【正文】 液中進(jìn)行螯合溶解試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，水中鈣離子濃度緩慢增加，即 BF30a 對(duì)水垢具有溫和的螯合溶解能力。 BF30a 的加入使鋼的自腐蝕電位劇烈正移，陽(yáng)極極化也劇烈增加，但從陰極極化曲線看，雖然 BF30a 的 加入使氧的離子化過(guò)電位減小，但陰極極化卻明顯增加，由此看來(lái)， BF30a 既強(qiáng)烈地抑制了鋼腐蝕的陽(yáng)極過(guò)程，又明顯地抑制了腐蝕的陰極過(guò) 圖 2 鋼在水中的動(dòng)電位極化曲線 程，是鋼在水中的混合性緩蝕劑，同時(shí)，電化學(xué)試驗(yàn)結(jié)果很好的說(shuō)明了 BF30a緩蝕率很高的原因。 圖 1 添加劑對(duì) 20g 鋼電極電位的影響 從鋼的電位 時(shí)間曲線（圖 1）可以看出，在不同條件下，鋼的電極電位隨時(shí)間變化的趨勢(shì)均經(jīng)歷了劇烈降低然后穩(wěn)定的過(guò)程，即首先發(fā)生表面天然保護(hù)膜的破壞，然后發(fā)生基體腐蝕。具有安全，節(jié)能節(jié)水，使用方便的特點(diǎn)。由于鍋爐水處理技術(shù)水平的限制等原因，目前工業(yè)鍋爐普遍存在腐蝕結(jié)垢問(wèn)題，導(dǎo)致鍋爐壽命縮短，維護(hù)及運(yùn)行成本上升。其原因之一是它們所需要的集熱溫度不太高（ 40～ 60℃），另一個(gè)重要原因是：近年來(lái)隨著工農(nóng)業(yè)的發(fā)展，全國(guó)總能耗量的增加迅速 ，其結(jié)果導(dǎo)致環(huán)境的嚴(yán)重污染和常規(guī)能源的短缺。它不僅毫無(wú)污染， 遠(yuǎn)比常規(guī)能源清潔；也毫無(wú)危險(xiǎn)，遠(yuǎn)比原子核能安全。根據(jù)目前太陽(yáng)輻射的總功率以及太陽(yáng)上氫的總含量進(jìn)行估算，尚可繼續(xù)維持1000 億年之久。今后開(kāi)發(fā)和利用熱泵供熱系統(tǒng)熱源用于集中供熱具有廣闊的商景。采用熱泵供熱熱源具有明顯的節(jié)能效果。 低溫供熱堆的壓力參數(shù)較低，一般為 1～ 2Mpa，從安全角度，可能建造在城市近郊，因而，低溫核供熱堆用作城市集中供熱的熱源，今后在我國(guó)能得到發(fā)展應(yīng)用。 定義：核能供熱是以核裂變產(chǎn)生的能量為熱源的城市集中供熱方式。為了最大限度的利用其能位，就要采用分級(jí)利用地?zé)崴疅崮艿臒崮芾梅绞剑沟孟到y(tǒng)復(fù)雜和費(fèi)用增大。 (2)地?zé)崴膮?shù)與熱負(fù)荷無(wú)關(guān)。 (2)根據(jù)化學(xué)成分不同，地?zé)崴煞譃椋簤A性水和酸性水。 地?zé)崮艿姆诸悾旱責(zé)崮馨雌湓诘叵碌馁A存形式分為：蒸汽、熱水、干熱巖體、地壓、巖漿。在地球的最外層 —— 地殼（平均厚度 33km）中蘊(yùn)藏著巨大的熱水庫(kù)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)目前許多大中型工礦企業(yè)中還存在著大量的工業(yè)余熱未被利用，被利用的部分，大多都用在企業(yè)內(nèi)部的供熱系統(tǒng)中。 工業(yè)余熱的特點(diǎn)： （ 1）工藝余熱的數(shù)量和參數(shù)直接受生產(chǎn)工藝影響，波動(dòng)較大，與外界的熱負(fù)荷無(wú)直接關(guān)系。 可回收和利用的工業(yè)余熱根據(jù)其載體不同通常分為三大類：①氣態(tài)余熱。以熱水鍋爐房為熱源的集中供熱系統(tǒng)稱為熱水鍋爐房集中供熱系統(tǒng)。 (1)蒸汽鍋爐房： 為集中供熱系統(tǒng)生產(chǎn)和供給熱媒的蒸汽鍋爐及其附屬設(shè)備稱為蒸汽鍋爐房。 (５）系統(tǒng)建設(shè)周期短，易于與城市建設(shè)同步進(jìn)行。相對(duì)于熱電廠等其它熱源的供熱系統(tǒng)，區(qū)域鍋爐房集中 供熱系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)： 13 (１）區(qū)域鍋爐房供熱設(shè)備比較簡(jiǎn)單，建廠條件要求不高，投資較低，易于實(shí)現(xiàn)。因而限制了背壓式汽輪機(jī)供熱系統(tǒng)只適用于用戶熱負(fù)荷比較穩(wěn)定的供熱系統(tǒng)。 (2)抽汽式供熱汽輪機(jī)上有多個(gè)抽汽口，其中多數(shù)不可調(diào)節(jié)，它的抽汽量是隨汽輪機(jī)的負(fù)荷變化的。背壓式汽輪機(jī)是排氣壓力高于大氣壓力的供熱汽輪機(jī)。熱電廠必須比一般火電廠多增設(shè)鍋爐容量以備用，水處理量也大。 熱電廠 火力發(fā)電廠在生產(chǎn)電能的過(guò)程中，利用汽輪機(jī)排汽或從汽輪機(jī)中間抽出一部分蒸汽提供給供熱系統(tǒng)以滿足生產(chǎn)和生活的需要， 我們把這種聯(lián)合生產(chǎn)、供給熱能和電能的火力發(fā)電廠稱為熱電廠。熱用戶：集中供熱系統(tǒng)利用熱能的用戶 。 集中供熱的熱源及類型 集中供熱系統(tǒng)由熱源、熱網(wǎng)、熱用戶三大部分組成。 新中國(guó)成立以來(lái)，供熱事業(yè)的發(fā)展對(duì)發(fā)展我國(guó)經(jīng)濟(jì)、提高人民生活水平和改善環(huán)境發(fā)揮了重要作用。供熱、通風(fēng)是能源消耗大戶。 1987 年頒布了適合我國(guó)國(guó)情的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》（ GBJ191987 ）， 1989 年建設(shè)部頒布了《城市供熱管網(wǎng)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（ CJJ28281989 ）， 1990 年頒布了《城市熱力網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（ CJJ341990 ）。 20 世紀(jì) 60～ 70年代，我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)走 “ 獨(dú)立自主，自力更生 ” 的發(fā)展道路，從而促進(jìn)了供熱技術(shù)的發(fā)展，形成了時(shí)代的特點(diǎn)。火爐、火墻和火炕等局部供暖方式不僅至今在 我國(guó)北方農(nóng)村還被廣泛地使用，目前的研究還表明，火炕是一種節(jié)能、舒適、環(huán)保、有發(fā)展應(yīng)用前景的農(nóng)村供暖方式。 本世紀(jì)， 隨著全球可持續(xù)戰(zhàn)略的實(shí)施和新能源革命，世界能源結(jié)構(gòu)正在向優(yōu)質(zhì)化發(fā)展，清潔能源、可再生能源（太陽(yáng)能、地?zé)崮?、風(fēng)能、水能等），將越來(lái)越多地替代碳能源。 19 世紀(jì)初期，在歐洲出現(xiàn)了以蒸汽或熱水作為熱媒的集中供暖系統(tǒng)。人類最早以火的形式利用能源 到后來(lái)利用原始爐灶獲得熱能供暖、炊事和照明，屬于局部取暖和用能方式。 鍋爐水處理技術(shù)是一門綜合技術(shù)，與離子交換技術(shù)、膜分離技術(shù)、除氧技術(shù)、鍋內(nèi)加藥技術(shù)、停用保養(yǎng)技術(shù)等的進(jìn)步密切相關(guān)。