淺談鍋爐內(nèi)水處理防垢防腐藥劑的選擇探討

【摘要】隨著我國熱水鍋爐的廣泛應(yīng)用，這種鍋爐的養(yǎng)護(hù)技術(shù)也引起了有關(guān)部門的重視，因為鍋爐的內(nèi)部經(jīng)過長期的使用會產(chǎn)生一定的水垢，所以要想實現(xiàn)對其功能的發(fā)揮，就必須要做好相關(guān)的防垢和除垢處理。

【關(guān)鍵詞】熱水鍋爐；鍋內(nèi)水處理；防垢防腐藥劑選擇

1、鍋內(nèi)水處理的重要性

1.1 O2腐蝕

在熱水鍋爐的使用過程中，由于鍋爐內(nèi)壁的材料是鐵，所以在同水中的氫和氧原子的作用下，會產(chǎn)生一系列的化學(xué)反應(yīng)，因為氧原子比較容易溶于鐵，同鐵發(fā)生化合反應(yīng)，所以一旦長期的使用，就會導(dǎo)致鍋里被腐蝕。

在這個過程中，氧原子最容易同鍋爐的入口處的金屬發(fā)生作用，因為在入口處，并沒有較為通常的空氣循環(huán)，而是比較容易出現(xiàn)大氣導(dǎo)致的腐蝕產(chǎn)物的沉淀，這種情況下，有關(guān)鍋爐的養(yǎng)護(hù)和管理人員就應(yīng)該重視對其表面進(jìn)行嚴(yán)格的腐蝕預(yù)防。值得注意的是，由于這種腐蝕的面積相對的集中，整體范圍比較小，所以也容易進(jìn)行氧化膜位置預(yù)防。

1.2 CO2腐蝕

即自熱水鍋爐的使用過程中，水中加熱生成的CO2也會同鍋爐中的鐵元素發(fā)生一定的化合反應(yīng)，在這個過程中，不僅會導(dǎo)致酸腐蝕，還會形成一定的電化學(xué)腐蝕，所以要對其最初的反應(yīng)物質(zhì)進(jìn)行嚴(yán)格的控制。另外，還要加強(qiáng)對軟化水的處理，避免由此導(dǎo)致的進(jìn)一步的材料腐蝕。

1.3 結(jié)垢腐蝕

水垢作為一種常見的鍋爐的腐蝕現(xiàn)象，其最大的特點是可以有效的降低鍋爐的導(dǎo)電性，因為水垢自身的導(dǎo)熱和導(dǎo)電能力都遠(yuǎn)遠(yuǎn)的低于鍋爐的鋼鐵材料，而要想實現(xiàn)鍋爐的加熱功能的正常發(fā)揮，就必須要通過材料的導(dǎo)熱的性能來實現(xiàn)，而一旦大面積的水垢形成，就會嚴(yán)重的影響和破壞這種性能。另外，在水垢的生成的過程中，還會導(dǎo)致一定的材料腐蝕，因為水垢的主要成分是高價鐵，所以在水垢的溫度不斷上升的過程中，會導(dǎo)致大量的雜質(zhì)以及腐蝕物質(zhì)的滋生，也就嚴(yán)重的影響了鍋爐材料的使用質(zhì)量。

2、鍋內(nèi)水化學(xué)處理優(yōu)點

在對熱水鍋爐中的水進(jìn)行化學(xué)處理的過程中，應(yīng)該重視對其防止水垢的產(chǎn)生以及防止各種化學(xué)腐蝕物質(zhì)的產(chǎn)生進(jìn)行嚴(yán)格的控制和管理。我國的相關(guān)鍋爐水質(zhì)控制標(biāo)準(zhǔn)中也對其有了明確的規(guī)定，所以有關(guān)部門應(yīng)該做好鍋爐內(nèi)的水質(zhì)的把關(guān)，選擇合適的藥劑對其水質(zhì)進(jìn)行處理。

