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热 水 锅 炉 防 腐 阻 垢技 术 说 明

 

BF--319腐垢停（b型） 

 

前            言

 

锅炉是发展经济，工农业生产、提高人们生活品位和质量必不可少的设备。管理不善就会使锅炉的使用寿命缩短，能耗上升，发生事故，增加维修费用，生产和供暖得不到保障。锅炉是心脏，水是锅炉的血液，锅炉水处理则是为心脏提供合格血液，保证锅炉安全经济运行必不可少的手段。近几十年来，世界上以安全、节能、环保为发展战略的锅炉水处理技术获得了长足进步，许多重大研究成果已转化成一系列技术标准和法规。我国对锅炉水处理亦采用了与国际上大致相同的先进技术标准和法规，但还存在着种种问题，与发达国家相比还有较大的差距。例如，发达国家锅炉寿命30-50年，我国锅炉使用寿命平均15年，甚至更低，锅炉事故是发达国家30倍。

由于对锅炉的设计、制造、安装等采用了严格的审查和监督措施，近年来由质量问题引起的锅炉事故已大大减少，而由水处理问题引起问题，引起的事故大大增加。由于水处理工作的失误，锅炉因结垢引起暴管、鼓包事故时有发生，每年酸洗除垢的锅炉台数数额庞大，因结垢造成的锅炉燃料浪费更是触目惊心。我国锅炉存在一个相当大的问题就是锅炉腐蚀问题。占我国锅炉总台数三分之一的热水锅炉腐蚀尤为严重，由于腐蚀等原因，目前我国的热水锅炉的使用寿命仅为设计寿命的二分之一至三分之一。甚至在国外，这个问题也未很好的得到解决，一般热水锅炉使用二、三年后就会出现明显的金属腐蚀现象，发生红水或泄露。

造成热水锅炉系统的运行腐蚀，停用腐蚀以及由此而引起的腐蚀产物结垢问题长期困扰人们的原因，一是尚缺乏对热水锅炉防腐阻垢技术的系统研究，二是没有高科技的产品，三是对有些理论的理解和认识不足，有些往往将蒸汽锅炉的防腐阻垢技术用于热水锅炉。但是，由于热水锅炉的工作条件与蒸汽锅炉有很大的不同。热水锅炉房简陋，许多对蒸汽锅炉行之有效的技术对热水锅炉难以适用。有些受商家违反科学性的宣传，将循环冷却水的药剂用于热水锅炉。

保护人类赖以生存的环境已成为国际社会关注的焦点，被提高到可持续发展的战略高度，水处理属于环境科学，在保护环境，防止污染、消除污染和保护资源方面将发挥极其重要的作用。然而，对锅炉水处理来说，在过去很长一段时间，环境问题被安全问题所掩盖。在环境和安全、效益难以兼得时，国内外普遍采取的做法是舍环境而取安全和效益。从可持续发展战略考虑，这种情况不能再持续下去了。

孜孜不倦的科研工作者走过了漫长的研究之旅，新一代高科技水处理剂问世，正在向全国推广。新产品的开发，打破了传统锅炉防腐，防垢、停炉保护的传统模式，解决了离子交换器的不足和浪费淡水资源、废水排放等问题一并得到了解决。热水锅炉降低能耗、减少维修费用，延长使用寿命不是梦。

锅炉水处理技术是一门综合技术，其研究开发深度的难度和风险很大，我们必须加大力度，组织科技力量，研制更好的产品面向世人，我们的目标，向锅炉零排污进军。

 

锅炉水处理国内现状

在发达国家，以安全和节能为发展战略的水处理，对低压锅炉，普遍采用软化水-阻垢剂防止腐蚀和结垢；对中、高压锅炉普遍采用去离子水-阻垢剂以防止结垢。淡水缺乏国家禁止或少量使用离子交换设备，水体面积较大国家全部采用绿色防垢剂。在离子交换方面美国Autotrol、 Flect等全自动软水器纷纷进入我国市场，我国尚无可与之竞争的国产品牌。

我国近几年的调查报告，约有三分之一的锅炉使用单位，未进行水质处理，特别是偏远地区更为严重，而采用水处理的单位，效果较好的和效果不明显的各占一半。未进行水处理的单位，大部分是对水处理的认识不足，缺乏产品和技术，进行水处理效果不明显的情况各异：有的是采用的方法不适应水质的要求，特别是有些用户受商家违反科学性的宣传，将循环水冷却的药剂用锅炉；有的是药剂质量问题；有的是药剂失效；有的是操作方法不正确。对未进行水处理和进行水处理而效果不明显这两种情况，归纳起来是缺乏水处理的认识，在某种程度上讲，国家在宏观上存在着弊端，即使国家有宏观指令，但用户的理解和认识存在差距。

