馬銘潞（廣東省特種設(shè)備檢測研究院珠海檢測院，廣東 珠海 519000）

鍋爐水介質(zhì)檢測淺談珠海市工業(yè)鍋爐加藥處理的常用藥劑

馬銘潞（廣東省特種設(shè)備檢測研究院珠海檢測院，廣東 珠海 519000）

鍋爐加藥水處理是鍋爐水質(zhì)調(diào)節(jié)的常用方法，一般分為單純鍋內(nèi)加藥水處理和鍋外處理后的補(bǔ)充加藥處理。它通過把易形成水垢的物質(zhì)，轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢耘诺舻乃?，從而防止或減緩水垢的形成，防止鍋爐發(fā)生金屬腐蝕。本文針對(duì)珠海市工業(yè)鍋爐加藥處理的常用藥劑進(jìn)行探究。

工業(yè)鍋爐;加藥處理

1 工業(yè)鍋爐加藥處理的適用范圍

（1）根據(jù)GB/T1576-2008《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，額定蒸發(fā)量小于或等于4t/h，且額定蒸汽壓力小于或等于1.3MPa的自然循環(huán)蒸汽鍋爐、對(duì)水汽質(zhì)量無特殊要求的汽水兩用鍋爐、額定功率小于或等于4.2MW非管架式承壓的熱水鍋爐和常壓熱水鍋爐，均采用單純鍋內(nèi)加藥水處理。

（2）有下列情況之一的工業(yè)鍋爐，要進(jìn)行鍋爐加藥補(bǔ)充處理

1.采用鍋外水處理額定蒸汽壓力大于1.0MPa的自然循環(huán)蒸汽鍋爐和汽水兩用鍋爐。

2.貫流鍋爐和直流鍋爐。

2 鍋爐水質(zhì)調(diào)節(jié)常用藥劑

2.1 氫氧化鈉

（1）有效消除給水中的硬度：

(2)防止結(jié)垢物質(zhì)在金屬表面生成水垢，鍋水中存在大量的碳酸鈉晶粒，存在大量的氫氧根（OH-），吸附在正電荷碳酸鈉晶粒周圍，阻止其合并長大，同時(shí)防止在鍋爐金屬表面附著，生成水垢。

（3）保持鍋水的堿度，當(dāng)滿足PH9.5~PH11.5，鍋爐金屬表面可以生成穩(wěn)定的保護(hù)膜，阻止氧對(duì)鍋爐金屬的腐蝕。

但是，需要注意的是，選擇氫氧化鈉做單一的除垢劑，只能消除碳酸鹽硬度和鎂硬度，而不能消除水中的鈣硬度，所以仍會(huì)造成鍋爐結(jié)垢，建議與碳酸鈉配合使用。

2.2 碳酸鈉

（1）與水中非碳酸鹽硬度反應(yīng)：

其中MgCO3又會(huì)水解成溶解度更小的Mg(OH)2沉淀：

(2)在鍋水中會(huì)部分水解成NaOH,因此具有氫氧化鈉的作用。其水解反應(yīng)為：

由于碳酸鈉的水解率將隨著鍋爐壓力的增高而增大，碳酸鈉水解后生成的CO2將隨著鍋水的蒸發(fā)而進(jìn)入蒸汽系統(tǒng)，尤其當(dāng)給水未除氧或者除氧效果不好的時(shí)候，氧和二氧化碳的共同作用將使腐蝕更為嚴(yán)重。因此，碳酸鈉只適用于壓力較低的工業(yè)鍋爐單純加藥處理，而不宜用作軟化處理后的調(diào)節(jié)處理，也不易用作中高壓的鍋內(nèi)加藥處理。

（3）氫氧化鈉或碳酸鈉加藥量計(jì)算

2.2.1 鍋爐開始投入運(yùn)行時(shí)每t給水所需加藥量：

2.2.2 鍋爐正常運(yùn)行時(shí)所需加藥量：

JD鍋－鍋水保持的堿度（mmol/L）

YD給水－給水總硬度（mmol/L）

JD給－給水總堿度（mmol/L）

P－鍋爐排污率（%），一般為5%～10%

53－碳酸鈉摩爾質(zhì)量

當(dāng)給水中的堿度大于給水中的硬度，此時(shí)在鍋爐運(yùn)行時(shí)就無需再加碳酸鈉，只需控制鍋爐的排污率要過大，否則會(huì)造成鍋水中的堿度降低，久而久之會(huì)形成水垢，腐蝕鍋爐。

2.2.3 磷酸三鈉

很好的阻垢劑，水解不受溫度、壓力的影響，一般作為水渣調(diào)節(jié)劑，消除殘余硬度，同時(shí)還可以調(diào)節(jié)鍋水的PH，適用于任何壓力的汽包鍋爐。

