鍋爐水介質檢測淺談珠海市工業鍋爐加藥處理的常用藥劑

馬銘潞（廣東省特種設備檢測研究院珠海檢測院，廣東 珠海 519000）

鍋爐水介質檢測淺談珠海市工業鍋爐加藥處理的常用藥劑

馬銘潞（廣東省特種設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調節的常用方法，一般分為單純鍋內加藥水處理和鍋外處理后的補充加藥處理。它通過把易形成水垢的物質，轉變為可以排掉的水渣，從而防止或減緩水垢的形成，防止鍋爐發生金屬腐蝕。本文針對珠海市工業鍋爐加藥處理的常用藥劑進行探究。

工業鍋爐;加藥處理

1 工業鍋爐加藥處理的適用范圍

（1）根據GB/T1576-2008《工業鍋爐水質》標準規定，額定蒸發量小于或等于4t/h，且額定蒸汽壓力小于或等于1.3MPa的自然循環蒸汽鍋爐、對水汽質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，均采用單純鍋內加藥水處理。

（2）有下列情況之一的工業鍋爐，要進行鍋爐加藥補充處理

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 鍋爐水質調節常用藥劑

2.1 氫氧化鈉

（1）有效消除給水中的硬度：

(2)防止結垢物質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，同時防止在鍋爐金屬表面附著，生成水垢。

（3）保持鍋水的堿度，當滿足PH9.5~PH11.5，鍋爐金屬表面可以生成穩定的保護膜，阻止氧對鍋爐金屬的腐蝕。

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，所以仍會造成鍋爐結垢，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：

其中MgCO3又會水解成溶解度更小的Mg(OH)2沉淀：

(2)在鍋水中會部分水解成NaOH,因此具有氫氧化鈉的作用。其水解反應為：

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將隨著鍋水的蒸發而進入蒸汽系統，尤其當給水未除氧或者除氧效果不好的時候，氧和二氧化碳的共同作用將使腐蝕更為嚴重。因此，碳酸鈉只適用于壓力較低的工業鍋爐單純加藥處理，而不宜用作軟化處理后的調節處理，也不易用作中高壓的鍋內加藥處理。

（3）氫氧化鈉或碳酸鈉加藥量計算

2.2.1 鍋爐開始投入運行時每t給水所需加藥量：

2.2.2 鍋爐正常運行時所需加藥量：

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－碳酸鈉摩爾質量

當給水中的堿度大于給水中的硬度，此時在鍋爐運行時就無需再加碳酸鈉，只需控制鍋爐的排污率要過大，否則會造成鍋水中的堿度降低，久而久之會形成水垢，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，一般作為水渣調節劑，消除殘余硬度，同時還可以調節鍋水的PH，適用于任何壓力的汽包鍋爐。

（1）能與水中的硬度物質反應，生成水渣。

在沸騰的鍋水中，PH達到10左右，磷酸根離子還能與鈣離子生成流動性很強的堿式磷酸鈣水渣，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+沒有機會與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根據給水水質來控制。當給水無硬度時，鍋水磷酸根的濃度宜控制在標準低限為好；當給水中有硬度時，為了防止受熱面結垢，磷酸根濃度應控制稍高些。

磷酸鹽處理時給水硬度較高時，加藥量就會增大，鍋水含鹽量增高，水渣增多，影響蒸汽品質，造成排污過多的熱能浪費，經濟浪費。過多的磷酸根會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。此外磷酸根會和鈣離子反應生成游離的氫氧化鈉，造成鍋水的PH升高。

（2）加藥量計算

采用鍋內加藥：

YD－原水硬度（mmol/L）

采用加藥補充處理：

4－Na3PO4·12H2O與PO43-的摩爾質量比

28.5 －1mol（1/2Ca2+）變為Ca10(OH)2(PO4)6水渣所需PO43-濃度（mg/L）

YDC－給水殘余硬度（mmol/L）

e－鍋爐水應維持的PO43-濃度（mg/L）

V－鍋爐水容量

ε－工業磷酸三鈉Na3PO4·12H2O的純度，一般為95%～98%

P－鍋爐排污率（%）

Q－每小時鍋爐給水量（t/h）

綜上所述，鍋內加藥水處理的優點有很多，簡單快捷，相對于鍋外離子交換法而言，節約大量用水，減少對環境的污染。但是缺點對鍋爐排污控制要求嚴格，排污量和熱損失相對較大，且適用于小型工業鍋爐。當給水中的永久硬度較大選擇以碳酸鈉為主的防垢劑，當暫時硬度較大選擇以氫氧化鈉為主的防垢劑。鍋爐運行壓力超過1.5MPA時，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候，給水必須采用離子交換處理法后，且硬度很小的時候使用，或者是磷酸鹽含量較少的情況下適合使用。

[1]許興煒，鍋內加藥進行鍋水處理北京，中國特種設備研究院.

[2]GB/T1576-2008《工業鍋爐水質》.

[3]《鍋爐水處理及質量監督檢驗技術》北京，中國鍋爐水處理協會.

圖-1熱效應曲線

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

總之RC1e反應量熱儀是一種了解實驗過程中熱效應的工具，但是需要詳細了解軟件編程的相關知識后才能真正有效利用。

參考文獻：

[1]劉純,潘旭海,陳發明等.反應量熱儀RC1在華工熱危險性分析中的應用[J].工業安全與環保,2011,37(5):26-32.

[2]朱勇,王玉,劉建利等.ADN合成過程的熱效應[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的熱危險性[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。