供熱企業(yè)供暖系統(tǒng)使用自來水替代軟化水或除鹽水解決7個常見問題

關(guān)鍵詞：供熱系統(tǒng)水處理 供熱系統(tǒng)結(jié)垢 供熱系統(tǒng)腐蝕 海棉鐵除氧弊端 供暖運行成本

摘要：供熱企業(yè)供暖系統(tǒng)使用市政自來水+多效能BF防腐阻垢劑替代鈉離子樹脂軟化設(shè)備生產(chǎn)軟化水和除氧操作，不僅能大幅節(jié)省水資源、工業(yè)鹽、電力、人力，實現(xiàn)節(jié)能減排，降本增效，防止地下水資源被污染，保護環(huán)境；還能有效解決有效防止供熱循環(huán)水系統(tǒng)的腐蝕、結(jié)垢、失水量大、運行成本高等老大難問題。

一、供熱企業(yè)供暖系統(tǒng)使用軟化水或除鹽水7個常見問題

供暖企業(yè)為了避免供熱系統(tǒng)結(jié)垢，必須對系統(tǒng)補給水水質(zhì)進行軟化處理，軟化過程通常又分為爐外處理和爐內(nèi)處理。當(dāng)前，我國工業(yè)鍋爐的給水基本上都是采用工業(yè)鹽鈉離子交換樹脂軟化水，或者使用反滲透除鹽水作為系統(tǒng)補水。

供暖企業(yè)供熱系統(tǒng)水處理工作除防垢外，還需要做到整體供熱系統(tǒng)防腐，供熱系統(tǒng)存在的氧腐蝕、CO2引起酸性腐蝕和垢下腐蝕三種情況。

供熱企業(yè)供暖系統(tǒng)使用軟化水或除鹽水經(jīng)常出現(xiàn)工業(yè)鹽污染地下水、氧腐蝕和酸性腐蝕系統(tǒng)設(shè)備或管網(wǎng)、節(jié)能減排社會效益差、停爐停暖系統(tǒng)防腐保護差、設(shè)備運行管理差、系統(tǒng)運行成本高、人為失水嚴(yán)重7個常見問題。

1、供熱企業(yè)供暖系統(tǒng)使用軟化水常見問題——工業(yè)鹽污染地下水

供熱企業(yè)供暖系統(tǒng)使用工業(yè)鹽鈉離子交換樹脂軟化水具有操作簡單、出水水質(zhì)穩(wěn)定、維護方便、設(shè)備投資少等優(yōu)點而被廣泛運用在水處理過程中。但是軟化水設(shè)備鈉離子交換樹脂失效后，就需要用工業(yè)鹽進行再生，工業(yè)鹽再生劑耗量大，再生工業(yè)鹽廢液排放會污染地下水，提高地下水含鹽量。

供熱企業(yè)供暖系統(tǒng)使用工業(yè)鹽鈉離子樹脂交換軟化水設(shè)備，每制取1噸軟化水，就有2公斤左右的工業(yè)食鹽被排放到地下，長此以往，使用工業(yè)鹽鈉離子交換樹脂軟化設(shè)備會大面積導(dǎo)致地下水含鹽量上升，造成地下水永久性鹽污染。

工業(yè)鹽再生劑對地下水和地表水形成無法治理的不可逆轉(zhuǎn)的永久性鹽污染，僅北方規(guī)模以上大城市的供熱，每年向地下排放5000多萬噸食鹽，人們飲用含鹽量高企地下水導(dǎo)致高血壓、心臟病頻發(fā)的誘因，鹽污染危害讓人觸目驚心！

▲熱力公司換熱站板式換熱器每年傳統(tǒng)例行檢修，工作量大，清洗維護費用高；供暖系統(tǒng)腐蝕，板換上氧化鐵垢不僅傳熱速率低，氧化鐵垢傳熱效速率是鋼的200-300分之一，氧化鐵垢不僅會降換熱效率，增加運行成本，而且會造成氧化鐵垢下腐蝕，即所謂點蝕或坑蝕，隨著時間延長點蝕或坑蝕不斷加深，最終造成板式換熱器穿孔泄漏串水，帶來一系列嚴(yán)重后果。