在這方面，不妨提供 BF－ 30a 技術(shù)的研究深化過(guò) 程，希望起到拋磚引玉作用。轱轆是耗水大戶，發(fā)達(dá)國(guó)家的鍋爐耗 水兩一般占第三位，僅次于冷卻水和產(chǎn)品處理清洗用水。綠色水處理技術(shù)的理想是零排污水處理技術(shù)。 9 、鍋爐水處理技術(shù)的發(fā)展方向 改革開(kāi)放以來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)鍋爐水處理技術(shù)獲得了很大得發(fā)展，在許多方面已與國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)接軌，形成了一些具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)。因環(huán)保限制而開(kāi)發(fā)應(yīng)用的非鉻系配方，其緩蝕效果均不如前者。 （ 2）氧的存在是敞開(kāi)式冷卻水系統(tǒng)緩蝕劑 1 發(fā)揮作用的必要條件。 下 表列出鍋爐水處理劑的一般種類及其作用，可根據(jù)鍋爐結(jié)構(gòu)和水質(zhì)特點(diǎn)靈活運(yùn)用。 鍋內(nèi)加藥法防腐阻垢技術(shù) 鍋內(nèi)加藥法防腐阻垢技術(shù)，是一種向鍋內(nèi)投加某些具有特殊功能的化學(xué)藥劑來(lái)達(dá)到防腐阻垢目的的方法。在走過(guò)了漫長(zhǎng)之路以后，特別是從不污染環(huán)境考慮，人們的興趣 重新回 8 到了亞硫酸鹽上來(lái)。亞硫酸鈉的作用是防止水中殘存氧對(duì)系統(tǒng)金屬的腐蝕。已開(kāi)發(fā)了許多除氧劑，較重要的有亞硫酸鹽、聯(lián)氨、二乙羥胺、碳酰肼、氫醌、異抗壞血酸、胺基胍、甲基乙基酮圬等。已開(kāi)發(fā)了許多設(shè)備除氧方法，例如熱力除氧、真空除氧、解吸除氧、氧化還原樹(shù)脂除氧、鋼屑除氧等。雖然反滲透遠(yuǎn)不及電滲析應(yīng)用那么廣泛，但反滲透法作為離子交換的預(yù)處理更為有利。膜分離技術(shù)發(fā)展的時(shí)間大致是， 20 世紀(jì) 30 年代，微濾； 40 年代，透析； 50 年代，電滲析； 60 年代，反滲透； 70 年代，超濾和液膜； 80 年代，氣體分離； 90 年代，滲透蒸發(fā)。因此，對(duì)使用軟化水的鍋爐，更有必要采取防腐措施。原水中含有天然緩釋劑重碳酸鈣，它是一種陰極性緩釋劑，當(dāng)在鋼表面同陰極反應(yīng)產(chǎn)物氫氧根離子相遇時(shí)，即生成碳酸鈣沉淀而覆蓋于陰極表面。美國(guó)Autotrol、 Fleck 等自動(dòng)軟水器， Kiico 公司的水力自動(dòng)軟化器已紛紛進(jìn)入 7 我國(guó)市場(chǎng)，我國(guó)尚無(wú)可與之競(jìng)爭(zhēng)的國(guó)產(chǎn)品牌。為了同時(shí)達(dá)到降低堿度的目的 ，可采用部分鈉離子交換、如酸－鈉離子交換、氫－鈉、銨－鈉、氯－鈉等離子交換系統(tǒng)?，F(xiàn)代大量使用的離子交換樹(shù)脂有陽(yáng)離子型強(qiáng)酸性樹(shù)脂和弱酸性樹(shù)脂、陰離子型強(qiáng)堿性樹(shù)脂和弱堿性樹(shù)脂、氧化還原樹(shù)脂、兩性樹(shù)脂和鰲合樹(shù)脂等。 、鍋爐水處理技術(shù)概述 離子交換法阻垢技術(shù) 離子交換劑是一類具有離子交換作用的功能材料。 1998 年度，全國(guó)在用鍋爐總臺(tái)數(shù) 為 萬(wàn)臺(tái)。作為必須的安全措施，采用連續(xù)排污和定期排污以保持鍋爐水質(zhì)和工況。 