更好地照顾您的低压锅炉

更好地照顾您的低压锅炉合适的水处理程序至关重要许多工厂使用低压锅炉为各种应用生产工艺蒸汽，包括用于化学反应器、蒸发器、建筑

更好地照顾您的低压锅炉

合适的水处理程序至关重要

许多工厂使用低压锅炉为各种应用生产工艺蒸汽，包括用于化学反应器、蒸发器、建筑空间等的热量。 通常，与高压装置的化学程序相比，现场对这些蒸汽发生器的化学程序的关注较少. 然而，受污染的冷凝水回流、补给水处理系统的故障以及其他因素会导致许多问题。

工厂工作人员在很大程度上了解高压锅炉需要高纯度补水，以最大限度地减少锅炉和过热器恶劣环境中的腐蚀和水垢形成。在某种程度上，这使得化学控制更加简单，因为补给水、锅炉给水和蒸汽都应符合严格的准则。现代高压装置最常见的补给水方案使用膜技术（微滤或超滤去除悬浮固体，反渗透进行初级脱矿），然后进行离子交换或连续电去离子精制以生产高纯度水。

对于低压蒸汽锅炉——这里，我们将重点关注不驱动涡轮机的高达 600 psi 的装置——补给水处理通常不太严格。通常，主要关注的是碳酸钙 (CaCO 3 ) 结垢的可能性，如下面的钙离子 (Ca 2+ ) 和碳酸氢盐碱度 (HCO 3- ) 在热水系统中可能发生的反应所示和锅炉：

Ca 2+ + 2HCO 3- + 热量 → CaCO 3 ↓ + CO 2 ↑ + H 2 O (1)

因此，几十年来，工业锅炉补给的典型初级处理方法是钠沸石软化。在这个过程中，水通过离子交换树脂床，将硬度离子钙和镁交换为钠。软化的水流，带有剩余的杂质，包括碱度、氯离子 (Cl - )、硫酸根离子 (SO 4 2- )、二氧化硅 (SiO 2) 和其他，然后供给锅炉。基本软化既有优点也有缺点。与高压蒸汽发生器所需的技术相比，这种不太严格的工艺可为工厂节省设备资金和运营成本。然而，许多未被钠软化去除的离子在到达蒸汽发生器时可能会出现问题。碱度可在锅炉中转化为二氧化碳 (CO 2 )，然后与蒸汽一起携带。二氧化碳2会降低冷凝水回流中的 pH 值，从而导致这些系统中存在潜在的腐蚀问题。仅在钠软化的情况下，将剩余的溶解固体引入蒸汽发生器会增加水的整体腐蚀潜力，因为电导率较高，特别是因为固体在产生蒸汽时在汽包锅炉中“循环”。过多的溶解固体可能会引起泡沫，这会增加杂质携带到蒸汽中。将固体浓度保持在合理水平可能需要大量排污。氯化物和（在较小程度上）硫酸盐可能是令人讨厌的杂质，尤其是与锅炉中的氧气结合时。这些化合物也可能集中在多孔锅炉管沉积物下，通常是从其他地方运输的氧化铁腐蚀产物，例如冷凝水回流系统，诱发酸性沉积下腐蚀 (UDC)。UDC 仍然是工业蒸汽发生器中的一个重要问题。

除了碱性钠软化之外，还有几种方法可以提高补充水的纯度。一些较旧的、成熟的技术是：

• 分流脱碱。这种设置将钠软化剂和强酸阳离子交换剂并行放置，然后是下游强制通风或真空脱碳器。两组离子交换树脂都会去除硬度，但阳离子交换剂产生的酸将碱度转化为 CO 2，CO 2在脱碳器中被去除。该过程不会去除氯化物、硫酸盐或二氧化硅。

