工业锅炉用水的水质要求非常严格，这是确保锅炉安全、高效、经济运行和延长使用寿命的关键。不良的水质会导致锅炉结垢、腐蚀、爆管等一系列严重问题。水质预处理则是为了满足这些要求而采取的工艺措施。
一、工业锅炉用水的主要水质要求
主要依据国家标准GB/T 1576-2018《工业锅炉水质》，具体要求会根据锅炉的压力等级、结构形式、有无过热器、蒸汽用途等有所不同。核心控制指标包括：
1、硬度
危害：是导致锅炉结垢（主要是碳酸钙、硫酸钙）的最主要原因。水垢导热性差（仅为钢材的1/30至1/50），导致受热面传热恶化，锅炉效率下降，燃料浪费（1mm厚水垢可导致约8%燃料浪费），严重时引起金属过热、鼓包、爆管。
要求：非常低，通常要求接近于零。标准规定锅水硬度指标主要是为了防止给水残留硬度在锅内结垢，实际控制主要靠给水软化/除盐预处理。例如，额定工作压力 ≤ 1.0 MPa 的锅炉，给水总硬度要求≤ 0.030 mmol/L；更高压力的锅炉要求更严格或为零。
2、碱度
作用与危害：适当的碱度（OH⁻, CO₃²⁻）可在金属表面形成保护膜，抑制腐蚀（特别是酸性腐蚀），并有助于防止结硬垢（使硬度成分形成疏松水渣，便于排污去除）。但过高碱度会导致：
苛性脆化：在高应力和高浓度NaOH作用下发生的应力腐蚀开裂，极其危险。
汽水共腾：锅水起泡、水位剧烈波动，蒸汽携带大量含盐水分，污染蒸汽品质，损坏过热器和用汽设备。
加速腐蚀（在局部浓缩区域）。
要求：需要控制在合适范围内，标准对不同压力、不同炉型的锅水碱度有明确上限和下限规定（如6-26 mmol/L 或 10-26 mmol/L 等，具体看压力和炉型）。给水碱度通常也有上限要求（如 ≤ 2.0 mmol/L）。
3、pH值
作用：直接反映水的酸碱性，是控制腐蚀的关键指标。pH值过低（酸性）会加速氢去极化腐蚀和酸性腐蚀；pH值过高（碱性过强）也可能促进腐蚀（如苛性脆化）或影响蒸汽品质。
要求：给水pH值通常要求 > 7 (偏碱性)，一般在 8.5-10.5 范围内。锅水pH值要求更高，通常在 10-12 范围内。具体数值标准有明确规定。
4、溶解固形物 / 含盐量 / 电导率
危害：高含盐量会导致锅水浓度过高，易引起汽水共腾，蒸汽携带盐分增多，污染蒸汽品质。也是衡量锅水浓缩程度的重要指标。
要求：主要通过控制锅水溶解固形物（TDS）或 氯离子（Cl⁻） 含量（间接反映含盐量）或电导率来管理。标准根据不同锅炉压力和有无过热器规定了严格的上限值（如 2000 mg/L 到 5000 mg/L 不等，压力越高要求越严）。通过连续排污来控制锅水浓度在标准范围内。给水含盐量越低越好，通常通过预处理降低。
二、工业锅炉水质预处理的主要措施
预处理的目标是将原水（自来水、地下水、地表水）处理成符合上述锅炉给水水质要求的软化水或除盐水。通常是一个组合工艺：
1、预处理：去除悬浮物、胶体、部分有机物和微生物。
多介质过滤：利用不同粒径的石英砂、无烟煤等滤料，通过机械截留作用去除水中残留的悬浮颗粒和絮体。
活性炭过滤：吸附去除水中的有机物、余氯、色度和异味。保护后续的离子交换树脂或膜元件免受氧化和污染至关重要。
2、软化：去除导致结垢的钙、镁离子（硬度）。
钠离子交换软化：最常用、最经济的方法。利用钠型阳离子交换树脂（NaR）与水中的Ca²⁺、Mg²⁺交换，释放出Na⁺。处理后的水硬度很低（可降至0.03 mmol/L以下），但含盐量（Na⁺）升高，碱度不变。
树脂失效后用浓食盐水（NaCl溶液）再生（将树脂上的Ca²⁺、Mg²⁺置换下来，重新转换为Na型）。
3、除盐：深度去除水中几乎所有的阴阳离子（盐分），得到高纯水。
反渗透：利用高压使水分子透过半透膜，而绝大部分盐分、有机物、微生物、胶体等被截留。是当前主流的预除盐技术，能去除90-99%的离子、有机物、硅、微生物等。需要良好的预处理保护膜元件。产水仍需进一步精处理（如混床）。
离子交换除盐：
复床系统：阳床（H型树脂） + 除碳器（去除CO₂） + 阴床（OH型树脂）。阳床去除阳离子产生酸，除碳器脱除CO₂，阴床去除阴离子产生OH⁻，与H⁺结合成水。出水纯度较高。
混合床：将阳、阴离子交换树脂均匀混合在一个交换器内。水流过时，阴阳离子交换反应同时完成，相当于无数级复床串联，出水纯度最高（电导率可达0.1 μS/cm以下），常用于反渗透或复床后的精处理。再生时需要将两种树脂分层，分别用酸、碱再生，再混合均匀。
电除盐：将离子交换树脂填充在电渗析器的隔膜之间，在直流电场作用下实现离子的定向迁移去除和树脂的连续电再生。可连续产高纯水，无需酸碱再生化学药剂，但投资较高。通常作为反渗透后的精处理。
4、加药处理（锅内处理）：预处理后的给水进入锅炉后，通常还需进行锅内加药处理作为补充。
阻垢剂：用于进一步防止残余硬度结垢，并促使已形成的垢转化为松散水渣随排污排出。
缓蚀剂：用于抑制锅内金属的腐蚀。
pH调节剂：用于维持锅水pH在合格范围。
三、关键要点总结
1、源头控制：预处理是保证锅炉安全经济运行的基础，核心目标是除硬、除氧、降碱、除盐（根据需求）、除浊、除油。
2、组合工艺：没有一种方法能解决所有问题。需要根据原水水质、锅炉参数（压力、容量、结构）、蒸汽用途、运行成本等因素，选择最经济有效的组合工艺（如：多介质过滤+活性炭过滤+钠离子软化；或 多介质过滤+活性炭过滤+反渗透+混床）。
3、标准遵循： 严格遵循 GB/T 1576-2018 或其他适用的标准规范。
4、监测与排污：对给水、锅水进行严格的定期化验（硬度、碱度、pH、氯根、磷酸根、电导率等），并根据化验结果科学地进行连续排污和定期排污，控制锅水水质指标在标准范围内。
5、设备维护：对预处理设备（过滤器、软水器、RO系统）和加药设备进行定期维护、再生、清洗和更换耗材，确保其始终处于良好工作状态。
选择合适的水处理方案并进行有效管理，是保障锅炉安全、高效、长寿命运行的关键投资。
