锅炉阻垢剂  

　热水锅炉无论在工业生产还是人民生活中都发挥着重要的作用。然而，热水锅炉系统的运行腐蚀、停用腐蚀以及由此而引起的腐蚀产物结垢问题却是长期困扰人们的难题。由于热水锅炉的工作条件与蒸汽锅炉有很大不同，热水锅炉房也比蒸汽锅炉房简陋，许多对蒸汽锅炉行之有效的技术对热水锅炉难以适用。正在开发的针对热水锅炉的防腐阻垢技术，有些还不够成熟，有些虽已成熟但应用尚不普遍。这些情况致使当前热水锅炉腐蚀十分严重。在国外，这个问题尚未很好解决。一般热水锅炉使用二三年后就会出现明显的金属腐蚀现象，发生红水或泄露。我国热水锅炉的腐蚀情况更为严重。据辽宁省辽阳市锅炉检验研究所统计，在在用的800台采暖锅炉中，发生了腐蚀的锅炉就有755台，占95%，其中严重腐蚀约占10%－15%腐蚀泄露约占5%－8%，由于腐蚀而花的正常检修费用达近百万元。我国热水锅炉的设计寿命为12年，由于腐蚀等原因，目前只运行5～8年就报废了，仅为设计寿命的1/2～1/3。

　　腐蚀会造成巨大的经济损失。对热水锅炉来说，腐蚀除导致降低寿命、大幅度增加维修和大修费用之外，还由于腐蚀泄漏往往发生在最严寒的冬季采暖时期，供热中断会直接影响到居民的正常生活。为了改变这种现状，研究开发热水锅炉防腐阻垢技术势在必行。

　　热水锅炉腐蚀及其严重的现状既与运行腐蚀有关，也与停用腐蚀有关。

　　为了防止热水锅炉的运行腐蚀，多年来，人们力图将热力除氧、真空除氧等对蒸汽锅炉行之有效的技术引用到热水锅炉上，由于热水锅炉房缺乏实施条件而没有成功。专门为热水锅炉开发的解吸除氧，氧化还原树脂除氧，亚硫酸钠法、镀锌法等亦存在着许多尚待解决的问题。高剂量亚硝酸钠法在日本得到成功应用，但由于众所周知的毒性问题以及加量不足有可能引起锅炉金属孔蚀而没在其他国家推广使用。

　　锅炉停用期间的腐蚀比运行腐蚀更为严重，大规模的腐蚀损坏和局部腐蚀穿孔往往是由停用腐蚀所引起的。热水锅炉系统运行期短，停用期长。由停用腐蚀引起的红水和泄漏事故频频发生。为防止和减轻停用腐蚀，已经开发了一些保护方法，主要的方法是传统的干法和湿法以及近年来研究成功的TH-901法。在严格实施的条件下，传统干法和湿法也可以得到好的效果，但是，由于传统方法操作繁琐，中小型锅炉房往往不完全具备实施条件等原因，效果很不理想。TH-901法高效方便，保护期长，已在全国普遍应用，对热水锅炉本体的保护无疑是成功的，然而，对热水锅炉系统的复杂管网，热交换器及遍布千家万户的散热器，由于无法放置TH-901缓蚀剂而难以保护。由于锅炉运行期间和停用期间的环境条件差异很大，运行腐蚀和停用腐蚀都有尚待解决的技术问题等原因，国内外目前对于热水锅炉防腐阻垢的研究、开发和应用，或者是针对运行锅炉的，或者是针对停用锅炉的，把锅炉的运行和停用两者分开处理――运行时采用一套技术防腐阻垢，停用时采用另一套技术防腐保养已经成为传统模式。因此，研究效果好而又简便易行的热水锅炉全系统停用保护方法是十分必要的。

　　随着我国城镇化及工业化进程的加快，与生产生活密切相关的工业锅炉及热水锅炉采暖系统规模也快速增长。由于锅炉水处理技术水平的限制等原因，目前工业锅炉普遍存在腐蚀结垢问题，导致锅炉寿命缩短，维护及运行成本上升。“国家级有突出贡献的专家”北京化工大学魏刚教授，根据工业锅炉腐蚀结垢规律，利用“协同作用”原理首创BF-30a锅炉水处理技术。突破了把锅炉运行和停用分别处理的模式，同时解决了锅炉及热网系统运行腐蚀和停用腐蚀两个难题。