一种习惯性的认识是，原水经过软化后，水的PH值提高了，因而水的腐蚀性也降低了，实际上，锅炉钢在原水软化后的腐蚀性更大，按照锅炉腐蚀标准，属于事故性腐蚀级。为什么说软化水比原水腐蚀性更大，因原水中含有天然缓蚀剂重碳酸钙，它是一种阴极性缓蚀剂，当在钢表面同阴极反应产物氢氧根离子相遇时，即生成碳酸钙沉淀而覆盖于阴极表面。由于阴极过程被抑制，钢的腐蚀速度减小。当原水被软化后，随着硬度成分被除去，水中的原有的天然缓蚀剂已不存在，因而水的腐蚀性增加了。同时，腐蚀产物覆盖于金属表面而成垢的情况变得严重了，因此，对使用软化水的锅炉，更有必要采用防腐蚀措施。单独采用软化水设备不采用其它措施，也是锅炉使用寿命缩短的主要原因之一。

 

水 垢 的 危 害

 

水垢的性质因水垢的种类而异，对锅炉工作影响大的是水垢的导热系数及硬度等物理性质，水垢的导热系数是表示水垢传导热量多少快慢的系数，直接影响锅炉的传热效果和金属壁温，影响锅炉的安全性和经济性；水垢的硬度是指水垢的坚硬程度，关系着锅炉结垢后是否易于清除，清除水垢是否需要花费较高的代价，是否损坏锅炉，对锅炉的安全经济运行也有重要影响。               

常见水垢的导热系数和坚硬程度表：

水垢种类	碳酸盐	硫酸盐水垢	硅酸盐垢	油 垢
导热系数λ（W/m•k）	0.58～5.82	0.58～2.33	0.06～0.23	0.12
坚硬程度	随析出场所而异	坚硬密实	坚 硬	坚 硬

   

普通碳钢在常温下的导热系数为46.5 W/m•k,各种水垢的导热系数小意味着水垢层传热性能差,传热阻力大。因而结垢对锅炉工作的危害是：

一、浪费燃料，降低锅炉的热效率

由传热学所知，通过固体壁面传热量的多少取决于：

1、        壁面两边的温度差

壁面两边的温度差越大，传热量就越大。由火焰通过金属壁面向水蒸汽。传热时，火焰温度越高，水和蒸汽的温度越低，壁面两边的温差越大，传递的热量越多。

2、        传热壁面面积的大小

壁面面积越大，传递热量越多，壁面面积越小，传递热量越少。

3、        导热系数与壁厚的比值

壁面导热系数截面越大，壁厚越小，其比值就越大，相应地传递热量就越多；壁面导热系数越小，壁厚越大，其比值越小，相应的传热量就越少。

当锅炉受热面结垢时，本来通过金属壁面传递热量变成了金属层和垢层两层壁传递热量，此时传热面积变化不大，如果壁面两边的温差也变化不大的话，由于垢层导热系数非常小，传热壁面加厚，使得阻力，大大增加，传热量明显降低。即使垢层仅有1mm厚即会明显地降低产气量，增高排烟温度，造成能源浪费。

在沉积水垢的情况下，为了保持原有的蒸发量和蒸汽（热水）参数，就得多烧燃料以提高火焰和烟气温度，这部分多投入的燃料就是因结垢而造成的燃料损失。据粗略估算，受热面结1mm水垢，热效率下降5%，锅炉浪费燃料8%。

二、提高结垢部位金属壁的温度

金属结垢后就会过热，金属会出现蠕伸、变型、鼓包，严重时发生过热暴管。

水垢层是位于金属壁面和受热介质—水气之间的，由于水垢层导热系数小，有显著的隔热作用，结垢后大幅度提高金属壁面的温度。据估算，对蒸发受热面，沉积水垢的炉胆常会过热塌陷，沉积水垢的受热锅壳（锅筒）常会过热鼓包，沉积水垢的受热面管子则常会过热暴管。

三、影响介子流动

蒸发受热面管子结垢后，由于吸热量减少，流通截面减少，流动阻力增大，对锅炉的循环造成不利的影响。结垢严重的时甚至堵塞管子，影响介子流动，无法清除时只好将锅炉报废。

四、造成经济浪费

沉积水垢即使有法清除，需要大量的人力、物力、财力。造成经济浪费，垢对金属的改变，影响寿命引发锅炉爆炸事件。

五、影响系统散热

在众多的生活供暖系统、给水温度、回水温度及散热面积均符合国家规定标准，诸多的原因是系统管路结垢影响了流量，或者是散热器结垢阻碍了散热。

 

