刘明舜

(福建省锅炉压力容器检验研究院泉州分院，福建 泉州 362000)

一台S Z L 6-1.2 5-WⅡ型锅炉在线运行除垢防垢技术的应用

刘明舜

(福建省锅炉压力容器检验研究院泉州分院，福建 泉州 362000)

文中介绍了一台SZL6-1.25-WII型蒸汽锅炉的水处理情况，并对该方案存在的缺陷进行分析，提出应用一种环保型防垢阻垢剂进行在线运行除垢防垢的解决方案。经过运行除垢期间的跟踪实验，结果表明：该项技术除垢防垢防腐蚀效果好，且绿色环保，是一种值得推广的除垢防垢应用。

蒸汽锅炉；水处理；除垢防垢

1 引言

工业蒸汽锅炉结垢，是一个十分普遍的问题。锅炉水垢不但会降低锅炉和热交换设备的传热效率，增加热损失，还会影响锅炉的使用寿命，更是引起锅炉事故的主要原因。为了锅炉设备的安全经济运行，使用单位必须对锅炉的水垢进行有效清除。因此，工业锅炉的水处理和除垢防垢技术一直以来被广泛研究[1-2]。文中介绍了某单位一台SZL6-1.25-WII型蒸汽锅炉的水处理情况，并对该方案存在的缺陷进行分析，提出应用一种环保型防垢阻垢剂，对该锅炉进行在线运行除垢防垢。该项技术方案除垢防垢防腐蚀效果好，且绿色环保，是一种值得推广的除垢防垢应用。

2 某单位锅炉水处理的情况

该单位的锅炉是一台SZL6-1.25-WII型蒸汽锅炉，使用的原水来自附近的河水。

2.1 原水的预处理

该单位的原水预处理是由ZY65 t/h水力自控一体化循环澄清池和无阀滤池完成的（图1）。由于其结构简单、成本低廉、运行管理方便而被采用。选用的混凝剂为高效净水剂聚合氯化铝{([Al(OH)nCl6-n]}m，含Al2O3为30%。原水进入水力循环池前，用隔膜泵把溶解后的聚合氯化铝液体，打入原水管内和原水混合后，送入循环池内反应。在反应筒内观察到的水是橙黄色，在循环池内，由于流速较慢，混凝剂得以充分接触和反应，呈现无数“矾花”和悬浮状颗粒混凝现象，水微带乳白色。当水中悬浮状颗粒循环到池子底部时，比重较大的颗粒便沉降到池子不流动的排泥斗内，通过排泥管定期排出。从水力循环池出来的水，进入到无阀滤池内去过滤。从无阀滤池流出的水汇集到60m3清水池，通过清水泵送入水处理设备，进行软化处理。经过预处理的出水水质可达：浊度＜5mg/L，化学需氧量(COD)＜2 mg/L，含铁量＜0.3mg/L。

图1 原水预处理系统简图

2.2 锅外水处理

从清水池出来的水，输送到高位水池，再进入软化水池，进到钠离子交换器，水中的Ca2+和Mg2+在交换器中，和钠型树脂进行离子交换。Ca2+和Mg2+被转移到树脂上，Ca2+和Mg2+与Na+互换位置，从而降低水中的硬度，即为软化水。软化器出水硬度控制在＜40μg/L，超过该值时，则表示交换器内的树脂已失效，应停止运行。

2.3 锅内水处理

该单位的锅内水处理是以加药剂方式实现的，主要是加入磷酸三钠（Na3PO4•12H2O）和主要成分为亚硫酸钠及联氨的阻垢剂。具体的做法是采用柱塞式活塞泵连续向锅内加药。采用磷酸盐处理锅水，就是将锅水中的PO43-浓度和pH值控制在一定范围内，不能使炉水中出现有游离的NaOH。通过检测锅水的PO43-浓度，向锅水内加入磷酸三钠。PO43-在高碱度沸腾的炉水中会与Ca2+反应，生成易于排除的碱式磷酸盐松软的水渣，再通过排污的方法除去。从而达到消除给水带入的残余硬度，防止锅内钙镁离子生成水垢的目的。

3 该单位水处理技术方案的缺陷分析

蒸汽锅炉水处理主要分为锅外水处理和锅内水处理。由前文可知，该单位锅外水处理主要方法为钠离子树脂软化，根据我国执行GB/T1576-2008《工业锅炉水质》标准，锅炉给水要求硬度＜0.03mmol/L[3]。该单位锅炉使用初期给水硬度还能符合要求，但后期由于树脂老化以及实验检验手段跟不上，就无法达标。与此同时，软化过程中由于操作人员没有定时定量加工业盐，容易造成用盐量过大。当过量的盐进入锅炉水循环中就会形成盐垢。加上该单位没有配套阴、阳床除盐装置和除氧设备，使用一年后在上下锅筒、对流管、集箱都形成厚厚的盐垢和大面积腐蚀。

