張維煒 戴云龍

（南京國能環(huán)保工程有限公司 江蘇南京 211102）

鍋爐水處理方法與技術(shù)措施之研究

張維煒 戴云龍

（南京國能環(huán)保工程有限公司 江蘇南京 211102）

隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，鍋爐在我國的應(yīng)用范圍十分廣泛。對(duì)鍋爐水的處理也成為行業(yè)內(nèi)的關(guān)注點(diǎn)，其處理技術(shù)也關(guān)系到鍋爐的使用期限和質(zhì)量，在鍋爐的管理中也十分重視鍋爐水的水處理。本文簡單分析水質(zhì)對(duì)鍋爐的影響，指出傳統(tǒng)鍋爐水處理方式的缺陷，提出較為有效性且環(huán)保的處理方式，以期提高水處理的質(zhì)量和延長鍋爐的使用壽命。

鍋爐水；處理方法；技術(shù)措施

1 水質(zhì)對(duì)使用鍋爐的影響

通常情況下，水質(zhì)對(duì)使用鍋爐的影響表現(xiàn)在兩個(gè)個(gè)方面，鍋爐爐壁被腐蝕、水垢和水渣對(duì)鍋爐的影響：

1.1 水質(zhì)對(duì)鍋爐的腐蝕

吸氧腐蝕是水質(zhì)腐蝕鍋爐中的一種，是由水中的溶解氧濃度決定的。這種腐蝕是破壞金屬最有力的方式之一，是局部潰瘍式的腐蝕。有化學(xué)實(shí)驗(yàn)表明，爐壁的腐蝕率和溶解水中的含氧量正相關(guān)的關(guān)系。吸氧腐蝕使得鍋爐金屬表面鼓泡，不能起到保護(hù)作用。然而金屬的腐蝕內(nèi)部缺氧形成了差異性的充氣電池，腐蝕的程度和范圍逐漸增大（如圖1）。

圖1 爐壁充氣差異腐蝕

酸腐蝕是另外一種腐蝕形式。因?yàn)槎趸荚谒腥芙獍l(fā)生化學(xué)反應(yīng)，會(huì)新增H+含量，使得水中的陰極反應(yīng)加快，產(chǎn)生系氫腐蝕?；瘜W(xué)式為：2H++2e=H2析氫腐蝕和水的pH值有關(guān)，鐵的腐蝕速度在pH值小于4的時(shí)候快速增大，pH值在10～12的時(shí)候，腐蝕很小。所以防析氫腐蝕的有效方式就是將水的pH值控制在10～12間。

圖2 析氫腐蝕速率

1.2 水垢泥渣對(duì)鍋爐的影響

熔入水中鹽類經(jīng)過時(shí)間的推移會(huì)從析出水，在爐壁上沉積，日積月累形成水垢。有的物質(zhì)會(huì)在水中沉積下來，在鍋底部形成泥渣，但排污方式可以排出泥渣。通過一系列化學(xué)反應(yīng)，在鍋爐體內(nèi)形成水垢的時(shí)候由兩種晶體結(jié)構(gòu)：①方解石晶體，這類晶體容易形成泥渣，粘結(jié)性很小，結(jié)構(gòu)疏松。②文石型晶體粘性和密度較大，在爐壁形成了水垢。水垢的導(dǎo)熱系數(shù)極低，僅為鋼的1/10。爐壁的水垢使得鍋爐的傳熱能力下降，某些部位的鍋爐又會(huì)溫度過高，偶爾會(huì)引起管子被燒彎或者鼓泡，嚴(yán)重的會(huì)燒塌燃燒室。

2 鍋爐水處理方式

傳統(tǒng)的鍋爐水處理方式有幾種，無機(jī)阻垢劑、協(xié)調(diào)磷酸鹽、除氧和聚合磷酸鹽四種。這些傳統(tǒng)的處理方法有很好的阻垢效果，也有延緩腐蝕的作用。但其間也會(huì)產(chǎn)生磷，大量的磷排入到水中，就引起水的富氧化，這樣的環(huán)境適合藻類植物生長，水體的含氧量降低，逐漸形成缺氧的環(huán)境，水生物會(huì)因窒息而死，破壞了生態(tài)平衡。

