对热水锅炉最佳水处理工艺的探讨

对热水锅炉最佳水处理工艺的探讨

钱锐

烟台市特种设备检验研究院山东烟台264000

摘要：目前低压热水锅炉普遍使用钠离子交换作为锅炉给水，起到了防垢的效果，但再生液污染水源日益严重，同时热水锅炉在运行中以二氧化碳腐蚀为主，针对上述问题，在低压热水及常压热水锅炉中选择什么样的水处理方法最佳，既满足工业锅炉水质标准要求，又起到防垢、防腐的目的。这就给我们提出了探讨的课题。

关键词：热水锅炉；水处理；措施

目前低压热水锅炉普遍使用钠离子交换作为锅炉给水，起到了防垢的效果，但再生液污染水源日益严重，同时热水锅炉在运行中以二氧化碳腐蚀为主，针对上述问题，通过实践证明，对于国标允许范围内的锅炉采用锅内加药处理—防腐阻垢剂，可使热水锅炉从根本上解决了防垢、防腐问题，并收到明显的效果。

GB/T1576-2008《工业锅炉水质》第4.2.2作了明确规定，“对于额定功率小于或等于4.2MW承压热水锅炉和常压热水锅炉（管架式热水锅炉除外），可单纯采用锅内加药处理，但加药后的汽、水质量不得影响生产和生活；b.通过补加药剂使锅水pH值（25℃）控制在9.0~11.0.”这就是说，采用锅内加药处理必须维持锅水在一定的pH值，目的是保证锅炉金属受热面在弱碱性条件下运行，其主要目的是防腐，其次防垢。

目前，低压热水锅炉在使用过程中，为防止锅炉受热面结垢，采用软化法—即钠离子交换。虽然锅炉防垢问题得到了良好的解决，但地下水被食盐液污染日益严重，已经到了必须治理的地步，钠离子增加导致人类患高血压、心脏病及增加癌症患病机率，如果人类再不重视这个问题，就会造成我们人类赖以生存的水资源日益遭到严重的破坏。针对再生废液污染地下水源，危及人类赖以生存的水资源和人类健康已经到了迫在眉睫，必须治理的现状，业内人士已有多篇论著阐述，并呼吁保护我们人类共同的资源，减少和改善日趋严重的地下水污染现状。

在低压热水锅炉中单使用钠离子交换作为锅炉给水，其结果只能防垢，不能防腐，而热水锅炉在运行中的腐蚀是以二氧化碳为主。在低压热水及常压热水锅炉中选择什么样的水处理方法最佳，既满足工业锅炉水质标准要求，又起到防垢、防腐的目的。这就给我们提出了探讨的课题。

一、低压热水锅炉及常压热水锅炉水处理方法应选择锅内加药处理，减少钠离子交换再生废液对地下水的污染的处理措施。

目前我国地下水源遭受日益严重污染，已严重危害人民的身体健康！尤其是北方有供暖锅炉房的地区，地下水被污染的程度更为严重，已经到了必须治理的地步。钠离子交换水处理，再生废液排放在地下水中，成为污染地下水的主要来源；而这种污染是永久性的污染。排到地下水的食盐其阳离子为钠离子、阴离子为氯离子。

钠离子交换软化水只能去掉水中的硬度，不能脱去碱度，它只能防垢、不防腐，腐蚀性大的自来水运行费用高，设备投资大，对地下水又造成严重的永久性污染。针对钠离子交换的特点，国标GB/T1576-2008《工业锅炉水质》标准特别对热水锅炉作了明确规定。但应看到，当前锅炉投药的种类繁多，必须根据当地水质，因炉、因地制宜选择锅炉投药的最佳方法，以保证锅炉安全经济运行。

