鍋爐水處理方法與技術措施之研究

張維煒 戴云龍

（南京國能環保工程有限公司 江蘇南京 211102）

鍋爐水處理方法與技術措施之研究

張維煒 戴云龍

（南京國能環保工程有限公司 江蘇南京 211102）

隨著工業的不斷發展，鍋爐在我國的應用范圍十分廣泛。對鍋爐水的處理也成為行業內的關注點，其處理技術也關系到鍋爐的使用期限和質量，在鍋爐的管理中也十分重視鍋爐水的水處理。本文簡單分析水質對鍋爐的影響，指出傳統鍋爐水處理方式的缺陷，提出較為有效性且環保的處理方式，以期提高水處理的質量和延長鍋爐的使用壽命。

鍋爐水；處理方法；技術措施

1 水質對使用鍋爐的影響

通常情況下，水質對使用鍋爐的影響表現在兩個個方面，鍋爐爐壁被腐蝕、水垢和水渣對鍋爐的影響：

1.1 水質對鍋爐的腐蝕

吸氧腐蝕是水質腐蝕鍋爐中的一種，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。有化學實驗表明，爐壁的腐蝕率和溶解水中的含氧量正相關的關系。吸氧腐蝕使得鍋爐金屬表面鼓泡，不能起到保護作用。然而金屬的腐蝕內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。因為二氧化碳在水中溶解發生化學反應，會新增H+含量，使得水中的陰極反應加快，產生系氫腐蝕。化學式為：2H++2e=H2析氫腐蝕和水的pH值有關，鐵的腐蝕速度在pH值小于4的時候快速增大，pH值在10～12的時候，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 水垢泥渣對鍋爐的影響

熔入水中鹽類經過時間的推移會從析出水，在爐壁上沉積，日積月累形成水垢。有的物質會在水中沉積下來，在鍋底部形成泥渣，但排污方式可以排出泥渣。通過一系列化學反應，在鍋爐體內形成水垢的時候由兩種晶體結構：①方解石晶體，這類晶體容易形成泥渣，粘結性很小，結構疏松。②文石型晶體粘性和密度較大，在爐壁形成了水垢。水垢的導熱系數極低，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溫度過高，偶爾會引起管子被燒彎或者鼓泡，嚴重的會燒塌燃燒室。

2 鍋爐水處理方式

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

2.1 鍋爐水的傳統處理方式

無機阻垢劑，鍋爐水處理中最常用的方式是無機阻垢劑，主要利用Na3PO4和Na2CO3加入鍋爐中，使得鍋爐的水可以有適當的pH和堿度，在和硬度雜質反應后產生相應的生成物就會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。無機阻垢劑的劣勢在于不能消除鍋爐水中的雜質鐵。

聚合磷酸鹽可以和水中Ca2+等構成絡合物，不能直接投入鍋爐，因為鍋爐中的水會和它發生化學反應，產生的物質會使得絡合效果不明顯。使用的時候是把藥劑加在管道專門的設備或者加藥裝置中，增強去垢效果。

協調磷酸鹽，在無機阻垢劑的使用中，水中存在暫時硬度，在接下來化學反應中，就容易使得鍋爐水堿度大增。為了防止水的堿度超標，需要在鍋爐水中添加適當的磷酸二氫鈉（Na2HPO4）控制水的堿度。

除氧主要利用熱力進行或者利用亞硫酸鈉（Na2SO3）達到除氧目的。亞硫酸鈉與氧氣反應生成硫酸鈉（Na2SO4）。其化學式是：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工作，取得了一定的進展，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方式更為簡單，環保效果也更好。簡單對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。質量通常情況下，其相對的分子是104以下，在具體的處理過程中，只需要使用少量的ppm就可以達到控制結垢的效果。因為在鍋爐中有還原性物質和高溫中發生還原分解反應，使得在傳統處理方式中幾乎不會在水中添加有機物。聚丙烯酸可以保證在300℃的鍋爐水中使用，不會發生任何化學反應，具有良好穩定性。此外，聚丙烯酸在穩定pH值，它是一種弱酸性物質，和氫原子反應之后形成的是有機酸鹽，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，在反應中也不會生成這兩種物質，外排的水不會引起水體富營養化，可以保持生態平衡，就有很高的生態效益。

3 結束語

水質影響鍋爐的正常使用壽命，對鍋爐水的處理方法中，應盡量延緩鍋爐腐蝕，且不產生污染環境的物質。我們傳統的方法有很好的延緩腐蝕的作用，同時也產生的負面影響。為了取得雙贏，不斷研發新型的鍋爐水處理方式，運用更有效環保的藥劑處理，提高鍋爐的使用期限，實現經濟效益與環境效益的統一。

[1]吳春艷，徐合力.鍋爐水處理方法及改進措施研究[J].中國水運（學術版），2007，05：39～41.

[2]沈 勤.水處理方法和改進措施在鍋爐應用中的探討[J].科技創新與應用，2015，26：141.

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1004-7344（2016）25-0229-01

2016-8-20