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大型热水锅炉的锅内处理探讨（修改稿）
BF－30A锅炉防腐阻垢剂的选择和应用
天津市河北区供热办金泰供热中心 陈家聪
摘要：本文通过分析供热企业对锅炉水处理的现状和供热锅炉面临结垢、腐蚀二大杀手的危害，提醒业内人士对供热锅炉水处理的重视，通过选用和应用北京化工大学化新通达清洗技术有限责任公司生产的BF－30a锅炉防腐阻垢剂过程，阐明了锅炉防腐阻垢剂选择的方法，通过对BF－30A锅炉防腐阻垢剂的使用，阐述了BF－30A锅炉防腐阻垢剂所具备的阻垢、防垢和防腐蚀的优良性能。
关键词：大型热水锅炉、锅内处理、BF－30A锅炉防腐阻垢剂、
性能
1.问题的提出
河北区供热办所属金泰供热中心是天津市一个大型燃煤供热站,目前它拥有2台29mw热水锅炉和3台58mw热水锅炉,共有换热站28个,供热面积达330万平方米,一次管网27公里,二次管网160公里。三年内准备再上70mw热水锅炉二台,供热面积将达到600万平方米, 拥有固定资产数亿。这么庞大的燃煤供热系统,如何安全供热,保证锅炉和管网的安全,延长设备使用寿命,保证国家的固定资产保值、升值,一直是我们所追求的目标和理想。在锅炉运行和供热行业中需要解决的问题众多,其中热水锅炉和大型供热系统的水处理问题一直未能排上日程,由于腐蚀和结垢的隐蔽性和长期性,以至它已成了热水锅炉和供热系统的二大杀手的今天, 仍不为业内人士所认识和重视。据辽宁省锅炉检验研究所统计,在检查在用的800台采暖锅炉中,有755台发生了不同程度的腐蚀和结垢,其中较严重的占20%,与国外相比我国的锅炉寿命仅为设计寿命的1/3－1/2,管网的寿命更短。可见锅炉给水处理已提升为锅炉和供热系统的一个必须解决的重要问题。本文抛砖引玉,以期引起对锅炉水处理的关注。
2.在热水锅炉和供热系统中腐蚀和结垢是设备安全,稳定供热的二大杀手 2.1结垢对设备安全,稳定供热的危害
不良水质中含有较多的有害杂质,这种水如果不经任何处理进入锅炉,水中杂质就会在锅炉中形成水垢和水渣,水垢的生成会极大地影响锅炉的导热能力,降低锅炉出力,不仅大量浪费煤、水、电等能源;锅炉结垢还会导致炉管局部过热,堵塞水冷壁管,产生钢材的蠕变,甚至爆管, 缩短锅炉的使用寿命,是安全供热的重大隐患。因此结垢是是影响热水锅炉运行和供热系统设备寿命的二大杀手之一。对于供热行业,锅炉和供热网占整个固定资产的80%－90%,这么庞大的资产日夜受到危险,难道说还不足以引起供热行业的重视？！ 2.2腐蚀是锅炉和供热系统的第一杀手
不良水质对锅炉和管网系统产生腐蚀,是另一个致命的问题,金属腐蚀会使金属件破坏,增加水中结垢成分,产生垢下腐蚀等等。热水锅炉锅水温度较低，一般处于未饱和状态，无水的蒸发浓缩,如果管理得当,补水量很小,即使水质较差,产生的水垢总量不会增加很多,也不致发生因水垢过厚而烧坏受热面。然而热水锅炉的运行腐蚀和停用腐蚀造成的泄漏,以及由此引起的腐蚀产物结垢问题,直接导致锅炉损坏,寿命缩短,大幅度增加维修费和大修费,更加严重地影响供热的安全。科学试验和实践证明锅炉的腐蚀对锅炉和管网的损害比结垢还要严重得多。是影响热水锅炉运行和供热系统设备寿命的第一杀手。由于设备和
管网腐蚀具有长期和隐蔽和特性，一般不易引起人们的警觉，有识之士更有须大声疾呼！
2.3业内人士认识上的滞后促使问题的难解
锅炉设备和管网的腐蚀和结垢一直是困扰供热安全和设备安全的二个难题,锅炉设备和管网的腐蚀和结垢的过程漫长,是在设备内部俏俏地进行,摸不着,看不见,只有在供热期完毕,打开人孔一看,惊讶之余,也只能是无可奈何, 水处理工作需要耐心、细心、韧性和责任心,业内人士认识上的滞后促使问题处于难解的境地，据有关人士反映第一批实行集中热水供热的锅炉和管网已有严重损坏，甚至不可收拾。
