鍋爐水處理技術論文

　　採用合適的鍋爐水處理技術，是有效保證水質及鍋爐的平穩執行的重要途徑。下面是小編整理了，有興趣的親可以來閱讀一下!

　　篇一

　　淺談新型鍋爐水處理技術

　　摘要：如何保證工業鍋爐的平穩高效執行一直是企業日常生產的目標，採用合適的鍋爐水處理技術，是有效保證水質及鍋爐的平穩執行的重要途徑。而傳統的鍋爐水處理技術，均存在一定的弊端，且安全環保性較差，水資源浪費嚴重，無法實現節能減排的目標。本文重點討論新型鍋爐水處理技術與傳統鍋爐水處理技術的原理對比、新技術的效能及案例介紹。

　　[關鍵詞]新型鍋爐水處理技術;全有機技術;安全環保、節能減排

　　中圖分類號：TE08文獻標識碼： A

　　工業鍋爐、工藝爐等熱力系統是工業系統的心臟，高效執行是企業不斷創造更大效益的有效途徑，而目前這些系統普遍存在資源和能量的巨大浪費問題。如：鍋爐裝置和管線的腐蝕、結垢問題，鍋爐低濃縮倍數執行導致的熱量損耗問題等。因此重要的採用先進的技術代替常規的處理方法，即採用新型的處理方法，達到穩定控制給水、爐水和蒸汽品質的目的，同時又能提高濃縮倍數，降低排汙，節約能量的浪費，安全環保。

　　1.國內外水鍋爐水處理現狀介紹

　　1.1國內處理現狀

　　①ph調節：使用NH3・H2O，但NH3/CO2分配係數在水和汽相中相差很大，易導致區域性濃縮，導致Cu、Zn絡合腐蝕;氣味大;操作環境惡劣，會對操作人員的建康造成危害;操作存在安全隱患。

　　②除氧：使用聯胺、亞硫酸鈉、乙醛肟，有毒，有刺激性氣味，部分企業已不再使用。

　　③汽相緩蝕：未使用，蒸汽及凝結水系統存在腐蝕問題。

　　④鍋水處理：中低壓使用磷酸鈉處理，高壓使用磷酸鈉和磷酸氫二鈉處理。不利於鍋爐濃縮***一般K在10-20倍***，PO43-沒有***閾值***效應，是成垢離子，無防腐功能，對鍋水的pH緩衝能力有限，生成的鹽類，易因夾帶進入蒸汽系統，惡化蒸汽品質，導致汽輪機效率下降，停爐頻繁，存在嚴重安全隱患。

　　1.2國外處理現狀

　　①ph調節：液體有機胺調節，pH控制穩定，自動化操作，不揮發，使用安全方便，無毒，使用量低。

　　②除氧：改性醯類化合物，無毒，無味，除氧快，效率高。

　　③汽相緩蝕：使用汽相緩蝕成膜化合物，在金屬表面生成抗蝕保護膜。

　　④鍋水處理：中低壓使用無磷處理技術，高壓使用聚合物平衡處理技術。可以在更高的濃縮倍數***K可達20-50倍***下執行, 抑制鍋內垢和沉積物，對鍋爐金屬有鈍化效果，有效消除泡沫，減少爐水氣沫夾帶，提升蒸汽品質，對矽有良好的增溶效能。鍋爐執行週期延長3-5倍。

　　2.傳統鍋爐水處理技術

　　目前，國內大多采用氨水調節鍋爐給水ph、聯胺進行化學除氧及磷酸三鈉來進行爐水結垢腐蝕的控制，但這些工藝均存在一定的弊端。

　　氨水調節pH是從氨水的化學性質及在給水中的溶解度角度考慮的，而加聯胺主要是清除給水的溶解氧。其機理分別是：

　　NH3+H2O-->NH4++OH-

　　但從下面氨在水中的pH隨溫度變化的曲線圖可以看出，其受溫度的影響很大，實際應用中，

　　通常除氧器出口與加氨後的除鹽水相比pH相差很大，且主要以偏低為主。另外氨水的控制環境惡劣，對員工人身傷害極大。目前，聯胺因有毒，其作為除氧劑已基本被限制使用，其它除氧劑一方面效果較差，另一方面無良好的鈍化效果，無法從根本上抑制腐蝕的產生。因此，常規方法不能解決各等級壓力鍋爐面臨的腐蝕問題。

