多年来人们总把热水锅炉和采暧系统的防腐与除氧直接联系起来。好像只要一提防腐,就必须除氧。而热水锅炉和采暖系统又没有好的除氧方法,因此,这个难题多年来一直围绕着人们。其实,这恰恰是热水锅炉和采暖系统防腐的一个误区,走出这个误区,将是一片新天地。

    1热水锅炉和采暖系统防腐的误区

    GB1576中规定:采用锅外化学处理的补给水应该控制溶解氧小于或等于0.1mg/L。由于我国绝大部分热水锅炉和采暖系统的补给水都是采用锅外化学处理,因此要想水质达标,就必须除氧,设计部门在设计锅炉房时也都设计了除氧设备,这是导致人们进入防腐误区的直接原因。

    除了适用于蒸发量大于或等于10t/h的蒸汽炉的热力除氧能确保除氧效果外,对于热水锅炉和采暖系统都没有十分好的除氧方法。

    2目前采用的几种除氧防腐方法的缺陷

    a)亚硫酸盐除氧

    由于热水锅炉循环水的硬度大,投加亚硫酸盐除氧,操作不当时,易使锅炉产生不易清除的硫酸盐垢。

    b)解析除氧

    解析除氧对于蒸汽炉来说尚还可用,但不适用于热水锅炉。解析除氧将水中的溶解的氧转化为CO2,加重了锅炉的CO2腐蚀。O2和CO2在电化学腐蚀中都是阴极去极化剂,都使阳极铁遭受腐蚀。目前对集中供热锅炉房,有很多单位设置了电解析除氧。以传热量为14MW的锅炉为例,每个采暖季电耗约5万元。由于热水炉是间断补水,一次水补给率极低。因此,采用电解析除氧,有效利用率也极低,除了氧的水又回到补水箱,在反反复复做无用功,只有几十分之一的电能真正发挥了除氧作用。北京某大型物业管理公司于1996年停掉电解析除氧,改为投药加缓蚀剂,给锅炉育保护膜,使锅炉达到无明显腐蚀的效果。

    c)树脂除氧

    树脂除氧的再生剂是水合肼,这是一种致癌物,对地下水造成严重污染,也极严重地危害操作人员的健康。

    d)海绵铁除氧

    此方法是近年来新兴的较好除氧方法。它适用于小型蒸汽锅炉(以O2腐蚀为主),但不适用于热水锅炉。因为热水锅炉在运行中不以O2腐蚀为主,而且除氧水必须流经软化器,以便去除二价铁离子,操作起来较麻烦。

    无论采用何种除氧方法,即使补给水的溶解氧小于或等于0.1mg/L,也不能使热水锅炉和采暖系统从根本上防腐。其原因有两个方面:一是循环水中的溶解氧的含量(在循环水无除氧措施时)取决于补水泵和循环水泵是否泄漏。如果水泵泄漏,运行时会有大量空气从水泵的负压处吸入水系统,从而导致系统严重氧腐蚀;二是由于热水锅炉和采暖系统在运行中不是以氧腐蚀为主;因此光除氧是不能全面防腐的。

    3热水锅炉和采暖系统腐蚀的机理

    对于热水锅炉和采暖系统来讲,在运行中以CO2腐蚀和垢下腐蚀为主,以O2腐蚀为辅,在停炉中以O2腐蚀、垢下腐蚀为主。
CO2既使锅炉发生酸腐蚀,又使锅炉发生电化学腐蚀。当生水碱度大时,生水中的碱度进入锅炉受热分解即产生CO2,这是锅水中CO2的主要来源。
    水中的CO2可使水中产生H+,而H+与溶解氧同是腐蚀电池中阴极去极化剂,使阳极铁遭受腐蚀。

    二氧化碳能促进铁的腐蚀,铁初期腐蚀产物Fe(OH)2能和CO2作用,生成溶解于水的碳酸氢亚铁。当有O2存在时,进而氧化成氢氧化铁,同时放出CO2,游离出来的CO2可再与氢氧化亚铁作用,使腐蚀过程连续不断。

    国外有资料介绍,热水锅炉CO2腐蚀量是氧腐蚀的20倍。在冬季,北方补给水的溶解氧含量约为11mg/L,相当于1.37mmol/L,而生水的碱度一般都大于或等于4mmol/L,因此,在水系统中CO2的含量是溶解氧的4倍,又由于CO2具有反复参加腐蚀反应的特性(从上述反应式中可看出),只要补水,就会增加CO2的浓度,因此其危害是很大的。

    既然除氧不能从根本上解决热水锅炉和采暖系统的防腐问题,就应该寻找另一个途径,用最简单、省钱、省力而且又从根本上解决的防腐办法。

    4热水锅炉和采暖系统防腐的最佳方法

    自20世纪80年代末起,上海昱真水处理工程有限公司就致力于研究先进的水处理药剂和设备,研制的YZ型系列防腐阻垢剂经国家科技部考查,被确定为节能环保型产品,值得在全国推广。

    国家科技部委托中央电视台拍摄了科技专题片《热水锅炉/采暖系统水处理——YZ型防腐阻垢剂》,于2001年10月25H、26日首次在中央电视台第七套节目“星火科技”栏目播出。其中YZ—101防腐阻垢剂是热水锅炉专用药剂(另外还有蒸汽炉/空调、工业冷却循环水等专用药剂),它具有防腐、阻垢、运行状态下除垢、除锈、育保护膜、防止人为失水等功能,从而达到节能、节水、节盐、延长设备使用寿命的目的。

    使用由上述药剂后就不用再除氧,并能达到根本性防腐。它有下面三层防腐功能:其一是在运行中除垢/除锈。锅炉和水系统发生的主要是电化学腐蚀,除掉锅炉和水系统中的垢和锈后,就等于除掉了电化学腐蚀的阴极,从而阻止了电化学腐蚀;其二是它含有几种育膜剂,能迅速渗透过水垢和铁锈,在铁的表面育上一层黑亮的保育膜,从而隔绝O2的腐蚀、CO2腐蚀和垢下腐蚀;其三是它属于碱性药剂,能迅速提高水系统的pH值,使pH值≥10,从而使铁处在钝化区中,使腐蚀降到最低。

    这种药剂使用非常方便,以一本pH通用试纸作为检测手段就可以控制运行,它所带来的经济效益也是非常大的。以北京地区为例,每20万m2供暖面积平均使用1t药剂(0.03~0.06元/m2·年),一个采暖季内可节约煤、水、电、盐的费用至少达20万元人民币,而且,极大地保护了设备、减少了维修工作量、提高了供暖质量,使供暖走上良性循环。

    经上万台锅炉多年的使用,证明YZ—101防腐阻垢剂能为热水锅炉和采暖系统提高供暖质量、节能降耗、保护环境等带来福音,它将为热水锅炉和采暖系统走出防腐误区,带来一片新天地!

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