二、热水锅炉及常压热水锅炉在运行中以二氧化碳腐蚀和垢下腐蚀为主的处理措施。

在锅炉检验中证明：热水锅炉及常压热水锅炉在供暖期间，给水中存在着氧，但不是以氧腐蚀为主。腐蚀往往是由于水中的碱度过低，pH值在电中性出现的酸腐蚀，低温腐蚀。对于热水锅炉和采暖系统来讲，在运行中以CO2腐蚀和垢下腐蚀为主；以氧腐蚀为辅，在停炉后，以氧腐蚀为主，也就是说，在运行中CO2即使锅炉发生酸腐蚀，，又使锅炉发生电化学腐蚀。当生水碱度大时，生水中的碱度进入锅炉受热分解即产生CO2，这是锅水中CO2的主要来源。

软化水2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑

生水Ca（HCO3）2=CaCO3↓+H2O+CO2↑

水中的CO2可使水中产生H+与溶解氧同是腐蚀电池中阴极去极化剂，使阳极铁遭受腐蚀。

CO2+H2O=H2CO3=H++HCO3-=2H++CO32-

在腐蚀电池中的阳极反应Fe→Fe2++2e

在腐蚀电池中的阴极反应2H++2e→H2

二氧化碳能促进铁的腐蚀，铁初期腐蚀产物Fe（OH）2能和CO2作用，生成溶解于水的碳酸氢亚铁。当有O2存在时，进而氧化成氢氧化铁，同时放出CO2。游离出来的CO2可再与氢氧化亚铁作用，使腐蚀过程连续不断，反应如下：Fe2++2OH-=Fe（OH）2

Fe（OH）2+2CO2=Fe（HCO3）24Fe（HCO3）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3↓+8CO2↑

有资料介绍，热水锅炉CO2腐蚀量是氧腐蚀的20倍，在冬季我国北方地区补给水的溶解氧含量约为10mg/L，相当于1.3mmol/L，而生水的碱度一般都≥3mmol/L.因此在系统中CO2的含量是溶解氧的二倍多。又由于CO2具有反复参加腐蚀反应特性，只要补水就会增加CO2的浓度，因此其危害极大。

低压热水锅炉及常压热水锅炉防腐可投加“防腐阻垢剂”。热水锅炉处理的宗旨是因炉、因水、因地制宜。无论采用何种加药方法都应满足下述三个条件：①保证锅炉安全可靠，经济合理运行。②水处理费用低。③操作简单，易于控制管理。针对热水锅炉采用钠离子交换再生液对环境和水源污染问题，运行中热水锅炉以二氧化碳腐蚀为主因素，就必须寻找优良的水处理方法，解决热水锅炉及常压热水锅炉腐蚀和防垢。近几年，烟台热力公司的几台热水锅炉在采用钠离子交换给水和使用YZ-101防腐阻垢剂的条件下进行试验。

在试验中控制以下环节：

第一、投药量的控制。每M3YZ-101防腐阻垢剂200g，以后每补加1M3软水投加70-100g.

第二、锅水pH值控制。使锅水的pH值维持在《工业锅炉水质》标准范围内，pH值9.0~11.0，当锅水pH值低于8.5时补加YZ-101防腐阻垢剂，使锅炉受热面维持在弱碱性条件下。

第三、出水温度的控制。出水温度控制在75—95℃。

在试验过程中，供暖站管理人普遍反映，锅炉失水大大减少，单独使用YZ-101防腐阻垢，操作简单、节约费用，是热水锅炉锅内投药的一种选择。经过几个供暖期的运行，我们锅炉检验人员发现锅炉内部状况良好，已形成良好的保护膜，使用YZ-101防腐阻垢剂的锅炉效果达到了防腐阻垢的目的。我认为，在低压热水锅炉及常压热水锅炉中采用投加防腐阻垢剂是可行的，是目前锅内水处理方法的一种选择。

参考文献

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[2]于秀荣.锅炉水处理方法浅析[J].城市建设理论研究：电子版，2012（22）.

[3]杨洋.浅析如何解决锅炉水处理中存在的问题[J].活力，2013（24）：80-80.