　　常規磷酸鹽一般包括：磷酸三鈉、磷酸氫二鈉或磷酸二氫鈉，高壓鍋爐一般使用兩種或三種進行組合處理。其機理是：

　　但自上世紀80年代以後，國內的水處理工藝有了很大進步，給水中的硬度離子***鈣、鎂***已基本為0，電導率可以控制在5µs/cm以內，高壓鍋爐給水甚至可以控制在0.3µs/cm以內。因此加入磷酸鈉的作用從原來的除去硬度轉變為調節pH，磷酸鹽加入量開始降低至2～6ppm，但高溫狀態下其溶解度很小，且極易產生“暫時消失”現象。加入量太少，無法起到調節pH的效果，爐水腐蝕傾向增加，低pH時水中的矽極易產生夾帶現象;加入量太大，容易產生苛性物質***氫氧化鈉***濃縮。反應式如下：

　　故爐水常維持一定的鹼度，同時控制好鈉與磷酸根的比值，一般按下頁圖控制：

　　其它還包括：

　　PO43-對水垢的抑制沒有低劑量***閾值***效應，故對水垢沒有抑制效果，只能生成Ca10***OH***2***PO4***6水渣，且是按化學計量形成的，排汙量大，否則爐內難免有磷酸鹽的過飽和沉積，增加夾帶的趨勢;

　　PO43-本身是成垢基團，在高溫高壓下無法對鍋爐提供有效的鈍化防護，因化合的磷酸鐵鹽是其與腐蝕性離子Fe3+形成的;

　　生成的鹽類，易因夾帶進入蒸汽系統中，導致蒸汽系統汽輪機的結垢和管線的腐蝕。表現為蒸汽系統中Na+、SiO2等含量偏高。

　　對給水帶入的Fe3+和SiO2沒有分散效果，易導致區域性沉積，產生電化學腐蝕。

　　PO43-對鍋水的pH緩衝能力有限，且在鍋爐負荷發生變化時易出現磷酸鹽的“暫時消失”，導致磷酸鈉加入過量;

　　生成的鹽類，易因夾帶進入蒸汽系統中，導致蒸汽系統汽輪機的結垢和管線的腐蝕。表現為蒸汽系統中Na+、SiO2等含量偏高。

　　磷酸鹽垢曾在一些鍋爐系統的汽輪機葉片和透平上反映的比較突出，表明蒸汽中有磷酸鹽垢夾帶進入汽輪機系統。日積月累，對汽輪機長期安全、穩定執行造成嚴重後果。

　　因此磷酸鹽的使用，無法進一步降低鍋爐的排汙，只會增加能量的消耗，從長遠來看，會對裝置的長週期執行產生影響，無法滿足潛力巨大的鍋爐水節能減排目標的實現。

　　3.新型鍋爐水處理技術介紹

　　3.1新型鍋爐水產品介紹

　　鍋爐給水緩蝕技術***鍋爐給水pH調節、除氧、蒸汽緩蝕協同處理***和鍋爐水處理技術。

　　3.1.1鍋爐給水緩蝕技術

　　為了解決常規產品處理的不足，使用多功能緩蝕技術處理給水、爐水和蒸汽系統的腐蝕問題，這是一種特殊複合有機產品，能將給水pH穩定控制在8.8～9.3之間，實際pH至10.0也不會產生像氨的區域性富集情況，防止酸性水質對系統產生的影響，給水中的溶解氧降至國標規定的範圍，免受氧的腐蝕，提供對鍋爐給水系統、鍋爐水系統和蒸汽凝結水系統的全面保護。產品通過發生下列反應起作用：

　　***與水分子締合，提高pH***

　　***中和酸根離子***

　　***反應殘餘的氧***

　　***將腐蝕產物氧化鐵紅鈍化成磁性四氧化三鐵保護膜，起防腐蝕功能***

　　其中的長鏈化合物還會在金屬基體表面生成單分子保護膜。防止O2、CO2和腐蝕產物對基體金屬的侵蝕，從而防止管線和汽輪機腐蝕現象發生。在高溫高壓下最終產物不含有機酸，只有水、痕量氮氣和鹼性物質，不會對蒸汽品質產生負面影響。

　　根據蒸汽和凝結水系統的溫度和壓力，該產品能提供蒸汽/液體***V/L***的平衡擴散比和pH中和作用。從冷凝液開始到在蒸汽發生系統迴圈後最終冷凝，低V/L比和高V/L比時胺的結合都會提供對碳酸的保護。可以適用的蒸汽壓力達17MPa，溫度達593℃。

