壓力: 蒸發量: 超純水補充量: 冷凝水回收量: 130 Kg/cm2 200 T/Hr 44.2 T/Hr 130 T/Hr

三 .鍋 爐 問 題 之 探 討 :
鍋爐水處理可分為爐外處理與爐內處理 1.爐 外 處 理 : 就 是 除 去 鍋 爐 給 水 (BFW)中 可 能 會 形 成 水 垢 的 因 素 , 如 Ca2+、 Mg2+離 子 , 以 及 去 除 腐 蝕 性 因 素 , 如 Na-、 Cl-、 SO42-離 子 。 離 子 交換樹脂法是最普遍的處理方式,可依系統的要求,製造不同水 質 , 如 軟 水 、 純 水 或 超 純 水 , 本 系 統 鍋 爐 給 水 (BFW)採 用 超 純 水 及回收冷凝水 2.爐 內 處 理 一 般 而 言 , 鍋 爐 系 統 所 發 生 的 問 題 , 大 致 可 分 為 A.腐 蝕 ( Corrosion ) B.沉 積 物 ( Scale 及 Sludge ) C.汽 水 共 沸 ( Carry Over ), 其 討 論 如 下 : A.腐 蝕 ( Corrosion ) 腐蝕現象之發生,主要原因有 二: 其一為溶氧,氧氣主要經鍋爐 給水進入或從管線設備吸入, 溶解於水中,造成孔蝕 (Pitting) 現 象 , 其 主 要 反 應 如下: Fe Fe2+ + O2 + 2H2O + 2e2 e4OH
-

(Anode) (Cathode)

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其二為碳酸所造成,使冷凝水產生酸性腐蝕,其主要原因為給水 中 所 含 碳 酸 氫 鹽 (HCO3-), 在 鍋 爐 內 受 熱 分 解 產 生 二 氧 化 碳 , 反 應 如下:

2 HCO3- + Heat CO32- + H2O + Heat

CO32- + H2O + CO2 2OH- + CO2 pH, 造

經蒸汽帶出後,迅速溶於冷凝水中形成碳酸降低冷凝水 成酸性腐蝕,其反應如下: CO2 + H2O H2CO3 CO32- + H+

針對以上之腐蝕原因,其解決方式,除脫鹼純化及使用脫氣槽 除氧以外,還需配合化學方法處理,始能完全避免之。

B.沉 積 物 ( Scale 及

Sludge )

a.水 垢 是 爐 管 熱 傳 表 面 上 附 著 一 層 連 續 性 之 異 物 , 鍋 爐 給 水 中 的 硬 度 ( CaCO3、 MgCO3 ? )及 SiO2 是 造 成 鍋 爐 結 垢 之 主 因 , 解決方法除利用離子交換樹脂法去除結垢性離子,至於爐內 處理是以化學藥品與結垢性離子形成溶解性物質,或變成懸 浮不溶性顆粒,然後藉著爐水沖放排掉。 b.沉 積 物 是 較 為 疏 鬆 的 沉 澱 物 , 爐 水 中 懸 浮 固 形 物 常 於 鍋 爐 靜 滯 區 (擾 流 較 少 的 區 段 ), 以 泥 渣 的 形 態 沉 積 。 c.鍋 垢 的 危 害 造成金屬過熱, 使爐管變形破管。 會促使鍋爐的腐蝕反應加速。 降低鍋爐效率浪費能源。

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C.汽 水 共 沸

( Carry Over )

Carry Over 會 影 響 蒸 汽 純 度 , 尤 其 過 熱 器 (Superheater)及 透 平 機 (Turbine), 將 因 Carry Over 而 導 致 損 害 。 造 成 Carry Over 主要原因有: a.爐 水 之 總 固 形 物 含 量 高 , 尤 其 發 生 於 溶 解 性 固 形 物 含 量 太 高 或爐水鹼度過高時。 b.鍋 爐 設 計 不 良 , 如 汽 水 分 離 器 性 能 不 佳 或 故 障 。 c.鍋 爐 操 作 不 當 , 如 爐 水 水 位 過 高 或 蒸 汽 用 量 變 化 太 大 等 , 均 會 造 成 Carry Over 現 象 。

D.苛 性 脆 化

( Caustic embrittlement )

一般苛性脆化,較易發生於高壓鍋爐,其主要原因為: a.金 屬 晶 體 有 隙 縫 或 表 面 有 沉 積 物 , 易 在 局 部 形 成 高 濃 縮 倍 數。 b.高 濃 縮 之 Free Caustie 存 在 。

c.有 高 度 應 力 存 在 時 。 以上三個成因並存,即會造成苛性脆化現象,故只要能控制其中 一項,即可避免之。

四. 處理方案說明
A.給 水 系 統 及 爐 水 之 脫 氧 劑 使 用 藥 品 : XXXX
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a.XXXX 和 溶 氧 之 反 應 速 率 極 為 迅 速 , 可 在 瞬 間 將 溶 氧 去 除,確保給水管線及鍋爐系 統 之 安 全 , 反 應 速 率 較 Hydrazine 快 出 很 多 , 而 且 在 低溫下能有效除去氧氣,避 免管線及設備因熱交換提升 溫度而加速腐蝕。 b.XXXX 主 要 是 有 機 揮 發 性 脫 氧 劑,不會增加爐水之固形 物,可提高爐水之濃縮倍數 並減少排放,有效節約能 源。 c.XXXX 分 子 鍵 結 穩 固 不 易 分 解 , 而 Hydrazine 在 510℉ 即 分 解 40%, 在 600℉ 則 分 解 80%以 上 , 失 去 除 氧 效 果 , 同 時 , Hydrazine 分 解 成 NH3, 易造成銅合金之腐蝕。 d.XXXX 毒 性 低 , 不 致 影 響 人 體 健 康 , 其 蒸 汽 可 用 在 , 食 品 級 之 包 裝 紙 製 造 , 至 於 Hydrazine 因 具 有 致 癌 性 , 使 用 上 受到相當大限制。 e.詳 細 報 導 , 如 附 件 一 所 示 .

