锅炉水介质检测浅谈珠海市工业锅炉加药处理的常用药剂

马铭潞（广东省特种设备检测研究院珠海检测院，广东 珠海 519000）

锅炉水介质检测浅谈珠海市工业锅炉加药处理的常用药剂

马铭潞（广东省特种设备检测研究院珠海检测院，广东 珠海 519000）

锅炉加药水处理是锅炉水质调节的常用方法，一般分为单纯锅内加药水处理和锅外处理后的补充加药处理。它通过把易形成水垢的物质，转变为可以排掉的水渣，从而防止或减缓水垢的形成，防止锅炉发生金属腐蚀。本文针对珠海市工业锅炉加药处理的常用药剂进行探究。

工业锅炉;加药处理

1 工业锅炉加药处理的适用范围

（1）根据GB/T1576-2008《工业锅炉水质》标准规定，额定蒸发量小于或等于4t/h，且额定蒸汽压力小于或等于1.3MPa的自然循环蒸汽锅炉、对水汽质量无特殊要求的汽水两用锅炉、额定功率小于或等于4.2MW非管架式承压的热水锅炉和常压热水锅炉，均采用单纯锅内加药水处理。

（2）有下列情况之一的工业锅炉，要进行锅炉加药补充处理

1.采用锅外水处理额定蒸汽压力大于1.0MPa的自然循环蒸汽锅炉和汽水两用锅炉。

2.贯流锅炉和直流锅炉。

2 锅炉水质调节常用药剂

2.1 氢氧化钠

（1）有效消除给水中的硬度：

(2)防止结垢物质在金属表面生成水垢，锅水中存在大量的碳酸钠晶粒，存在大量的氢氧根（OH-），吸附在正电荷碳酸钠晶粒周围，阻止其合并长大，同时防止在锅炉金属表面附着，生成水垢。

（3）保持锅水的碱度，当满足PH9.5~PH11.5，锅炉金属表面可以生成稳定的保护膜，阻止氧对锅炉金属的腐蚀。

但是，需要注意的是，选择氢氧化钠做单一的除垢剂，只能消除碳酸盐硬度和镁硬度，而不能消除水中的钙硬度，所以仍会造成锅炉结垢，建议与碳酸钠配合使用。

2.2 碳酸钠

（1）与水中非碳酸盐硬度反应：

其中MgCO3又会水解成溶解度更小的Mg(OH)2沉淀：

(2)在锅水中会部分水解成NaOH,因此具有氢氧化钠的作用。其水解反应为：

由于碳酸钠的水解率将随着锅炉压力的增高而增大，碳酸钠水解后生成的CO2将随着锅水的蒸发而进入蒸汽系统，尤其当给水未除氧或者除氧效果不好的时候，氧和二氧化碳的共同作用将使腐蚀更为严重。因此，碳酸钠只适用于压力较低的工业锅炉单纯加药处理，而不宜用作软化处理后的调节处理，也不易用作中高压的锅内加药处理。

（3）氢氧化钠或碳酸钠加药量计算

2.2.1 锅炉开始投入运行时每t给水所需加药量：

2.2.2 锅炉正常运行时所需加药量：

JD锅－锅水保持的碱度（mmol/L）

YD给水－给水总硬度（mmol/L）

JD给－给水总碱度（mmol/L）

P－锅炉排污率（%），一般为5%～10%

53－碳酸钠摩尔质量

当给水中的碱度大于给水中的硬度，此时在锅炉运行时就无需再加碳酸钠，只需控制锅炉的排污率要过大，否则会造成锅水中的碱度降低，久而久之会形成水垢，腐蚀锅炉。

2.2.3 磷酸三钠

很好的阻垢剂，水解不受温度、压力的影响，一般作为水渣调节剂，消除残余硬度，同时还可以调节锅水的PH，适用于任何压力的汽包锅炉。

（1）能与水中的硬度物质反应，生成水渣。

在沸腾的锅水中，PH达到10左右，磷酸根离子还能与钙离子生成流动性很强的碱式磷酸钙水渣，他是一种难溶化合物，只要保持锅水中含有定量的PO43-，Ca2+含量就比较少，致使Ca2+没有机会与SO42-和SiO32-形成难以清除的硫酸盐和硅酸盐水垢。

锅水中磷酸盐浓度应根据给水水质来控制。当给水无硬度时，锅水磷酸根的浓度宜控制在标准低限为好；当给水中有硬度时，为了防止受热面结垢，磷酸根浓度应控制稍高些。

磷酸盐处理时给水硬度较高时，加药量就会增大，锅水含盐量增高，水渣增多，影响蒸汽品质，造成排污过多的热能浪费，经济浪费。过多的磷酸根会和镁离子形成粘性很大的磷酸镁沉淀，粘附在锅炉上形成水垢。此外磷酸根会和钙离子反应生成游离的氢氧化钠，造成锅水的PH升高。

（2）加药量计算

采用锅内加药：

YD－原水硬度（mmol/L）

采用加药补充处理：

4－Na3PO4·12H2O与PO43-的摩尔质量比

28.5 －1mol（1/2Ca2+）变为Ca10(OH)2(PO4)6水渣所需PO43-浓度（mg/L）

YDC－给水残余硬度（mmol/L）

e－锅炉水应维持的PO43-浓度（mg/L）

V－锅炉水容量

ε－工业磷酸三钠Na3PO4·12H2O的纯度，一般为95%～98%

P－锅炉排污率（%）

Q－每小时锅炉给水量（t/h）

综上所述，锅内加药水处理的优点有很多，简单快捷，相对于锅外离子交换法而言，节约大量用水，减少对环境的污染。但是缺点对锅炉排污控制要求严格，排污量和热损失相对较大，且适用于小型工业锅炉。当给水中的永久硬度较大选择以碳酸钠为主的防垢剂，当暂时硬度较大选择以氢氧化钠为主的防垢剂。锅炉运行压力超过1.5MPA时，随着锅炉压力逐渐升高，碳酸钠在水中的分解率急剧增大，不再适用阻垢防垢。考虑添加磷酸盐的时候，给水必须采用离子交换处理法后，且硬度很小的时候使用，或者是磷酸盐含量较少的情况下适合使用。

[1]许兴炜，锅内加药进行锅水处理北京，中国特种设备研究院.

[2]GB/T1576-2008《工业锅炉水质》.

[3]《锅炉水处理及质量监督检验技术》北京，中国锅炉水处理协会.

图-1热效应曲线

从图-1可以看出该反应过程属于典型的加料控制反应，自动加料开始时，热生成速率迅速上升，加料结束迅速下降，但是反应仍然有一定的滞后，加料完毕时，热转化率为70.0%，还有部分原料未能转化完毕。最大放热功率出现在加料完毕时（Qr⁃max=87.5W），反应的绝热温升△Tad=10.527K，则水解反应的MTSR=50+△Tad=60.527℃<100℃（溶剂水的沸点）。

总之RC1e反应量热仪是一种了解实验过程中热效应的工具，但是需要详细了解软件编程的相关知识后才能真正有效利用。

参考文献：

[1]刘纯,潘旭海,陈发明等.反应量热仪RC1在华工热危险性分析中的应用[J].工业安全与环保,2011,37(5):26-32.

[2]朱勇,王玉,刘建利等.ADN合成过程的热效应[J].含能材料,2012,20(6):735-738.

[3]周诚,朱勇,王伯周等.FOX-7合成过程中硝化反应的热危险性[J].含能材料,2014,22(1):53-56.

马铭潞（1988-），女，汉族，山东省莱州市，本科，助理工程师。