2、供熱企業(yè)供暖系統(tǒng)使用軟化水或除鹽水常見問題——系統(tǒng)設(shè)備或管網(wǎng)酸性腐蝕

⑴反滲透除鹽水或脫鹽水由于除掉了水中陰陽離子，不含鈣鎂硬度成分，反滲透除鹽水或脫鹽水具有不會在供暖系統(tǒng)內(nèi)生成鈣鎂水垢的優(yōu)點。近年來，由于我國工業(yè)制造深入發(fā)展，反滲透除鹽水或脫鹽水生產(chǎn)設(shè)備造價和使用維護成本不斷降低，已有數(shù)量相當(dāng)可觀的供熱企業(yè)供暖系統(tǒng)使用反滲透除鹽水或脫鹽水。

由于反滲透除鹽水或脫鹽水由于除掉了水中陰陽離子，使得除鹽水或脫鹽水非常純凈而緩沖性很差，溶解進入少量CO2就會造成系統(tǒng)水PH值低偏酸性，腐蝕系統(tǒng)設(shè)備或管網(wǎng)。有實驗表明，1升除鹽水或脫鹽水中加入1毫克CO2，除鹽水或脫鹽水的PH值就從7直降到5.5，PH值低偏導(dǎo)致系統(tǒng)設(shè)備或管網(wǎng)酸性腐蝕。

⑵供熱企業(yè)供暖系統(tǒng)使用工業(yè)鹽鈉離子樹脂交換軟化水，鈉離子交換軟化水只交換了水中陽離子，除去了水中的鈣鎂硬度，而沒有去除碳酸根、碳酸氫根HCO??，碳酸根、碳酸氫根受熱分解成CO2，會導(dǎo)致熱水鍋爐及供熱水系統(tǒng)設(shè)備發(fā)生CO2腐蝕，腐蝕后又放出CO2 ，CO2是循環(huán)腐蝕之源。

3、供熱企業(yè)供暖系統(tǒng)使用軟化水或除鹽水常見問題——系統(tǒng)設(shè)備或管網(wǎng)氧腐蝕

冒犯一點講，國標(biāo)GB/1576-2018 《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》對熱水鍋爐和供熱采暖水系統(tǒng)除氧要求補給水溶解氧≤0.1mg/L,就是一個bug。

首先，熱水鍋爐和供熱采暖水系統(tǒng)當(dāng)前沒有好的除氧方法。 盡管有部分供熱企業(yè)使用海棉鐵除氧，但是海棉鐵除氧會在給水或補水中帶入二價鐵離子，造成比溶解氧腐蝕嚴(yán)重得多的二價鐵離子腐蝕，因二價鐵離子也是循環(huán)腐蝕源，二價鐵離子（Fe2?）在水中以離子狀態(tài)存在，這使得它們能夠更容易地滲透到鍋爐的金屬表面，與金屬發(fā)生反應(yīng)，加速金屬的電化學(xué)腐蝕過程，這種腐蝕不僅影響鍋爐的正常運行，還可能導(dǎo)致鍋爐的壽命縮短，增加維護成本。

其次，熱水鍋爐及供熱采暖水系統(tǒng)不是連續(xù)補水，貯水箱與大氣相通，除過氧的水進水箱后與不除氧無區(qū)別。

使用除氧劑亞硫酸鈉除氧效果差，不僅會增加系統(tǒng)水含鹽量，而且亞硫酸鈉在現(xiàn)實儲存和使用中極易失效，現(xiàn)實中用戶使用失效的亞硫酸鈉對水除氧案例比比皆是，其除氧防腐效果不佳。

4、供熱企業(yè)供暖系統(tǒng)使用軟化水或除鹽水常見問題——節(jié)能減排社會效益差

傳統(tǒng)鈉離子交換樹脂工藝生產(chǎn)1噸軟化水的水耗主要包括0.03-0.06噸的再生廢水和一定量的反沖洗水，具體量取決于所采用的軟化水處理工藝和設(shè)備的工作狀況。

反滲透除鹽水生產(chǎn)所需排放比樹脂軟化水更多，生產(chǎn)1噸除鹽水所需的水耗取決于多個因素，包括原水水質(zhì)、出水要求、設(shè)備效率、系統(tǒng)設(shè)計等。一般情況1噸水產(chǎn)0.6噸脫鹽水，一級反滲透產(chǎn)水率為30%，濃縮廢水量70%，對于串級過濾最高產(chǎn)水率內(nèi)能達到70%。

5、供熱企業(yè)供暖系統(tǒng)使用軟化水或除鹽水常見問題——停暖系統(tǒng)防腐保護差

供熱企業(yè)每年供暖是周期性的，供暖系統(tǒng)全年大部分時間處在停爐停暖狀態(tài)中，供熱企業(yè)供暖系統(tǒng)使用軟化水或除鹽水沒有停用緩蝕保護作用。