　　一、 防腐阻垢原理

　　1、 防腐阻垢剂的主要特点

　　为了解决热水锅炉的严重腐蚀问题，在国家科技部的大力支持下，北京化工大学研究成功了连用法热水锅炉防腐阻垢技术。该技术又称BF－30a法。不需要昂贵的除氧设备，只要按照给出的工艺条件，把具有防腐、阻垢、消泡、加药指示和防失水作用的防腐阻垢剂BF－30a加入系统，就能连续地达到运行防腐阻垢和停用防腐保养的双重目的。性能测试和大量热水锅炉的应用试验证明，该技术区别于现有技术的特点是：

　　（1） 高效 在锅炉的一般条件下，BF－30a对运行锅炉的缓蚀率、阻垢率和对停用锅炉的缓蚀率均达到99%以上，远优于现有同类技术，从而解决了长期不能取得突破的热水锅炉防腐蚀难题；

　　（2） 方便 使用BF－30a时，不需要运行时的除氧操作、软化操作和复杂的分析操作，也不需要停用时的排水，烘干锅炉和定期分析、更换药品等操作，只要按工艺投药即可；

　　（3） 连续 该技术突破了把锅炉运行和停用分开处理的传统模式，不管锅炉运行、停用周期如何，都能提供连续的长期的防腐阻垢；

　　（4） 廉价 不需要昂贵的除氧设备投资，不因停用或运行而更换药品，从而大大节约了锅炉使用费用。

　2、低剂量效应

　　 对水垢的螯合作用、分散作用以及晶格畸变作用都是非化学计量的，可以将比按化学计量高得多的钙离子稳定在水中，即具有明显的阈值效应。因此，当采用BF-30a法防腐阻垢时，只要加量达到一定值以上，就能控制成垢离子结晶生长，表现出良好的阻垢效果，没有必要加入比推荐用量更多的阻垢剂。

　　二、 锅炉防腐阻垢剂的应用

　　适用范围：热水锅炉供暖系统，有换热器的一二次热水供暖系统及低压蒸汽锅炉。

　　主要成分：PESA HPMA ATMP 缓蚀剂M 碳酸钠、硝酸钠麝香草酚酞 杂醇油等。

　　技术指标：阻垢率 ≥99% 缓蚀率 ≥99% 停用保护缓蚀率 ≥99%

　　物化性质：碱性灰白色固体粉末

　　用法：人工投加或安装锅炉水质监控设备自动投加用量：

　　热水锅炉用量：初次加药400g～600g/T 补水加药300～500g/T

　　蒸汽锅炉用量：初次加药2000g/T 补水加药150g/T

　　1、投药前处理

　　 采用缓慢作用的螯合原理，具有溶解水垢的功能，一般锅炉中原有水垢厚度小于2毫米可以直接使用。原有水垢厚度大于2毫米必须进行化学清洗除垢，以保证药剂使用的防腐阻垢的效果。

　　2、投药及监控

　　2.1小系统

　　初次加药：

　　初次加药需估算出锅炉和供暖系统最大容水量，按容水体积及用量计算出初次加药量。首先将药剂溶解，在某一容器中注入清水，缓缓加入以上药量的固体BF-30a，预先配置成（重量比小于10%）溶液，并搅拌；然后将溶解后的药液加入软化水箱，通过补水泵进入锅炉系统。由于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，而正常系统补水量较小，在系统水量的5%左右，因此投入运行前热水锅炉系统上水时的初次加药量对系统防腐阻垢效果非常重要，所以初投药量大于运行投药量，而且，初投药完成并循环均匀测系统水PH一定要保持≥10.5。

　　运行投加：锅炉运行时，按水箱每次或每天补充的生水量×补水运行加药量计算出每次或每天的药剂量，按上述方法进行配制投加。

　　运行监测：

　　人工投加时，用PH精密试纸每2小时一次监测锅炉水，随时调整加入药剂浓度或加药量，保证系统水中药剂浓度合格，初投药后锅炉水PH应≥10.5。运行时保持锅炉水PH在10～12之间。

　　2.2大系统

　　由于大系统水容量，补水量及投加药量的变化，人工利用软化水箱配置溶液投加已经不能满足保持水中药剂浓度及使用效果要求，所以大于4t/h蒸汽锅炉和大于10t/h的热水锅炉应安装BGK系列自动监测投加设备。

　　BGK系列自动监测投加设备能够连续在线监测锅炉水中药剂浓度，以闭环反馈方式控制投药设备，自动变流量向系统中投加药剂，实现精确投加，保证使用效果，同时具有备选的通讯功能。