腐 蚀 的 危 害

热水锅炉由于给水循环量较大，溶解氧带入机会多，因此造成氧腐蚀的机会大，氧腐蚀的形态一般是溃疡型小孔型的局部腐蚀，所以这种锅炉对金属强度的破坏十分严重。往往造成锅炉进水口，省煤器、下降管渗漏。

采用软化水设备的锅炉，不加药剂的情况下，由于二氧化碳的大量存在，在温度升高的状态下，二氧化碳被带走。加之与溶解氧的相互促进，铁就会被溶解，使金属均匀减薄，易结成铁垢，造成垢下腐蚀，缩短设备使用寿命。在给水碱度过高或加药不当时，就会破坏金属保护膜，加速金属腐蚀，这种腐蚀一般是局部呈小沟槽或不规则的溃疡型，发生在金属缺陷或有导致变型的残余应力的地方。

结垢部位易产生垢下腐蚀，在垢下出现皿状或槽状腐蚀坑，产生暴管渗漏。

锅水中含较高浓度的游离碱、加药不当、在金属中的有利于它的屈服点的拉伸应力时，易出现苛性脆化，使金属开裂。

上述情况的发生，只有采用合理的药剂方可解决，所以，药剂水处理对锅炉十分重要必不可少的手段。  

  

水处理离子交换法的局限性

1、          软化水设备是将水中的钙、镁离子置换成钠盐使锅水中含盐量增加，增加排污量；

2、          对硅、硫及重金属离子不能置换，对腐蚀产物的阴离子不起作用；

3、          存在着人为操作失误问题；

4、          增加建筑面积和设备投资和软水设备的维修；

5、          残余硬度、重金属离子、腐蚀产物的存在、结垢是存在的，只是缓慢而已；

6、          再生和清洗树脂时用水量大，浪费资源；

7、          再生液的排放使土质碱性化，污染环境，不符合环保要求；

8、          软化水是腐蚀级的水，一般认为水通过软化后，PH值略有提高（PH7、6），不会腐蚀，实际有很大的盲目性，自来水、软化水、去离子水都是腐蚀级的水，所以，软化水不能解决腐蚀问题，而且加速腐蚀，三种水的腐蚀速度见下表：

                            

 

温度 ℃	自 来 水	软 化 水	去 离 子 水
25	0.066	0．O869	0.0822
80	0.281	O．34	0.334

                          

          

热水锅炉运行保护剂产品说明

BF--319腐垢停（b型）

药剂机理

1：防腐机理：

药剂加入锅炉后，钢的自腐蚀电位剧烈正移，阳极极化剧烈增加，使氧的离子化过程电位减少，但阴极极化也明显增加，即强烈地抑制了钢腐蚀的阳极过程。药剂加入系统一周后，金属表面形成致密坚固β磁性钝化膜，形成防腐屏障，对腐蚀产物氧和其它阴离子起到了遏止作用，如果供水成份没有改变，即使在短时间内再加入无药剂冷水，也不会造成腐蚀。

2：防垢机理

该产品是利用协同作用和晶格作用 原理配制而成，药剂扩大了水中介稳区域，吸附晶核，阻碍晶核的进一步长大，药剂被镶嵌在阳离子的晶体中，占据晶体的生长位置，因弹力的作用使晶体结构发生变型、疏松、膨胀，以致破碎，这是晶格畸变作用阻止了结垢，另一种是药剂将结垢离子的小分子包围，使晶体不能长大，逐步被溶解，在结晶学称之为开尔文效应。

3：除垢机理

药剂不但对水介子的硬度起到降低作用，同时对原有陈垢有除垢作用，这主

要是药剂的渗透性，改变垢型的内部结构，加之药剂螯合溶解作用和分散作用，使垢在温和状态下溶解，用电子扫描显微镜观察，无药剂垢型非常致密，加入药剂一周后，垢层呈花样状，垢的强度将改变逐渐脱落。

 

产品特点

1、            绿色：无毒、无味、不燃、不爆、有效期长。

2、            高效：防腐阻垢率在95%以上，高于同类产品。

3、            方便：不需要增加设备，操作简单。

4、            经济：药剂量低，取代了昂贵的锅炉防腐配套设施。

5、            多能：集防腐、防垢、除垢与一身。

 