　　鍋爐給水緩蝕技術的功能及優點

　　產品可以提高給水、蒸汽和凝汽器系統pH，保護汽輪機免受腐蝕;

　　具除氧功能，中和熱力除氧後剩餘的氧，降低氧腐蝕，保障汽輪機安全執行;

　　是高效的凝結水緩蝕劑，有助於控制凝汽器系統中由CO2引起的腐蝕問題;減少迴流凝結水中因金屬腐蝕產物的影響導致的爐管損害問題;

　　具鈍化效果，防止除氧後，剩餘氧對金屬的二次腐蝕;

　　使用不受溫度和劑量範圍小幅波動的影響;

　　有助於保持鍋爐內部、蒸汽和凝結水系統清潔，減少鐵和銅的夾帶對蒸汽系統和汽機的影響;降低凝汽器系統的維護費用;

　　無閃點，不會產生像聯胺那樣毒性***致癌***問題;

　　液體型產品，使用、操作安全方便、無毒。

　　3.1.2鍋爐爐水處理技術

　　鍋爐爐水處理技術通過發生以下反應，螯合、分散無機或金屬沉積物，防止結垢，防止鐵、銅等在爐管局總沉積導致的電位腐蝕，同時穩定鍋水pH，減少管線、閥門腐蝕問題的產生：

　　通過與鐵、銅、矽等發生下列反應，螯合、分散鍋水中的硬垢，防止結垢：

　　沉積物或粘泥按上述反應形成後，被有機聚合物螯合、並分散、調節成沒有粘性，可自由流動的形式，能很容易通過鍋爐連續排出。鐵和銅的氧化物也會被調節成沒有粘性，自由流動的形式，不會在鍋爐的表面生成硬的沉積垢，防止區域性電位腐蝕，有機聚合物通過在金屬表面形成鈍化層，也會提供腐蝕保護。

　　其它功能包括：

　　提高鍋水的臨界含鹽量，降低排汙率，節約能源。

　　防止區域性電位腐蝕，通過在金屬表面形成鈍化層，也會提供腐蝕保護。

　　對矽有良好的增溶效能，通過穩定鍋爐水的pH，提高至10.0，防止矽的夾帶現象，減少聚合矽的產生;

　　對鐵有良好的分散效能，控制鐵沉積物的產生，防止電位腐蝕;

　　保持鍋爐內部清潔，提高傳熱效率，對鍋爐金屬有鈍化效果;

　　有效消除泡沫，減少爐水氣沫夾帶現象，對汽機無影響，進而提升蒸汽的品質;

　　液體型產品，無毒、無刺激，使用、操作安全、方便。

　　3.2新型鍋爐水技術經濟效益

　　新型產品的投加，具有如下經濟效益：

　　節能減排的直接經濟效益，產品效益比***投入/產出***一般能達到1.3～1.5;

　　降低閥門及管線的腐蝕，由此節省的勞動力和維護費用;

　　延長裝置執行時間，節省的年停車維護費用、裝置更換和維護費用及停工效益損失;

　　4.新型鍋爐水處理技術應用案例介紹

　　目前，新型鍋爐水處理技術已在石油、石化、電力、鋼鐵等多家企業得到成功應用。現以某石化單位為例，進行案例介紹。

　　4.1 概述

　　某事業部催化裂化裝置有餘熱爐、外取熱、內取熱、油漿和二中蒸汽發生器5個汽包，執行壓力為3.6-3.9MPa，總產氣量為120t/h左右。鍋爐水採用常規的氨水和磷酸鹽的處理方式，但給水、爐水及蒸汽指標均控制不穩，系統排汙量大，為了提高鍋爐水技術水平，改善現有水質資料並實現節能減排的目的，該事業部於2010年開始使用新型鍋爐水處理技術。

　　4.2應用效果

　　測試專案應用前應用後

　　平均值合格率平均值合格率

　　鍋爐給水 ph 9.54 70.6% 9.0 100%

　　溶解氧，ug/L 22 82% 7 100%

　　爐水***外取熱*** ph 9.90 96.8% 10.2 100%

　　電導率，us/cm 46.2 214

　　排汙率，% 3.92 0.51

　　飽和蒸汽***外取熱*** ph 8.43 8.99 100%

　　鈉，ug/L 11.4 83.9% 7.3 100%

　　矽，ug/L 7.0 100% 3.5 100%

　　凝結水 ph 8.26 9.16