B.爐 水 協 調 磷 酸 鹽 控 制 (Coordinated pH/PO4 Control) a.使 用 藥 品 : XXXX 主成份如下:  磷酸鹽:調節爐水之

PH 值 。 註

1 2

 消泡劑:確保蒸氣品質( 防止

CARRYOVER )。 註

SCP 分 散 劑 : 對 爐 水 之 不 純 物 產 生 分 散 效 應 , 避 免 不 純 物 積 存 於 爐 管 內 而 產 生 積 垢 ( SCALE )。 註 3
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1: 磷 酸 鹽 可 以 防 止 形 成 碳 酸 鈣 、 硫 酸 鈣 及 矽 酸 鈣 水 垢 積 存 在爐內,而且磷酸鹽將先與鈣形成不溶性之磷酸鈣,利 用 爐 水 排 放 至 爐 外 , 並 調 整 爐 水 pH 值 , 避 免 產 生 苛 性 腐蝕問題。 2: 消 泡 劑 可 以 阻 止 爐 水 之 溶 解 物 或 鹼 度 過 高 時 發 生 CARRYOVER 現 象 , 所 以 可 提 高 爐 水 之 濃 縮 倍 數 , 減 少 爐水排放,進而節省燃料。 3: 分 散 劑 將 會 吸 附 各 種 不 溶 性 金 屬 化 合 物 之 細 小 顆 粒 , 藉 著相同電荷的排斥作用,不致結合成大粒子沉積於爐 內,隨爐水排放時排出爐外,保持爐內乾淨,減少燃料 之耗損。 :

b.Coordinated pH/PO4 Control 原 理 說 明

如 附 件 , 對 于 9 0 0 p s i ~ 2 0 0 0 p s i 之 高 壓 鍋 爐 , 爐 水 之 N a / P O4 M o l a r R a t i o 控 制 于 2 . 7 : 1 ( M a x ) a n d 2 . 2 : 1 ( M i n )當 爐 水 中 有 F r e e Caustic 介 入 時 , 反 應 如 下 : Na2HPO4 + NaOH Na3PO4 + H2O Caustic Corrosion 發 生 。

可 將 此 Free Caustic 消 耗 , 避 免 C.飼 水 及 冷 凝 水 處 理 劑 使 用 藥 品 : XXXX (中 和 胺 )

是 一 種 複 合 性 胺 (Amine), 由 數 種 不 同 汽 液 分 配 比 值 (Distribution ratio) 之揮發性胺所組成,可調整飼水、 冷 凝 水 於 適 當 的 pH 值 , 保 護 飼 水 和冷凝水管線免於酸性腐蝕。 CO2 + H2O R-NH2 + H+ H+ + HCO3R-NH3+

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五. 加藥點及加藥量
XXXX 加藥點:飼水泵浦入口 添加量:以純水補充量來計算,添加 2ppm。

44.2Ton/Hr×2ppm×24Hr/Day×30Day/Mon=64Kg/Mon

XXXX 加藥點:脫氣槽內 添加量:以鍋爐補給水量添加 0.3ppm。

200Ton/Hr×0.3ppm×24Hr/Day×30Day/Mon=43Kg/Mon

XXXX 加藥點:節熱器入口 添加量:以鍋爐給水量添加 2ppm.

200Ton/Hr×2ppm×24Hr/Day×30Day/Mon=288Kg/Mon

六 .水 質 控 制
鍋爐水: pH 導電度 SiO2 PO4
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9~ 9.5 < 50 < 0.5 4~ 7

?mho / cm

ppm as SiO2 ppm as PO4
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冷凝水: pH Fe SiO2 飼水: pH Fe Cu

8.6~ 9.0 < 0.02 < 0.02

ppm as Fe ppm as SiO2

8.8~ 9.2 0.01 0.01

ppm as Fe ppm as Cu

七. 服務項目
A.定 期 取 樣 分 析 ,迅 速 提 出 化 驗 結 果 (每 週 至 少 一 次 ) . . .

B.指 導 藥 品 正 確 添 加 及 穩 定 控 制 C.遇 水 質 有 異 常 狀 況 時

,提 出 適 當 建 議 .

D.定 期 作 綜 合 研 討 及 服 務 報 告 E.會 同 檢 視 及 討 論 處 理 效 果 .

G.歲 修 時 , 提 供 內 視 鏡 檢 視 爐 管

. .

H.提 供 溶 氧 分 析 儀 , 監 測 水 中 溶 氧 I.免 費 提 供 鍋 爐 鹼 煮 藥 劑 .

八. 結語
XXX 浸 淫 水 處 理 已 近 百 年 , 為 世 界 上 水 處 理 界 的 權 威 , XXXX 其 技 術 和 經 驗 , 服 務 台 灣 各 大 工 廠 ( 請 參 閱 實 績 表 ), 於 新 竹 高 雄 各 擁 有 一 間 完 善 的 水 質 化 驗 室 , 同 時 於 八 十 四 年 初 取 ISO-9002 認 證 , 品 保 制 度 水 準 獲 得 肯 定 , 並 以 專 業 的 售 後 務,發揮藥品處理效果,建立多年來良好的信譽。 竭誠期盼能為
XXXX 有限公司

承 ﹑ 得 服

貴廠服務,使鍋爐系統達到更高效率。
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XXXX 股 份 有 限 公 司 敬上

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