　　大系统所用固体药剂的溶解，溶解后的液体药剂储存，需要使用原有浓，淡盐池进行改造，以保证系统所需较大药剂量的要求。

　　设备巡检：为了保证水处理效果及设备的安全运行，应对设备进行定期巡检，主要内容如下：每周标定一次电极（见使用说明）每天定时检查设备电气控制，仪表指示，水泵压力等是否运行正常。

　　3、停用保护

　　锅炉停止运行前，向锅炉及系统中补充药剂，然后封闭锅炉及系统，控制系统水pH≥10.5。

　　4、注意事项

　　（1）由于各地水质不同，按照推荐用量计算的加药完成后，一定要随时监测锅炉或系统水PH，根据实际情况对加药浓度或加药量进行调整，使锅炉水或系统水PH值保持在10-12。

　　（2）锅炉准备投入运行的上水初加药，应该保证锅炉或系统水中药剂浓度合格（PH≥10.5）时，方可投入运行。

　　（3）使用自制溶药箱及盐池改造的溶药池，有时由于固体药剂投入过多或搅拌时间较短等原因，会在溶药箱下部出现沉淀，此时应采取降低药剂配置浓度或增加搅拌时间等措施，或定期直接在药箱中加入温水，将沉淀物完全溶解后再进行固体药剂的溶解，否则由于沉淀物过多会导致投药泵损坏影响药剂效果。

　　三、总结

　　1．电化学测试结果指出，在自来水、软化水、去离子水，加有蒸汽锅炉添加剂的水和加有冷却水添加剂的水中，钢表面已形成的保护膜逐渐发生破坏而使金属处于活化腐蚀状态，BF-30a使钢表面的保护膜更趋完整，能强烈地抑制腐蚀的阳极过程和阴极过程，是钢在水中的混合性缓蚀剂。

　　2．热水锅炉系统的运行腐蚀和停用腐蚀是两个长期没有解决的技术难题。对蒸汽锅炉行之有效的热力除氧、真空除氧以及解吸除氧、氧化还原树脂除氧、药剂除氧、镀锌和现有的锅内加药处理等技术，由于不能适应热水锅炉和锅炉房的特点而不能得到好的运行防腐效果。传统干法、传统湿法以及能有效保护锅炉本体的TH-901 法和BF-605 法难以实现复杂的热水锅炉全系统停用保养。新一代热水锅炉防腐阻垢BF-30a 及连用法热水锅炉防腐阻垢技术突破了把锅炉运行和停用分开处理的传统模式，同时解决了热水锅炉系统的运行腐蚀和停用腐蚀难题，对热水锅炉系统的安全经济运行、延长使用寿命、节约能源和提高供热质量等具有重要意义。

　　3．目前，我国工业蒸汽锅炉水处理的普遍做法是重视锅外，轻视锅内。对小容量低压锅炉，普遍采用软化法防腐阻垢。对大容量低压锅炉，普遍采用软化法阻垢，采用除氧器法防腐。对中压锅炉，普遍采用软化法或去离子法防垢，采用除氧器法防腐。对高压锅炉，普遍采用去离子法防垢，采用除氧器法防腐。然而，发达国家对锅内处理十分重视。对小容量低压锅炉，普遍采用防腐阻垢剂法防腐阻垢。对大容量低压锅炉，普遍采用软化-除氧器-防腐阻垢剂法防腐阻垢。对中压锅炉，普遍采用软化或去离子-除氧器-防腐阻垢剂法防腐阻垢。对高压锅炉，普遍采用去离子-除氧器-防腐阻垢剂法防腐阻垢。也就是说，对低、中、高压锅炉均采用了防腐阻垢剂。当然，所采用的防腐阻垢剂不尽相同，每种防腐阻垢剂都有其适用范围。我国目前锅炉使用寿命普遍低于发达国家，锅炉事故率普遍高于发达国家，忽视锅内处理是重要原因之一，在工业蒸汽锅炉上的应用证明，BF-30a技术对工业蒸汽锅炉的安全和防腐阻垢具有重大意义

　　技术指标

　　项 目 指 标

　　外 观 琥珀色液体

　　pH(1%水溶液) 2.0±1.0

　　使用方法

　　按每吨水加200g药剂的比例加入锅炉补充水中即可，使用时注意排污，要求每小时排污一次，每次5～10秒，如锅炉带垢运行可加大药剂用量，勤排污，运行10～20天后应停炉，人工把脱落下的水垢清理干净，防止污垢堵塞管道，然后转入正常运行。有条件的可测炉水浓缩倍数，控制在10倍左右，其他参数按劳动部门有关规定调整(如炉水pH10～12等)。加药水箱应为塑料制品，水泥材料的水池应作防腐处理，否则易被药剂侵蚀，从而使水的硬度增加。