供暖系統(tǒng)在停爐停運停暖狀態(tài)中腐蝕速率是運行中的數(shù)倍，供暖系統(tǒng)沉積物下面的金屬表面上，水含氧量相對較低，這就使金屬表面產(chǎn)生了電化學(xué)不均勻性。溶解氧濃度大的地方，電極電位高而成為陰極，溶解氧濃度小的地方，電極電位較低而成為陽極，在這里金屬便遭到腐蝕。當(dāng)沉積物中含有易溶性鹽類時，這些鹽類溶解在金屬表面的水膜中，使水膜中的含鹽量增加，由于易溶性鹽類溶液的高導(dǎo)電性，從而導(dǎo)致了加速溶解氧腐蝕的作用。停用腐蝕的主要危險還在于它將加劇設(shè)備運行時的金屬腐蝕過程，這是因為停用設(shè)備的腐蝕，使金屬表面產(chǎn)生腐蝕沉積物，由于腐蝕產(chǎn)物的存在以及由此而造成的金屬表面的粗糙狀態(tài)，成了運行中垢下腐蝕加劇的促進因素。

6、供熱企業(yè)供暖系統(tǒng)使用軟化水或除鹽水常見問題——設(shè)備運行管理差

供熱企業(yè)供暖系統(tǒng)使用軟化水生產(chǎn)設(shè)備或除鹽水生產(chǎn)設(shè)備管理也是一個技術(shù)活，設(shè)備運行管理水平影響生產(chǎn)的水質(zhì)。例如，軟化水生產(chǎn)設(shè)備反洗不到位，會造成爐水中氯離子指標(biāo)高。除鹽水反滲透膜阻垢劑效能不佳或者與原水水質(zhì)不匹配，會造成產(chǎn)水效率下降，縮短反滲透膜使用壽命，增加濃水排放量。

前幾年，去一個用戶企業(yè)，鍋爐設(shè)備管理者分享了一個自己的實踐經(jīng)驗，用戶企業(yè)供暖蒸汽鍋爐使用軟化水作為補水，軟化水生產(chǎn)設(shè)備的工業(yè)鹽水罐沒有攪拌器，一直是保持水罐中有1/4-1/3容量的未溶解的工業(yè)鹽，每年例行停機停爐后檢修發(fā)現(xiàn)2臺鍋爐都有結(jié)垢現(xiàn)象。后來一個偶然機會，調(diào)換了有攪拌器的工業(yè)鹽水罐，此后每年鍋爐例行檢修再也沒有出現(xiàn)垢結(jié)垢情況。該鍋爐設(shè)備管理者事后分析了原因，一直以為保持工業(yè)鹽水罐中有1/4-1/3未溶解鹽的水是飽和溶液，其實不然，在沒有攪拌器攪拌情況下，這種自然溶解的溶液的濃度是分層的，也是不完全飽和的。濃度分層的不完全飽和鹽溶液對軟化水鈣鎂硬度置換效率肯定存在影響，這就是每年檢修發(fā)現(xiàn)供暖蒸汽鍋爐結(jié)垢的原因。

▲北方某公司供暖系統(tǒng)換熱器檢修，殼程里氧化鐵垢、鈣鎂水垢、生物黏泥混合垢阻塞滿了換熱器，用手掏了掏中間一小段，掉地上的干水垢超過70公斤，以照片上的工人比照，這一臺換熱器水垢完全清除下來有多少公斤，如此換熱效率，供暖管理方要承受多大壓力，一個采暖季下來要額外消耗多少能源，您估計大概會增加多少運行成本費用？

7、供熱企業(yè)供暖系統(tǒng)使用軟化水或除鹽水常見問題——系統(tǒng)運行成本高

供熱企業(yè)供暖系統(tǒng)無論使用設(shè)備生產(chǎn)軟化水還是除鹽水，其水耗成本、電耗成本、藥劑消耗成本、材料成本（例如使用壽命2年的大型RO反滲透膜價格千元左右）、維修管理人工成本等是供熱企業(yè)系統(tǒng)運行基本固定成本支出，耗費不低。