• 热石灰软化。这将去除大部分硬度、碱度、二氧化硅和铁。它不会去除氯化物。

• 离子交换脱矿质。除盐剂有多种形式，但一般来说，如果它们同时具有阳离子和阴离子交换能力，它们将去除大部分溶解的离子，包括氯离子和硫酸根离子。

前两种方法使用的技术有些过时。膜技术的发展和成熟，尤其是反渗透 (RO) 技术，已经改变了这一局面。单程或特别是双程 RO 可以生产溶解固体含量非常低的补充水，包括硬度离子和二氧化硅。RO 装置成功运行的关键是预处理以去除 RO 膜之前的悬浮固体，以及优化化学处理以最大程度地减少膜上的水垢形成。仔细分析 RO 给水对于正确的预处理设备和化学品选择至关重要。此外，反渗透产生需要处理的近乎稳定的废水流。对于有冷却塔的工厂，塔盆可以作为一个很好的储存库。否则，场地可能需要其他处理方法。

需要注意的一个关键点，尤其是在现有设施中，为任何应用更改更高纯度的化妆品都需要重新评估化学处理程序。如果处理不当，水纯度的变化，即使（表面上）变好，也可能导致无法预料的后果。

锅炉水处理

早在 1930 年代，随着发电机组数量和规模的增加，磷酸三钠（Na 3 PO 4或 TSP）成为用于汽包锅炉的流行的锅炉水调节化学品。在公用事业行业，磷酸盐处理程序经历了很大的发展，回归到 TSP，尽管剂量很低，这在现代单位中很常见。对于工业锅炉，磷酸盐处理方法仍然是一个强有力的选择。

磷酸盐的主要功能是在锅炉中产生中等碱性条件，以最大限度地减少碳钢锅炉管、汽包和集管的全面腐蚀：

Na 3 PO 4 + H 2 O ↔ Na 2 HPO 4 + NaOH (2)

尽管 TSP 是唯一推荐用于公用事业锅炉的磷酸盐种类（以最大程度地减少酸性磷酸盐腐蚀的可能性），但在工业装置中，TSP 有时可能会与少量磷酸二钠 (Na 2 HPO 4 ) 混合，尽管通常不推荐，甚至一点磷酸一钠 (NaH 2 PO 4 ) 以控制氢氧化钠 (NaOH) 的过量形成，也称为苛性碱。苛性碱会在多孔锅炉管沉积物下方浓缩并导致锅炉金属的直接腐蚀，在这种情况下，与酸性氯化物侵蚀相比，碱度过高。

磷酸盐的第二个功能是控制水垢的形成，这对于硬度离子可能定期进入的装置尤为重要。磷酸盐及其与水反应产生的碱度可以与硬离子反应形成软污泥而不是硬水垢。通常推荐与磷酸盐处理一起使用的是由水溶性聚合物组成的污泥调节剂，它通过分散、晶体改性和螯合的组合帮助保持固体悬浮。这种污泥调节剂可以有效地排出来自冷凝水回流系统腐蚀的其他麻烦的铁颗粒。这些聚合物有时可以作为一种独立的处理方法，特别是在硬度渗入不是问题的情况下。另一种技术有时在工业滚筒装置中成功使用，但今天使用不多，是螯合化学，其中化学物质直接与金属结合以保持它们悬浮。乙二胺四乙酸 (EDTA) 是最广为人知的螯合剂，通常用于蒸汽发电行业以外的许多应用。然而，螯合剂的不当使用或控制会导致锅炉部件的局部腐蚀。

结果是锅炉水处理存在多种可能性。正确的选择取决于多种因素，包括锅炉设计和压力、补给水处理的复杂性和可靠性，以及从冷凝水回流中进入杂质的可能性。这些因素需要对每个案例进行仔细评估。“一刀切”的治疗选择方法可能会导致问题。

用于蒸汽发生器处理的成膜产品 (FFP) 正在开发中。这些化合物为金属表面提供保护性疏水层以抑制腐蚀。一些 FFP 成功应用的报告不断出现，但使用需要认真规划和监控。