对于锅内水处理而言，该单位虽然有锅内加药处理，但由于没有用计量泵按时按量加入，也没有检验手段跟踪，更没有及时打开排污阀排除污垢，也很容易造成锅炉的结垢。一旦磷酸盐加入量过多，就会增加炉水的含盐量和碱度，导致在蒸汽管的疏水管、阀门的阀芯和阀体内都会粘附大量Mg3(PO4)2水渣，造成疏水管堵塞。当磷酸盐加入量过少，则会使炉水的pH值过低，不能有效防止锅内产生钙镁水垢。

4 锅炉水处理的解决方案

针对上述现状，技术人员与使用单位研究决定在保证原先钠离子树脂锅外水处理的情况下，应用BY-1环保型锅炉防垢除垢剂来在线运行中除垢防垢[4-5]，做到双管齐下，从而解决水中的残余硬度和锅炉结垢腐蚀问题。BY-1锅炉防垢除垢剂的主要成分HAC腐植酸，是一种无三废（无毒无污染无腐蚀）的绿色有机高分子化合物[6]，HAC中含有黄HAC、核酸等多种有机成分，HAC的水溶性极好，对水中的Ca2+、Mg2+、Fe3+等金属离子络合能力极强，它在锅炉水处理过程中与Ca2+、Mg2+发生络合作用形成细小的、粘度小、流动性增强的水渣随排污排除，从而有效地避免水垢的形成。同时在碱性条件下，它不但会在锅炉金属受热面上形成有缓蚀作用的有机保护膜，还可渗透到水垢和金属结合面上，与钙镁盐发生复分解作用，降低老垢与金属接触面的附着力而使老垢脱落。此外，它还能与水中溶解氧发生化学反应，达到除氧的目的，防止锅炉的氧腐蚀。

使用BY-1防垢除垢剂，检测也十分简便，只需用pH试纸检测炉水，并将炉水的pH值控制在l0-12即可。具体采用的加药工艺见表1。

表1 B Y-1锅炉防垢除垢剂的加药工艺

此外，利用悬挂缓蚀试片的实验，对应用BY-1在线运行除垢技术进行跟踪。实验结果表明，运行除垢期间（90天）的金属腐蚀速度为1.9578 mg/m2•h（表2），远远低于TSG G5003—2008《锅炉化学清洗规则》规定的6g/m2•h[7]，除垢效果良好。

表2 加入B Y-1锅炉防垢除垢剂后金属缓蚀实验结果

5 结论

（1）据文献[4]报道，锅炉的水冷壁管内结垢1mm厚，燃煤消耗量大约增加8%。按该锅炉实测水垢的平均厚度为1.0mm，则需增加8%燃煤成本。运行除垢技术中BY-1锅炉防垢除垢剂应用后跟踪检验结果，证明该项技术除垢率达95%以上，按该单位300吨/月燃煤消耗量及燃煤单价830元/吨计算，可降低锅炉运行成本19920元/月，每年可节约近24万元。

（2）BY-1锅炉防垢除垢剂的应用很大程度上弥补了钠离子树脂交换器失效的问题，同时也很好地防止了锅外水处理除盐、除氧设备缺失造成的锅筒腐蚀的问题，对设备延长使用年限及安全运行提供了有力的保证。

（3）BY-1锅炉防垢除垢剂的应用，同时为硫化机、管道、阀门等使用蒸汽设备的除垢提供了一个很好的解决方案。

[1]李茂东,吴从容.工业锅炉锅内水处理药剂现状与发展[J].工业水处理,2004,24(5)：6-9.

[2]李茂东,杜玉辉,赵军明.工业锅炉除垢技术现状与展望[J].清洗世界,2006,22(11)：33-36.

[3] GB/T 1576—2008. 工业锅炉水质[S].

[4]丘性通.工业锅炉不停炉除垢技术的应用研究[J].能源与环境,2016,(3)：42-43.

[5]杨兴富,陈晓辉.低压中小型锅炉实现不结垢运行的有效途径[J]. 洗净技术,2003,(8)：46-49.

[6]邢向军，赵全胜，张明，马海文.一种新型锅炉水处理剂的应用[J].内蒙古石油化工,2003,29(1)： 66-68.[7] TSG G5003—2008. 锅炉化学清洗规则[S].

Application of on-Line Scale Removal and Prevention Technology for SZL6-1.25-WⅡBoiler

LIU Ming-Shun
(Quanzhou Branch of Fujian Boiler and Pressure Vessel Inspection Institute, Quanzhou 362000, Fujian, China)

The situation of water treatment for a SZL6-1.25-W II steam boiler was introduced in the paper. Through analyzing defects of the scheme, we presented a solution that was application of an environmental protection type scale inhibitor for removing and preventing scale in boiler running. The tracking experimental results showed that the technology was worth promoting due to the advantages on scale removal and prevention, together with the feature on environmental protection.

Steam boiler; Water treatment; Scale removal and prevention

2017-04-18

刘明舜，男，福建省锅炉压力容器检验研究院泉州分院，检验员，工程师，硕士