3.如何选取适合本单位的水处理的模式 3.1当前水处理的现状
目前在供热行业内水处理方法大致在如下几种:
A. 炉外处理:常用离子交换法+除氧器除氧。这是传统的做法,也是国家规定的模式。
B. 炉内处理:常用在系统中投入防腐阻垢剂。这是最近几年中掀起的新的模式。 C. 混合法: 炉外离子交换法+投入防腐阻垢剂。这也是常见的方法。 D. 只用离子交换法,阻垢不除氧。目前仍有,并且还不少。
E. 电渗析或反渗析法,由于运行费用等原因,在供热上几乎没有单位使用。 3.2对上述水处理方法的分析 3.21离子交换法+除氧器除氧
这是一般单位常用传统的模式。在我站新建时,就是按照这种传统的方法,设计采用了美国的SGQRN全自动水处理设备,还配备了一套解吸式除氧设备。但是锅炉运行起来后才发现除氧设备根本运行不了。虽然补水经过了除氧,但是锅炉和供热管网在运行过程中从水泵和其它泄漏点进入系统的氧,根本无法除掉,加上除氧需要把水用电加热,除氧需用的电能大得吓人，从安装后未使用过。进入系统的补水只有一点点,因此热水锅炉用除氧设备除氧的方法行不通。据本人了解供热系统的锅炉和管网只有很少的单位使用过除氧设备。因此除氧设备实际上在大多数单位是一个摆设。
离子交换法在除垢方面技术是十分成熟的,也的确能除去水的钙、镁离子,从而达到除垢的目的,但是经过处理的软水比原水有更大的腐蚀性,这点是大家原来未想到的。原水中含有天然缓蚀剂重碳酸钙,它是阴极性缓蚀剂,当在钢表面同阴极反应产物氢氧根离子相遇时,生成碳酸钙沉淀覆盖于阴极表面,阴极过程被抑制,钢的腐蚀速度减小。在软水中原有的天然缓蚀剂已不复存在,因而软水的腐蚀性增大。腐蚀产物覆盖于金属表面而形成垢的情况更加严重。同时离子交换法必须排放再生废液,导致淡水咸化,破坏生态环境。显然传统的方法已不太适合大型供热系统的水处理要求。目前许多供热单位由于除氧设备不能使用,实际上使用的是离子交换法生产的软水或者是自来水,并无防腐蚀措施。 3.22软水+炉内投放阻垢防腐剂或直接使用阻垢防腐剂 3.221介绍本单位使用阻垢防腐剂A的情况
包括本单位在内的许多供热站,多年来一直采用软水+炉内投放阻垢防腐剂或用自来水+阻垢防腐剂的水处理方法。正确的选用阻垢防腐剂成了关键,选择不当,适得其反。
从2002－2007年开始,我站一直采用软化水或自来水+阻垢防腐剂A 的水处理方式,一直使用了五年。每年采暖期中按供方要求投药,PH值保持在10－12,
炉水碱度没有要求。停炉时及时用此剂保养,每个采暖期结束都进行检查和清理，前三年用的是自来水+阻垢剂A,每年打开上锅筒时,发现有黑色片状沉淀，有几十公斤，但是技术监督局每二年一次的内检，总认为有0.5－1.0mm的垢层,存在轻微腐蚀,建议改用软化水。从2005年冬季采暖期开始,改用软化水＋A 阻垢防腐剂,这次使用的全部是软化水,并按要求投药,PH值保持在10－12,碱度没有要求,到采暖期过后打开一看,每台炉内锅筒中仍有较多的黑色片状物质,约有一百多公斤,主要集中在低温段,经过拼对,发现这些片状物质一部分来自水冷壁和对流管,并堵塞了三根对流管,在锅筒内高温区黑色的保护膜成片状跷起,大的有10×10cm2,小的也有指甲大,厚度在0.5－1mm,质地很脆易碎,并且在锅筒内壁上部发现片状腐蚀,这个现象使我们十分迷惑,按照书上记载,保护膜应是金属表面生成的极薄而致密的具有特定组成的氧化膜,它能使金属表面发生钝化而遏至腐蚀的继续,保护膜是没有厚度的。