给水和冷凝水回流处理

给水系统和冷凝水回流中腐蚀产物或杂质的进入对锅炉水化学有很大影响。首要任务是在这些系统中保持适度的碱性条件，以防止碳钢的全面腐蚀，碳钢是给水和冷凝水回流管道的典型材料。在电力行业，常见的 pH 调节剂是氨，它通过以下反应提高给水的 pH：

NH 3 + H 2 O ↔ NH 4 + + OH- (3)

因为这是一个可逆反应，碱度的增加是有限的，这通常可以最大限度地减少在化学品进料紊乱的情况下对钢的过度腐蚀。（铜合金腐蚀是一个完全不同的故事。）对于工业锅炉，中和胺（图 2）是冷凝水/给水 pH 调节的常见选择。这些是带有氨基团的小链有机分子，连接或嵌入化合物中。

胺都具有比氨更高的分子量，因此不会像氨那样广泛地闪蒸到蒸汽中——尽管每种胺都有自己的分配比，即留在水中的量与离开的量蒸汽，其特性是温度和压力的函数。这些产品还具有不同的基本特性，这为选择治疗方案提供了灵活性。必须仔细评估锅炉运行和设计条件，以选择最合适的胺或胺混合物。如果蒸汽可以直接接触食品和其他消费品，则不允许使用某些化合物。

中和胺对于减少冷凝水回流系统中的腐蚀非常重要，特别是如果锅炉水含有显着的碱度。将 CO 2带入蒸汽会降低回收冷凝液的 pH 值；除非使用中和化学品调节 pH 值，否则可能会导致严重的铁腐蚀。

许多工厂都存在来自工艺热交换器或其他来源的杂质进入的可能性。某种形式的冷凝水精处理可以证明是有益的，但确定要去除的成分需要仔细分析。如果来自冷凝水回流系统腐蚀的铁颗粒是主要问题，那么织物过滤技术可能就足够了。离子交换可以去除溶解的离子，如钠、硬度、氯、二氧化硅等。如果有机化合物是问题，活性炭过滤或特殊交换树脂可能是答案。影响冷凝水精处理机选择的因素，例如流速、温度和介质污染的可能性，同样因每个工厂而异。

不要忘记溶解氧

控制溶解氧 (DO) 的问题可能有点棘手。多年来，电力行业公认的观点是从给水中去除所有溶解氧。设施依靠机械（除氧器）和化学（除氧剂/还原剂）方法来实现锅炉省煤器入口处零氧的目标。然而，在 1980 年代（并一直持续到今天），有关流动加速腐蚀 (FAC) 的问题开始出现；在某些情况下，FAC 引起的故障会导致人员死亡。这种腐蚀是由于保护性氧化层（磁铁矿、Fe 3 O 4) 在启动时在碳钢上形成，但在氧气清除剂建立的还原条件下在流动扰动（例如弯头）时浸出。（温度和 pH 值也是重要因素。）同时，研究人员发现，对于具有高纯度组成的装置（低于 0.15 或 0.2 µS/cm 阳离子电导率，取决于所采用的特定程序），冷凝物中的一些溶解氧实际上证明是有益的，导致碳钢形成紧密的微红色保护性氧化层，不同于通常观察到的灰黑色磁铁矿。因此，除非冷凝水/给水系统包含铜合金，现在几乎所有高压公用事业蒸汽发生器都推荐使用这些温和氧化化学处理。

然而，工业锅炉接收的补给水通常低于高纯度，因此 DO 控制对于尽量减少蒸汽发生器组件的氧气侵蚀非常重要。大多数系统都配备了机械除氧器（图 3），在正常运行时，应将 DO 浓度降低至 7 ppb。

此外，通常的做法是使用化学除氧剂，通常是未催化或催化的亚硫酸钠 (Na 2 SO 3 )：

2Na 2 SO 3 + O 2 → 2Na 2 SO 4 (4)

一个常见的注入点是除氧器储罐。机械和化学方法的结合通常可以保护蒸汽发生器免受明显的氧气腐蚀。

今天的介绍就先进行到这里，各位有什么水处理设备运维、反渗透膜清洗方面的问题都可以随时私信咨询我。