十年來(lái)，在發(fā)達(dá)國(guó)家，以安全和節(jié)能為發(fā)展戰(zhàn)略的鍋爐水處理技術(shù)獲得長(zhǎng)足的進(jìn)步，許多重大研究成果已轉(zhuǎn)化成一系列技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)。 第二章 鍋爐水處理概述 、鍋爐水處理的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 水質(zhì)中會(huì)有較多的有害雜質(zhì)，這種水質(zhì)如果不 經(jīng)任何處理就進(jìn)入鍋爐，那么水中的雜質(zhì)會(huì)在鍋爐中形成水垢或水渣。而在運(yùn)行條件下，當(dāng)鍋水保持合適的 pH 值 (一般為 10～ 12)和一定量的磷酸根及碳酸根時(shí)， 也有助于金屬表面形成致密的保護(hù)膜，減緩腐蝕。因此，在鍋爐運(yùn)行中應(yīng)做到合理排污，維持鍋水一定的 pH 值、堿度及PO43含量，使鍋水水質(zhì)保持合格，不但可防止結(jié)垢，也有利于防腐。 因此，防止腐蝕也是保證鍋爐安全運(yùn)行的重要措施。 、鍋爐的腐蝕 危害及預(yù)防措施 鍋爐水質(zhì)不良或停爐保養(yǎng)不當(dāng)常會(huì)引起金屬的腐蝕。其主要部位，首先是給水系統(tǒng)和省煤器， 而且其腐蝕產(chǎn)物進(jìn)入受熱面中和循環(huán)水系統(tǒng)中，也會(huì)引起其他一些破壞。 氧腐蝕的特征：氧腐蝕的形態(tài)一般表現(xiàn)為：潰瘍和小孔型的局部腐蝕，其腐 4 蝕的產(chǎn)物表現(xiàn)為黃褐、黑色、磚紅色不等。 (4)爐管暢通 清洗后鍋內(nèi)所有的水冷壁管和對(duì)流管等爐管都應(yīng)暢流無(wú)阻。由于經(jīng)酸洗后殘留的硬垢往往已有所松動(dòng)，當(dāng)鍋爐投入運(yùn)行后會(huì)逐漸地脫落，若不作再次清理極易發(fā)生事故，所以當(dāng)殘留垢較多時(shí)必須加以處理。清洗結(jié)束后，用爐單位、清洗單位和鍋爐安全監(jiān)察部門應(yīng)對(duì)清洗質(zhì)量進(jìn)行驗(yàn)收。 3） 酸洗除垢 目前在各種除垢方法中，以酸洗除垢效果較好，但酸洗工藝若不合適或控制不當(dāng) 也會(huì)影響除垢效果或腐蝕金屬，有時(shí)甚至?xí)?yán)重影響鍋爐的安全運(yùn)行。 堿洗藥劑用量應(yīng)根據(jù)鍋爐結(jié)垢及臟污的程度來(lái)確定。 2） 堿洗 (煮 )除垢 3 鍋爐堿煮的作用主要是使水垢轉(zhuǎn)型，同時(shí)促使其松動(dòng)脫落。現(xiàn)將鍋爐除垢的方法和要求簡(jiǎn)要介紹如下： 1） 機(jī)械除垢 主要采用電動(dòng)洗管器、扁鏟、鋼絲刷及手錘等工具進(jìn)行機(jī)械除垢。 另外，鍋爐結(jié)垢后，將增加清洗和維修的時(shí)間 、費(fèi)用及工作量等，影響生產(chǎn)，減小鍋爐的有效利用率，降低經(jīng)濟(jì)性。 3） 堵塞管道，破壞水循環(huán) 如果水管內(nèi)結(jié)垢，就會(huì)減小流通截面積，增大水的流動(dòng)阻力，破壞正常的水循環(huán)，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)完全堵塞管道，或造成爆管事故。 上 述這些析出的沉淀物質(zhì)黏結(jié)在鍋爐受熱面上就形成了水垢，溫度越高的部位，越易形成堅(jiān)硬的水垢。 4） 相互反應(yīng)及轉(zhuǎn)化 給水中原來(lái)溶解度較大的鹽類，在運(yùn)行中與其他鹽類相互反應(yīng)，生成了難溶的沉淀物質(zhì)。 鍋爐結(jié)垢的原因，首先是給水中含有鈣鎂硬度或鐵離子，硅含量過(guò)高；同時(shí)又由于鍋爐的高溫高壓特殊條件。 