目前锅筒内的片状膜究竟是什么?掉下来的黑色物质又是什么?因为原因不清,领导决定2006年冬季仍用该药剂,并要求供货方按天津的水质适当改进药剂,在供水时严格控制CL－根含量。其它仍按要求控制水质,至2007年采暖期结束,打开锅炉检查,情况比上年度更差,低温区黑色片状物质更多,又堵塞了三根对流管,高温区黑色物质成片成片脱落, 锅筒上有片状和点状腐蚀，值得庆幸的是,并未象有的供热站那样发生爆管。我们用蒸馏水冲洗了垢样,发现85%是黑色不溶物,这使我们非常忧虑。,为了弄清真相。把黑色垢样送到有关单位化验室进行化验,结果如下表:
垢样分析报告单 分析项目 灼烧失重 碳酸盐硫酸盐氧化铁酸不溶物 （有机物） （CaCO3） （CaSO4） （Fe2O3） 百分数% 16.78 30.48 没测出 3.75 12.75 下面是垢样的照片:
图一2006年从锅筒中取出的垢样
从垢样分析来看,片状沉淀物是水垢、腐蚀产物和水中杂质的混合物。说明
阻垢防腐剂A并没有遏至结垢和腐蚀的发生。 3.222本单位阻垢防腐剂选择的方法
社会上阻垢防腐剂成千上万，良莠不齐,广告的失真,推销人员车水马龙，轮番攻关 ,令我们眼花缭乱，要在如此复杂的环境下去粗存精,选出好的产品,确属不易。为此采取下述方法进行鉴别。 A.筛选
凡是投标的产品,我们要求同时送来生产资质、样品、生产标准。凡是不荷合上述要求中的任何一项,首先淘汰,把那些粗制滥造、混水摸鱼的产品拒之门外。,
B.在实验室内对入选样品配成溶液后进行硬度、PH值、碱度、沉淀物状态等数据分析对比,再淘汰一部分。
C.在分析对比之后,选取3－4个样品,反复进行实验室水浴模拟试验,根据水浴试验的结垢速度、腐蚀速度、浴前后PH值和碱度的变化,沉淀物的状态,选出自已认为最好的产品。
D.投放之后要继续跟踪,不断地与厂家联系,制定使用过程中双方的责职和协作内容,认真按要求投放,不断改进,值到满意。
3.2.3.介绍选取北京化工大学化新通达清洗技术有限责任公司生产的BF－30a的过程
我们在选取北京化工大学化新通达清洗技术有限责任公司生产的BF－30a,作为锅炉内投放药剂,用了整整一个夏季,通过反反复复几十次的试验,并不断与厂方交流,不断改进后才确定的。下面介绍一下选取的过程。
首先我们选取了北京化工大化新通达清洗技术有限责任公司生产的BF－30a,阻垢防腐剂A,还有天津产的阻垢防腐剂B,进行反复的实验室模拟试验。 3.2.3.1功能试验
方法如下:在1000ml广口瓶中，分别加入1g三种水处理药剂和1000ml
自来水，搅拌均匀。将20g钢试片（钢试片尺寸、加工、处理方法应符合HG/T 3523的规定。）详细称重（W1），然后用玻璃挂钩挂入广口瓶中，试片上端距液面30mm，瓶盖与瓶口留有1mm缝隙。把广口瓶放入恒温水浴，在80℃±2℃下保持3天，然后在室温18℃～25℃下保持3天。试验结束后取出试片，用蒸馏水浸洗一次，用吹风机吹干后放入干燥器，2小时后称重（W2），再用缓蚀盐酸清洗，干燥后称重（W3），最后分别计算试片在三种水处理剂中的腐蚀速度和结垢速度。试验结果如下表:
3.2.3.2第一轮试验和结果
2007年8月7日－8月12日，药剂用自来水配置，自来水硬度为3.9。按上面的方法进行了72小时水浴。
实 验 结 果 项目 阻垢剂 BF－30a A B 腐蚀速度（g/m2。h） 结垢速度（g/m2。h） 水浴前硬度 水浴前PH值 水浴前碱度 水浴后硬度 0.0094 0.0196 3.9 11.3 11.3 0.83 0.1701 0.2935 2.1 11.2 12 1.1 0.1638 0.3008 2.0 11.1 8 0.05