各位同仁，各位同學(xué)，供暖系統(tǒng)腐蝕、穿孔、泄漏、自然失水和人為失水、結(jié)垢等一直是供熱企業(yè)老大難問題，您單位又是如何解決的？關(guān)于鍋爐腐蝕結(jié)垢爆管、蒸汽系統(tǒng)腐蝕、鍋爐給水、爐水、蒸汽冷凝回水調(diào)節(jié)PH值、爐水發(fā)紅、蒸汽冷凝水有硬度、蒸汽冷凝水鐵超標(biāo)、鍋爐結(jié)垢不停爐不停工在線除垢技術(shù)、凝汽器結(jié)垢不停機不停工不停車在線清洗除垢技術(shù)等問題，北京化工大學(xué)顏輝I86OO475З86隨時歡迎各位同仁分享鍋爐設(shè)備管理使用經(jīng)驗，就解決鍋爐各種實際問題相互學(xué)習(xí)。供熱企業(yè)供暖系統(tǒng)使用自來水替代軟化水或除鹽水解決7個常見問題。

二、供熱企業(yè)供暖系統(tǒng)使用自來水替代軟化水或除鹽水解決7個常見問題

青島開源集團第三熱力有限公司有5臺46MW熱水鍋爐，多年來采用市政自來水，經(jīng)過鈉離子樹脂交換軟化后作為補水，軟化水水質(zhì)合格，使用海棉鐵除氧器除氧，但由于失水量大頻繁補水，導(dǎo)致板式換熱器和整個系統(tǒng)設(shè)備和管網(wǎng)發(fā)生較嚴(yán)重的腐蝕，成為企業(yè)迫切需要解決的老大難問題。

1999年10月，企業(yè)在5臺46 MW熱水鍋爐系統(tǒng)中，使用采用了金屬防腐科學(xué)家北京化工大學(xué)魏剛教授領(lǐng)銜研制的多效能BF防腐阻垢劑，取得了優(yōu)異的效果。在停用鈉離子樹脂交換器和海棉鐵除氧器的情況下，不僅解決了板式換熱器和整個系統(tǒng)設(shè)備和管網(wǎng)的腐蝕問題，而且防人為失水問題和停暖停爐系統(tǒng)設(shè)備和管網(wǎng)保護問題也得以解決。幾年來實際運行證明，采用多效能BF防腐阻垢劑技術(shù)，鍋爐熱效率顯著增強，節(jié)能效果明顯，取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

1、BF鍋爐防腐阻垢劑多效能12項優(yōu)勢：

⑴防腐、藥劑滲透過水垢和鐵銹，在金屬表面覆上一層保護膜，從而隔絕氧腐蝕、CO2腐蝕和垢下腐蝕， 緩蝕率≥99％。阻垢 阻垢率≥99％、阻垢范圍寬，無磷配方替代磷酸三鈉；

⑵作為濕法停爐保護劑 鍋爐及系統(tǒng)設(shè)備停用保護緩蝕率 ≥99％，停爐直接密封鍋爐系統(tǒng)設(shè)備即可，不需頻繁定期檢查，啟爐和停爐均不需排掉爐水直接操作，長期停爐、頻繁啟爐停爐、長時間間歇式鍋爐運行防腐緩蝕保護都適用；

⑶作為鐵垢分散劑 除銹 分散鐵垢；尤其適用于高溫蒸汽冷凝水無除鐵處理工藝直接回用的鍋爐；

⑷堿性藥劑，作為PH值調(diào)節(jié)劑 提高給水、系統(tǒng)水、爐水PH值，使水系統(tǒng)的pH≥10，即可使鐵處在鈍化區(qū)中，中和CO2弱酸性腐蝕，使腐蝕降到最低.替代碳酸鈉、氫氧化鈉、氨水。相對于碳酸鈉或者是氫氧化鈉調(diào)節(jié)鍋爐給水調(diào)節(jié)ph值的各種不足，近年來，使用堿性水處理藥劑——多效能BF防腐除垢劑來調(diào)節(jié)鍋爐給水PH值的用戶越來越多了；

⑸溶垢除垢、螯合清除系統(tǒng)老垢，供熱水系統(tǒng)發(fā)生的腐蝕主要是電化學(xué)腐蝕，除掉了水系統(tǒng)的鈣鎂水垢和氧化鐵銹垢，也就是除掉了電化學(xué)腐蝕的陰極，從而阻止了電化學(xué)腐蝕。系統(tǒng)水中加入藥劑，做好排污工作，20～45天時間內(nèi)完成設(shè)備和管網(wǎng)的堿性在線清洗，并覆好保護膜，藥劑緩慢溫和螯合清除系統(tǒng)老垢，所需時間較長，不會造成短時間垢塊大量脫落阻塞管路，替代鍋爐系統(tǒng)酸洗保養(yǎng)，實現(xiàn)無損害在線清洗鍋爐系統(tǒng)即在線運行不用停爐，做到循環(huán)水干凈通透，系統(tǒng)設(shè)備和管網(wǎng)內(nèi)壁光滑干凈，換熱站板式換熱器不拆卸、不檢修、不清洗保持高熱效率狀態(tài)；

