沿海工业锅炉水处理及除垢

摘要：对以阴阳水为生水的锅炉水处理工艺、水垢的危害及常见水垢的表观识别、清除方法进行了介绍，运用传统化学清洗方法对一台20t/h蒸汽锅炉的硫酸盐、硅酸盐混合垢进行处理。

关键词：阴阳水；锅炉；水处理；除垢

前言

沿海地区地表水水质指标处于海水、淡水之间，俗称“阴阳水”，其硬度、碱度、氯离子含量高，且随季节、潮汐变化较大。[1]由于多种原因，我国沿海地区部分企业不得不采用阴阳水作为锅炉水源。为避免水质差引起的锅炉结垢、腐蚀、汽水品质差等结果，企业对锅炉使用的阴阳水进行处理。受到经济、技术等因素限制，部分企业水处理系统出水水质不达标，锅炉结垢严重、排污率高，严重影响了生产安全和经济效益。

1.阴阳水的处理

常用的阴阳水处理方法有反渗透法、阴阳床、电渗析、蒸馏法等。随着反渗透膜技术的提高、成本的降低，运用反渗透技术的水处理系统运用越来越广泛。反渗透系统的技术关键在于合理的预处理系统，[2]其对维持反渗透性能的稳定性，阻止膜的污染和恶化极其重要。由于大部分中小企业缺乏合理使用反渗透系统的专业知识，因此反渗透系统无法发挥应有的效能，造成出水水质不稳定，锅炉运行一段时间后，水侧壁面形成水垢。

2.水垢的危害

锅炉水垢的主要危害有：锅炉效率降低，受热面过热爆管、锅筒鼓包、汽水循环不畅（可造成水位计失灵）。甚至可能引发恶性事故。受热面结1mm水垢，热效率下降5%，锅炉浪费燃料8%。2000年发达国家的污垢费用约占GDP的0.25%，而我国仅电力系统中的锅炉污垢费用就达到GDP的0.11%，污垢造成的损失是巨大的。[3]

3.除垢

当锅炉运行一定年限或是结垢达到一定量后，必须进行清洗除垢。清洗除垢分为人工除垢、机械除垢、化学除垢。化学除垢分为中性清洗、酸性清洗、碱性除垢。根据垢的种类性质进行选择。

3.1水垢的分类及简单判别方法

常见的水垢分为较疏松的白色碳酸盐水垢、坚硬的黄白色硫酸盐水垢、灰白色的硅酸盐水垢、外表砖红色、咖啡色或黑色，内部灰色的铁锈垢、与泥沙颜色相近的泥沙垢、混合垢。其中混合垢最为常见，硫酸盐垢、硅酸盐垢较难清洗。

3.2硫酸盐水垢的清洗

硫酸盐水垢主要为硫酸钙，呈黄白色，水垢致密。清洗这种水垢时，需先对锅炉系统进行冲洗，去除泥沙及疏松的水垢。然后进行碱煮。采用药剂主要成份为碳酸钠。碱煮时需要保持一定温度、维持一定的时间。碱煮完成后应进行冲洗，直至PH值小于9。此时锅炉水垢的表层形成碳酸钙垢而内层依然是硫酸盐水垢。应再使用稀盐酸进行酸洗，去除表层的碳酸钙，将内层的硫酸钙暴露出来，酸洗时应对三价铁离子、酸浓度、pH值进行监控。当锅炉结垢过厚时，进行多次重复碱煮、酸洗工艺，直至水垢厚度要求。酸洗后还应再次用水进行冲洗，使出水PH值大于5。酸洗后的金属表面处于活化状态，必须进行钝化。钝化药剂主要为氢氧化钠、磷酸三钠等。一般钝化温度90℃左右，钝化时间12小时。期间应对ph值、浓度进行监测。最后进行人工清渣处理。

3.3硅酸盐水垢的清洗

硅酸盐水垢主要为硅酸钙、硅酸镁等硅酸化合物，呈灰白色。其处理方法大致与硫酸盐水垢的清洗方法相同，但碱煮时药剂主要成分为氢氧化钠。酸洗时还需要添加氢氟酸，氟化钠，酸性氟化氮。

4.硫酸盐、硅酸盐混合垢的处理案例

笔者对某公司一台20t/h工业锅炉检验，发现锅炉水垢呈灰白色，质地坚硬，厚度达4mm左右，有1根水冷壁管出现轻微涨粗。经化学分析，水垢为硫酸盐、硅酸盐的混合垢。采用碱煮加盐酸方法进行清洗。依次进行水冲洗、碱煮、水冲洗、酸洗、水冲洗、钝化、水冲洗。由于水垢主要成分为硫酸盐、硅酸盐，碱煮的药剂主要成份为氢氧化钠、碳酸钠，根据水垢化学分析结果配置氢氧化钠、碳酸钠的质量分数分别为1.1%和0.7%。酸洗时，保持溶液流速小于0.5m/s。酸洗和钝化后的冲洗用水采用除盐水。钝化时间大于12小时。

清洗完成后，对锅炉进行宏观检查，发现：水冷壁管近汽包端基本清洗干净，未见点蚀和二次锈，灰色钝化膜已形成。腐蚀指示片金属腐蚀速率为2.5g/m2·h。酸洗结束后巧天，锅炉投入运行。

5.总结

使用阴阳水为生水的中小型企业应加大对锅炉水处理工作的重视，提高人员技术水平，解决反渗透膜过早失效的问题；应重视水质化验工作，及早发现水处理系统漏洞以便加以补救；硫酸盐、硅酸盐混合垢清洗较困难，采用碱煮酸洗时，需要对药剂添加量进行科学配置，只要对工艺控制得当，依然能够取得良好的效果。

参考文献：

[1]刘兵.“阴阳水”作为锅炉用水的实践与分析[J].工业锅炉，2003，05：47-49.

[2]赵欣.海水淡化技术方法及应用[J].科技创新与应用，2012，03：66.

[3]徐志明，杨善让等.电站锅炉污垢费用估算[J].中国电机工程学报，2004，02：197-201.

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