3、鍋內(nèi)水處理防垢防腐藥劑的選擇

3.1 傳統(tǒng)的鍋內(nèi)水化學(xué)處理藥劑

3.1.1 無機(jī)防垢劑。所謂無機(jī)防垢藥劑，就是這些藥劑在使用的過程中，比較能夠穩(wěn)定的維持現(xiàn)有的鍋爐內(nèi)水質(zhì)的酸堿值，可以根據(jù)鍋爐的具體加熱情況，實現(xiàn)對其酸堿度的有效調(diào)節(jié)，因為這種無機(jī)藥劑材料不會導(dǎo)致反應(yīng)過程中的二次水渣的出現(xiàn)，所以也就可以實現(xiàn)對水質(zhì)進(jìn)行軟化的同時，避免硬度雜質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)的生成。通常情況下，在熱水鍋爐中常用的無機(jī)防垢藥劑有Na2CO3與Na3PO4兩種。

因為在鍋爐中的水質(zhì)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的過程中，強(qiáng)堿NaOH是一種無法有效的組織化學(xué)變化的藥劑，因此比較少用于熱水鍋爐的除垢中。但是，由于其自身的化學(xué)性質(zhì)決定了其可以實現(xiàn)幾種特殊的水質(zhì)處理功能：首先，可以實現(xiàn)對鍋爐內(nèi)水質(zhì)的金屬保護(hù)膜的形成，即根據(jù)水內(nèi)的堿度的不同，迅速的達(dá)到理想的酸堿狀況。其次，在使用過程中還能夠?qū)崿F(xiàn)對硅含量高的軟化水的處理，即一些鍋爐在加熱的過程中也會產(chǎn)生一定的含硅比較高的水渣，一旦這些水渣貼附于鍋爐內(nèi)壁，就比較難以清除，因此采用強(qiáng)堿藥劑可以有效的實現(xiàn)對其軟化，進(jìn)而實現(xiàn)雜質(zhì)同水體的分離。

3.1.2 聚合磷酸鹽。常用的是六偏磷酸鈉與三聚磷酸鈉。它們都能與鍋內(nèi)水Ca2+、Mg2+、Fe2+生成絡(luò)合物，但六偏磷酸鈉絡(luò)合Ca2+能力強(qiáng)，三聚磷酸鈉絡(luò)合Mg2+、Fe2+能力強(qiáng)。用時常把藥劑加在軟水箱或于給水管道設(shè)專用加藥裝置。不可直接加于鍋內(nèi)水，原因：它們或與鍋內(nèi)水NaOH反應(yīng)或高溫水解出Na3PO4失去絡(luò)合力。六偏磷酸鈉能除去給水系統(tǒng)之垢，能對鍋內(nèi)水除垢、降堿，使用更多。

3.1.3 有機(jī)膠體。常用的是栲膠與腐殖酸鈉，分子結(jié)構(gòu)均含許多羥基，水解后都生有羧基，羥基、羧基能與鍋內(nèi)水Ca2+、Mg2+生成絡(luò)合物防垢；栲膠與腐殖酸鈉均能在金屬表面生成保護(hù)膜防腐，都有滲透性，滲透除垢，腐殖酸鈉的滲透性更強(qiáng)，煮爐除垢時常加它。栲膠中的單寧還用做除氧劑，除氧功效隨鍋內(nèi)水堿度增大增大。

3.1.4 無機(jī)除氧劑。無機(jī)除氧劑主要指亞硫酸鹽。Na2SO3使用最廣，有價格低、來源便捷、同氧反應(yīng)極快、無毒等優(yōu)點。其除氧功效隨pH值升高降低，在鍋爐給水pH值條件下除氧功效好。加藥用量，給水不除氧依計算公式定；給水除氧依SO32-在2-7mg/L添加。日常鍋內(nèi)水保持SO32-在10-30mg/L的余量。為提高Na2SO3與氧反應(yīng)速度，可添加Cu2+、Mn2+、Co2+、Ni+等水溶性氯化物，硝酸鹽或磷酸鹽做催化劑；Co2+催化效果最好。催化劑用量低于1mg/L。