产品功能：

1、            具有软化水质作用，弥补了软化水设备对硅及重金属离子不能置换的不足；

2、            具有除垢功能，对陈垢有渗透溶解作用，使原有陈垢松软、溶解，特别是供暖管网更为有利；

3、            松散作用，对溶解的垢沫呈小颗粒状脱落，流动性好，不会堵塞管路；

4、            钝化功能，防止氧、氯和其它腐蚀产物对金属的腐蚀；

5、            药剂加入后，水的颜色变暗，防止人为失水；

6、            与水反应放出热量，使水温升高3-5度，降低用煤量；

7、            对铝制品散热器有防腐作用；

8、            药剂可代替停炉保护剂。

 

使用方法：

1、            算出锅炉及系统的总水量，按1千克/每吨水投药；

2、           将药剂随上水直接加入水箱即可；

3、           补水时按每吨水600g补药；

4、           低温时排污，按锅炉容积8%计算；

5、           做停炉保护时将锅炉充满药液封闭即可。

 

BF--319腐垢停 （b型）经 济 核 算

一、取代软化水设备

一台2吨取暖锅炉，系统供热8000平方米，供暖期5个月，需化验员1人，

每月工资500元，5个月×500=2500元，再生液、清洗液、化验试剂、树脂添加等平均每年2000元，况且要想使软化水达到合格，一个化验员完成不了全程工作量，一但化验员下班时，树脂饱和，此时，硬水进入系统，造成结垢。

二、防止硅、金属离子结垢功能

软化水设备残余硬度的存在，锅炉结垢是存在的，加之硅、铁、铝、铜等离子，交换器不能软化，必然导致锅炉结垢，只是结垢的速度缓慢而已。如果平均三年清洗一次，每次清洗费3000元，清洗时耗水、电、煤、人力等1000元（清洗时对锅炉的腐蚀损失不计），总计4000元，是其它锅炉药剂不能比拟的。

三、除垢功能

对已结垢的锅炉，可省除垢的费用，加入药剂后，可使垢逐渐减簿、连续使用，垢能全部清除，特别是对系统里的垢也有去除作用。另外在用药期间，药剂对垢有渗透作用，垢能变松软、龟裂，改善了垢对热能的阻隔，使金属过热，鼓包得到了缓解。1mm水垢8%的燃耗得到遏制。同时，由于垢下腐蚀，渗漏、鼓包，变型等因素造成割管等和维修费用的增加不可估算。

五 防失水功能

供热锅炉的人为失水是普遍现象，热水的流失导致用户采暖温度下降，引起投诉，同时，供暖商的经济损失也很大，有些物业部门采取系统加油类物资来防止人为失水，由类物资与金属的亲和力强，结成油垢，油垢的产生，对其它的阳离子吸附也增强，给锅炉造成危害：另外系统油垢的生成影响散热，这也是供热商与业主争执的焦点。更有甚者向炉内加颜料，颜料的成份也比较复杂，易结垢或对锅炉造成腐蚀，如果业主室内泄漏，造成污染，会造成更大的经济赔偿责任。如果加有刺激性气味的气体，这种气体大部分有毒，会引起中毒事件，后果不堪设想。

如系统失水每天20吨，按每吨水加热需15元（包括煤、水、电），每天经济损失300元。供暖期按5个月计算，就生成直接经济损失4.5万元。

 

 

营口物业公司使用BF--319腐垢停调查报告

 

营口物业公司，6吨、10吨锅炉4台，运行四年，有软化水设备，平均结垢1.5mm,其中一台6吨锅炉割管2次。

根据科学测算，每结1mm水垢，浪费燃料1.5mm的水垢，浪费燃料就是12%。

该单位每年取暖期用煤4吨，则：

                   4000×12% = 480吨         （浪费煤）

                   480吨×250元 = 12万元    （浪费煤钱）

浪费燃料的同时也有电能的损耗，燃480吨煤需电量4万度（实际测算）则：

                   40000度×0.8元 = 3.2万元 （浪费电钱）

如果加药可提高水温3%，节省燃料：

                   4000吨×3% = 120吨        （节约煤）

                       120吨×250元 = 3万元      （节约煤钱）

使用BF--319腐垢停可延长锅炉寿命一倍，减少维修费用，更是一笔惊人的数据。一台10吨锅炉的造价50万元，正常使用寿命为15年，每年折旧率3.5万元。如果延长十年寿命，那么就可节省35万元，连续使用水处理剂（b型）可节省开支60万元。这里没有计算锅炉在运算期间的维修费用，因为锅炉的大修基本上是因结垢、腐蚀造成的。更换新炉时旧炉的拆除，新炉的安装也是一笔很大的费用。使用BF--319腐垢停锅炉运行保护剂，就可节省百万元的开支，而药剂的费用却只是总费用的1/4。所以无论是节省财政的开支、节省生产费用、降低成本还是提高市场竞争力，这都是合算的。