2.1 鍋爐水的傳統(tǒng)處理方式

無機(jī)阻垢劑，鍋爐水處理中最常用的方式是無機(jī)阻垢劑，主要利用Na3PO4和Na2CO3加入鍋爐中，使得鍋爐的水可以有適當(dāng)?shù)膒H和堿度，在和硬度雜質(zhì)反應(yīng)后產(chǎn)生相應(yīng)的生成物就會(huì)隨排污方式排出爐體。其中加藥過程中就需要控制好排污，避免形成二次水垢。無機(jī)阻垢劑的劣勢在于不能消除鍋爐水中的雜質(zhì)鐵。

聚合磷酸鹽可以和水中Ca2+等構(gòu)成絡(luò)合物，不能直接投入鍋爐，因?yàn)殄仩t中的水會(huì)和它發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生的物質(zhì)會(huì)使得絡(luò)合效果不明顯。使用的時(shí)候是把藥劑加在管道專門的設(shè)備或者加藥裝置中，增強(qiáng)去垢效果。

協(xié)調(diào)磷酸鹽，在無機(jī)阻垢劑的使用中，水中存在暫時(shí)硬度，在接下來化學(xué)反應(yīng)中，就容易使得鍋爐水堿度大增。為了防止水的堿度超標(biāo)，需要在鍋爐水中添加適當(dāng)?shù)牧姿岫溻c（Na2HPO4）控制水的堿度。

除氧主要利用熱力進(jìn)行或者利用亞硫酸鈉（Na2SO3）達(dá)到除氧目的。亞硫酸鈉與氧氣反應(yīng)生成硫酸鈉（Na2SO4）。其化學(xué)式是：2Na2SO3+O2=2Na2SO4

2.2 新型鍋爐水處理方式

近幾年，我國研究做了大量的試驗(yàn)工作，取得了一定的進(jìn)展，找到了比磷酸鹽更有效的處理藥劑-聚丙烯酸，其效果處理效果比傳統(tǒng)方式更為簡單，環(huán)保效果也更好。簡單對(duì)比磷酸鹽和聚丙烯酸在水處理中的效果。

聚丙烯酸在水處理中的除垢防垢效率較好。質(zhì)量通常情況下，其相對(duì)的分子是104以下，在具體的處理過程中，只需要使用少量的ppm就可以達(dá)到控制結(jié)垢的效果。因?yàn)樵阱仩t中有還原性物質(zhì)和高溫中發(fā)生還原分解反應(yīng)，使得在傳統(tǒng)處理方式中幾乎不會(huì)在水中添加有機(jī)物。聚丙烯酸可以保證在300℃的鍋爐水中使用，不會(huì)發(fā)生任何化學(xué)反應(yīng)，具有良好穩(wěn)定性。此外，聚丙烯酸在穩(wěn)定pH值，它是一種弱酸性物質(zhì)，和氫原子反應(yīng)之后形成的是有機(jī)酸鹽，成為弱酸鹽的緩沖器，控制了水中的pH值。在聚丙烯酸中沒有磷成分和氮成分，在反應(yīng)中也不會(huì)生成這兩種物質(zhì)，外排的水不會(huì)引起水體富營養(yǎng)化，可以保持生態(tài)平衡，就有很高的生態(tài)效益。

3 結(jié)束語

水質(zhì)影響鍋爐的正常使用壽命，對(duì)鍋爐水的處理方法中，應(yīng)盡量延緩鍋爐腐蝕，且不產(chǎn)生污染環(huán)境的物質(zhì)。我們傳統(tǒng)的方法有很好的延緩腐蝕的作用，同時(shí)也產(chǎn)生的負(fù)面影響。為了取得雙贏，不斷研發(fā)新型的鍋爐水處理方式，運(yùn)用更有效環(huán)保的藥劑處理，提高鍋爐的使用期限，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益的統(tǒng)一。

[1]吳春艷，徐合力.鍋爐水處理方法及改進(jìn)措施研究[J].中國水運(yùn)（學(xué)術(shù)版），2007，05：39～41.

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