鍋 爐 水 處 理 技 術(shù) 培 訓(xùn) 資 料 （ 2020 年度） 北京化新通達(dá)清洗技術(shù)有限責(zé)任公司 二零一二年四月 目 錄 第一章 結(jié)垢及腐蝕的形成與危害 1 第二章 鍋爐水處理概述 6 第三章 供暖工藝及類型 10 第四章 BF30Ａ 熱水鍋爐防腐阻垢技術(shù) 16 第五章 零排污蒸汽發(fā)生技術(shù) 21 第六章 經(jīng)濟(jì)分析及相關(guān)成本計(jì)算 26 第七章 附錄 30 1 第一章 結(jié)垢及腐蝕 的形成與 危害 、 鍋爐結(jié)垢的原因 含有硬度的水若不經(jīng)過(guò)處理就進(jìn)入鍋爐，運(yùn)行一段時(shí)間后，鍋爐水側(cè)受熱面上就會(huì)牢固地附著一些固體沉積物，這種現(xiàn)象稱為結(jié)垢。水渣可隨排污除去，但如果排污不及時(shí)，部分水渣也會(huì)在受熱面上或水流流動(dòng)滯緩的部位沉積下來(lái)而轉(zhuǎn)化成水垢 (通常稱之為“二次水垢” )。 3） 鍋水蒸發(fā)、濃縮 在高溫高壓下，鍋水中鹽類物質(zhì)的濃度將隨蒸發(fā)濃縮而不斷增大，當(dāng)達(dá)到過(guò)飽和時(shí)，就會(huì)在受熱面上析出沉淀。另外，有些腐蝕產(chǎn)物附著在受熱面上，也往往易轉(zhuǎn)化成金屬氧化物水垢。 水垢厚度 (mm) 1 3 5 8 浪費(fèi)燃料 (％ ) 2 3～ 5 6～ 10 15 35 表 1 水垢厚度與浪 費(fèi)燃料的關(guān)系 不同水垢的導(dǎo)熱效率見(jiàn)表 2 介質(zhì)類別 導(dǎo)熱系數(shù) W/(mK) 軟鋼 碳酸鹽水垢 硫酸鹽水垢 硅酸鹽水垢 氧化鐵垢 含油水垢 水 表 2 不同水垢的導(dǎo)熱效率 2） 易引起事故，影響安全運(yùn)行 受熱面結(jié)生水垢后，金屬的熱量由于受水垢的阻礙而難于傳熱給鍋水，致使金屬壁溫急劇升高，當(dāng)溫度超過(guò)了金屬所能承受的允許溫度時(shí)，金屬?gòu)?qiáng)度顯著降低，從而導(dǎo)致金 屬過(guò)熱變形，嚴(yán)重時(shí)將造成鼓包、裂縫，甚至爆管等事故。所有上述這些危害都將大大縮短鍋爐的使用壽命。 清洗除垢的方法主要分為機(jī)械除垢和化學(xué)清洗兩大類，其中化學(xué)清洗又可分為堿煮除垢和酸洗除垢。但 目前高壓水力除垢仍僅限于結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單的工業(yè)鍋爐。堿洗煮爐也常用于新安裝鍋爐的除銹和除油污，有 時(shí)也用于酸洗前的除油清洗或垢型轉(zhuǎn)化。 堿煮除垢的方法與新鍋爐煮爐基本相同，只是煮爐結(jié)束后，應(yīng)打開(kāi)鍋爐的各檢查孔，及時(shí)加以機(jī)械 (或高壓水力 )輔助清垢，以免松軟的水垢重新變硬。 鍋爐在酸洗前應(yīng)預(yù)先取有代表性的垢樣進(jìn)行化驗(yàn)，制定清洗方案；進(jìn)酸開(kāi)始時(shí)須在鍋爐內(nèi)和酸箱內(nèi)掛入腐蝕指標(biāo)片 (直到退酸時(shí)取出 )；酸洗工藝流程及酸洗液的溫度、濃度、流速、酸洗時(shí)間等應(yīng)按 清洗方案實(shí)施和控制；清洗過(guò)程中應(yīng)不斷取樣化驗(yàn)并如實(shí)作好記錄。 如除垢率低于上述規(guī)定，或雖達(dá)到規(guī)定要求但鍋爐主要受熱面上仍覆蓋有難以清理的水垢時(shí)，應(yīng)在維持鍋水堿度達(dá)到水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)上限值的條件下，將鍋爐運(yùn)行一個(gè)月左右再停爐，用人工或高壓水槍清理脫落 的垢渣和殘垢。 h)，且腐蝕總