⑹防止人為失水，投加BF防腐阻垢劑后，循環(huán)水顏色呈淺茶色，可有效地防止人為失水；

⑺作為消泡劑 提高蒸汽干度，保證蒸汽品質(zhì)；

⑻生水+ BF防腐阻垢劑，熱水鍋爐代替軟化水，除氧操作，保護環(huán)境；

⑼生水+BF防腐阻垢劑+BF凝水保護劑，代替蒸汽鍋爐系統(tǒng)軟化裝置+除氧設(shè)備+除鐵設(shè)備；

⑽操作方法簡便：向補水箱中加入藥劑，鍋水pH值10.5～12為合格；

⑾多效能BF防腐阻垢劑有螯合除垢效能和覆膜功能，減阻作用明顯，節(jié)約循環(huán)水泵電耗大于30%，節(jié)電款大于使用藥劑費用；

⑿對水垢的螯合作用、分散作用以及晶格畸變作用都是非化學(xué)計量的，具有閾值效應(yīng)，加藥劑量少，降低鍋爐排污率。

供熱企業(yè)供暖系統(tǒng)使用BF防腐阻垢劑在運行狀態(tài)下可達到清除系統(tǒng)存量老垢、分散氧化鐵垢除銹、防腐、覆保護膜、防止人為失水的作用，從而達到節(jié)能、節(jié)水、節(jié)鹽、延長設(shè)備及管網(wǎng)使用壽命5倍以上以及大幅減少設(shè)備維修量和成本的目的，在供熱采暖系統(tǒng)可節(jié)能20%～45%，節(jié)電≥20%，節(jié)水1倍至幾倍，節(jié)鹽40%～85%，通常藥劑效益比是1：100以上，1元藥劑投入創(chuàng)造100多元的經(jīng)濟效益。

2、采用多效能BF鍋爐防腐阻垢劑技術(shù)后的經(jīng)濟效益估算

根據(jù)年度供暖期指標(biāo)計劃，采用多效能BF鍋爐防腐阻垢劑技術(shù)17個熱力站，300萬平方米供暖面積，可節(jié)約動力電300萬度電，合人民幣156萬元；節(jié)水24萬噸，合人民幣67萬元；節(jié)工業(yè)鹽12萬元，節(jié)省熱力站員工資約可節(jié)約人民幣20萬元，總計可節(jié)約人民幣255萬元，

另外，由于采用多效能BF鍋爐防腐阻垢劑解決了整個供暖水系統(tǒng)設(shè)備和管道的腐蝕，可以大幅度地降低工人勞動強度和維護維修費用，可以每平方米減少維修費用2元以上，在2年時間內(nèi)，就可以使供熱系統(tǒng)走上良性循環(huán)，減少設(shè)備管網(wǎng)維修費用款約大于600萬元.

采用多效能BF鍋爐防腐阻垢劑技術(shù)后總的經(jīng)濟效益估算超過855萬元（未減除藥劑成本）。

三、結(jié)論

供熱企業(yè)供暖系統(tǒng)使用市政自來水+多效能BF防腐阻垢劑替代鈉離子樹脂軟化設(shè)備生產(chǎn)軟化水和除氧操作，不僅能大幅節(jié)省水資源、工業(yè)鹽、電力、人力，實現(xiàn)節(jié)能減排，防止地下水資源被污染，而且可以大幅降低原水中的含鹽量和堿度，將水中鈣鎂離子和堿度轉(zhuǎn)變成對植物生長的泥，保護環(huán)境；還能有效解決供熱循環(huán)水系統(tǒng)的腐蝕、結(jié)垢問題；可以對鍋爐供暖系統(tǒng)設(shè)備和管網(wǎng)在運行和停用期間防腐阻垢，保護并延長其使用壽命，清除鍋爐系統(tǒng)設(shè)備和管網(wǎng)因腐蝕、穿孔、泄漏等安全生產(chǎn)隱患。使用多效能BF防腐阻垢劑是供熱企業(yè)供暖系統(tǒng)水處理中的一種簡單而行之有效的經(jīng)濟環(huán)保節(jié)能水處理方法。

供熱企業(yè)供暖系統(tǒng)使用自來水替代軟化水或除鹽水解決7個常見問題（顏輝）