（1）能與水中的硬度物質(zhì)反應(yīng)，生成水渣。

在沸騰的鍋水中，PH達(dá)到10左右，磷酸根離子還能與鈣離子生成流動(dòng)性很強(qiáng)的堿式磷酸鈣水渣，他是一種難溶化合物，只要保持鍋水中含有定量的PO43-，Ca2+含量就比較少，致使Ca2+沒有機(jī)會(huì)與SO42-和SiO32-形成難以清除的硫酸鹽和硅酸鹽水垢。

鍋水中磷酸鹽濃度應(yīng)根據(jù)給水水質(zhì)來控制。當(dāng)給水無硬度時(shí)，鍋水磷酸根的濃度宜控制在標(biāo)準(zhǔn)低限為好；當(dāng)給水中有硬度時(shí)，為了防止受熱面結(jié)垢，磷酸根濃度應(yīng)控制稍高些。

磷酸鹽處理時(shí)給水硬度較高時(shí)，加藥量就會(huì)增大，鍋水含鹽量增高，水渣增多，影響蒸汽品質(zhì)，造成排污過多的熱能浪費(fèi)，經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)。過多的磷酸根會(huì)和鎂離子形成粘性很大的磷酸鎂沉淀，粘附在鍋爐上形成水垢。此外磷酸根會(huì)和鈣離子反應(yīng)生成游離的氫氧化鈉，造成鍋水的PH升高。

（2）加藥量計(jì)算

采用鍋內(nèi)加藥：

YD－原水硬度（mmol/L）

采用加藥補(bǔ)充處理：

4－Na3PO4·12H2O與PO43-的摩爾質(zhì)量比

28.5 －1mol（1/2Ca2+）變?yōu)镃a10(OH)2(PO4)6水渣所需PO43-濃度（mg/L）

YDC－給水殘余硬度（mmol/L）

e－鍋爐水應(yīng)維持的PO43-濃度（mg/L）

V－鍋爐水容量

ε－工業(yè)磷酸三鈉Na3PO4·12H2O的純度，一般為95%～98%

P－鍋爐排污率（%）

Q－每小時(shí)鍋爐給水量（t/h）

綜上所述，鍋內(nèi)加藥水處理的優(yōu)點(diǎn)有很多，簡單快捷，相對(duì)于鍋外離子交換法而言，節(jié)約大量用水，減少對(duì)環(huán)境的污染。但是缺點(diǎn)對(duì)鍋爐排污控制要求嚴(yán)格，排污量和熱損失相對(duì)較大，且適用于小型工業(yè)鍋爐。當(dāng)給水中的永久硬度較大選擇以碳酸鈉為主的防垢劑，當(dāng)暫時(shí)硬度較大選擇以氫氧化鈉為主的防垢劑。鍋爐運(yùn)行壓力超過1.5MPA時(shí)，隨著鍋爐壓力逐漸升高，碳酸鈉在水中的分解率急劇增大，不再適用阻垢防垢。考慮添加磷酸鹽的時(shí)候，給水必須采用離子交換處理法后，且硬度很小的時(shí)候使用，或者是磷酸鹽含量較少的情況下適合使用。

[1]許興煒，鍋內(nèi)加藥進(jìn)行鍋水處理北京，中國特種設(shè)備研究院.

[2]GB/T1576-2008《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》.

[3]《鍋爐水處理及質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)》北京，中國鍋爐水處理協(xié)會(huì).

圖-1熱效應(yīng)曲線

從圖-1可以看出該反應(yīng)過程屬于典型的加料控制反應(yīng)，自動(dòng)加料開始時(shí)，熱生成速率迅速上升，加料結(jié)束迅速下降，但是反應(yīng)仍然有一定的滯后，加料完畢時(shí)，熱轉(zhuǎn)化率為70.0%，還有部分原料未能轉(zhuǎn)化完畢。最大放熱功率出現(xiàn)在加料完畢時(shí)（Qr?max=87.5W），反應(yīng)的絕熱溫升△Tad=10.527K，則水解反應(yīng)的MTSR=50+△Tad=60.527℃<100℃（溶劑水的沸點(diǎn)）。

總之RC1e反應(yīng)量熱儀是一種了解實(shí)驗(yàn)過程中熱效應(yīng)的工具，但是需要詳細(xì)了解軟件編程的相關(guān)知識(shí)后才能真正有效利用。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉純,潘旭海,陳發(fā)明等.反應(yīng)量熱儀RC1在華工熱危險(xiǎn)性分析中的應(yīng)用[J].工業(yè)安全與環(huán)保,2011,37(5):26-32.

[2]朱勇,王玉,劉建利等.ADN合成過程的熱效應(yīng)[J].含能材料,2012,20(6):735-738.

[3]周誠,朱勇,王伯周等.FOX-7合成過程中硝化反應(yīng)的熱危險(xiǎn)性[J].含能材料,2014,22(1):53-56.

馬銘潞（1988-），女，漢族，山東省萊州市，本科，助理工程師。