小型直流與貫流式熱水鍋爐因自身結(jié)構(gòu)不能用無機(jī)藥劑防垢防腐，只能用有機(jī)藥劑防垢防腐，揮發(fā)性除氧劑除氧。

3.2 有機(jī)防垢劑

3.2.1 膦酸鹽。常用的有氨基三亞甲基膦酸鹽（ATMPS）、乙二胺四亞甲基膦酸鹽（EDTMPS）、羥基亞乙基二膦酸鹽（HEDPS）、二亞乙基三胺五亞甲基膦酸鹽（DETPMPS），其分子結(jié)構(gòu)之碳磷鍵（C-P）比聚羧酸鹽之磷氧鍵（P-O-P）堅固，化學(xué)穩(wěn)定性好。鍋爐多使用膦酸鹽中的鈉鹽，EDTMPS用得最多。另有膦酸類藥劑，其抗氧化性比膦酸鹽強(qiáng)，更能容忍Ca2+，高堿度、高硬度、高溫的鍋內(nèi)水極適用。膦酸鹽常用的質(zhì)量濃度（依據(jù)純度100%）是2-6mg/L。

3.2.2 聚羧酸鹽。常見的是聚丙烯酸鈉（PAAS）、聚甲基丙烯酸鈉（PMAAS）、水解聚馬來酸酐（HPMAS）。它們以分散作用防止鍋內(nèi)水雜質(zhì)結(jié)垢，同時因自身具有再生自解脫膜作用而能除掉已有水垢。它們都較耐高溫，其順序為PAAS﹤PMAAS﹤HPMAS。三者中，HPMAS防垢效果最好。三者使用的質(zhì)量濃度（依據(jù)純度100%）是3-5mg/L。

3.2.3 其它防垢劑。葡萄糖酸鈉作為一種特殊的多羥基羧酸型除垢劑，其最大的特定是能夠在使用的過程中實現(xiàn)對鍋爐內(nèi)水體的雜質(zhì)離子生成過程的預(yù)防，進(jìn)而也就有效的減少了水垢的生成數(shù)量和概率。但是在實際的使用過程中，由于藥劑材料本身的結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，所以其應(yīng)用的范圍還比較受到限制。

3.2.4 有機(jī)除氧劑。有機(jī)除氧劑大多有同氧反應(yīng)極快、毒性小或無毒、分解物無害、鈍化金屬等優(yōu)點。國際上常用的是二甲基酮肟、乙醛肟、丁醛肟、異抗壞血酸鈉、碳酸肼、二乙基羥胺等。我國已投入使用二甲基酮肟、乙醛肟、異抗壞血酸鈉。加藥時，控制二甲基酮肟的質(zhì)量濃度在100ul/L，異抗壞血酸鈉的質(zhì)量濃度在約200ul/L。二乙基羥胺在除氧及防治凝結(jié)水管道腐蝕上效果佳。其它有機(jī)除氧劑正在研發(fā)。有機(jī)除氧劑能極大降低鍋內(nèi)水鐵雜質(zhì)，除氧、防垢防腐功效均接近或超越Na2SO3，不過，價格高推廣難。小型直流與貫流式熱水鍋爐因自身結(jié)構(gòu)除氧只能用揮發(fā)性有機(jī)藥劑。

結(jié)語

綜合上述，在我國的熱水鍋爐的防垢過程中，要根據(jù)實際的鍋爐的運行需要選擇合適的除垢藥劑，并且實現(xiàn)對這些藥劑的配方特點的應(yīng)用和發(fā)揮，只有這樣才能實現(xiàn)對鍋爐的水垢的消除，對鍋爐加熱性能的提升。

參考文獻(xiàn)

[1]李茂東，吳從容.工業(yè)鍋爐鍋內(nèi)水處理藥劑現(xiàn)狀與發(fā)展[J].工業(yè)水處理，2004.

[2]元和錫湖.鍋爐給水水質(zhì)及雜質(zhì)的簡單講解[Z].電子資料.

[3]楊巍.淺議關(guān)于鍋爐安全監(jiān)察的工作[J].廣東科技，2011.