鍋爐爐水發(fā)紅治理

鍋爐爐水發(fā)紅治理

今年五月下旬，某制藥廠設(shè)備管理負(fù)責(zé)人找到我，提了一個(gè)問題并尋求解決辦法：

圖1▲2號鍋爐在排污水有時(shí)呈紅色有時(shí)呈紅褐色

我們制藥廠有2臺2噸型號為WNS2-1.25-Q的蒸汽鍋爐為生產(chǎn)供熱，1號鍋爐使用樹脂軟化水作為給水，2號鍋爐補(bǔ)水以回用的蒸汽冷凝水作為主，軟化水作為補(bǔ)充。使用軟化水的1號鍋爐爐水顏色正常，使用蒸汽冷凝水的2號鍋爐在排污時(shí)，爐水有時(shí)呈紅色有時(shí)呈紅褐色，增大排污后，仍沒有改善，爐水顏色發(fā)紅發(fā)渾，爐水靜置后底部是紅色沉淀。2號鍋爐回用的蒸汽冷凝水顏色偶爾有輕微發(fā)紅情況，凝水PH值為5.5，先后采取了在蒸汽冷凝水回收罐內(nèi)添加碳酸鈉、氫氧化鈉、氨水增加其PH值的措施，2號鍋爐爐水顏色發(fā)紅情況改善不明顯。想請教是哪里出問題，怎么解決。

圖2▲2號鍋爐爐水發(fā)紅，凝水微微發(fā)紅，1號鍋爐爐水顏色正常

1.鍋爐爐水發(fā)紅的原因

我回復(fù)：2號鍋爐爐水顏色發(fā)紅，鍋爐紅水是爐水中鐵離子濃度大顯色的原因，鐵離子是鍋爐系統(tǒng)腐蝕的最終產(chǎn)物，鍋爐長時(shí)間出現(xiàn)紅水意味著鍋爐正在遭遇持續(xù)地腐蝕，引起蒸汽鍋爐系統(tǒng)腐蝕的原因通常是氧腐蝕和二氧化碳引起的酸性腐蝕共同作用。氧腐蝕來源于鍋爐系統(tǒng)無除氧措施或除氧設(shè)備效率不高；引起的酸性腐蝕二氧化碳來源于補(bǔ)水中碳酸根或碳酸氫根受熱分解成二氧化碳，或者蒸汽冷凝水開式回收空氣中溶解進(jìn)入，蒸汽冷凝水相當(dāng)于蒸餾水非常純凈，有試驗(yàn)表明，1升純水中溶解1毫克二氧化碳，純水PH值從7直降到5，2號鍋爐蒸汽冷凝水PH值為5.5，是為二氧化碳酸性水，腐蝕速率不可小覷。

鍋爐蒸汽系統(tǒng)腐蝕產(chǎn)生鐵離子，蒸汽冷凝水中鐵離子濃度每升在600微克以下通常是不顯顏色，2號鍋爐回用的蒸汽冷凝水顏色偶爾有輕微發(fā)紅情況，這時(shí)蒸汽冷凝水中鐵離子含量每升大概在700微克以上（國標(biāo)要求鍋爐給水鐵離子每升小于300微克），鐵離子超標(biāo)的蒸汽冷凝水直接進(jìn)入鍋爐里，隨著鍋水不斷蒸發(fā)濃縮，不顯色的2價(jià)鐵離子受熱氧化成顯色的3價(jià)鐵離子，鍋爐爐水顏色開始發(fā)紅，正所謂鍋水發(fā)紅、爐水發(fā)紅、鍋爐排污水顏色發(fā)紅，鍋爐紅水大都是這個(gè)情況。

2.鍋爐爐水發(fā)紅的危害

鍋爐長時(shí)間紅水意味著鍋爐正在遭受持續(xù)地腐蝕。蒸汽冷凝水鐵離子超標(biāo)，鍋爐爐水發(fā)紅，爐水中的鐵離子會(huì)附著在鍋爐受熱面上，形成氧化鐵垢。氧化鐵垢會(huì)對鍋爐產(chǎn)生3種危害。

2.1鍋爐爐水發(fā)紅的危害1是，氧化鐵垢平均導(dǎo)熱系數(shù)為0.1-0.2kcal/mh·℃，大約是鋼的1/370，鐵銹垢導(dǎo)熱很差，鍋爐受熱面上附著氧化鐵垢，會(huì)降低鍋爐出力，鍋爐熱效率下降，增加天然氣燃料能源消耗，增加鍋爐運(yùn)行成本。

2.2鍋爐爐水發(fā)紅的危害2是，氧化鐵垢或鐵銹垢達(dá)到一定厚度，鍋爐爐管長時(shí)間過熱產(chǎn)生蠕變，鍋爐爆管就是時(shí)間早晚的問題。

2.3鍋爐爐水發(fā)紅的危害3是，氧化鐵垢附著在鍋爐受熱面上，由于由于電化學(xué)腐蝕效應(yīng)會(huì)造成垢下腐蝕即坑蝕出現(xiàn)，隨著時(shí)間延長，腐蝕坑加深，鍋爐受熱面腐蝕坑穿孔泄漏亦是時(shí)間早晚的事情，形成安全生產(chǎn)的隱患。

3.鍋爐爐水發(fā)紅治理辦法

要解決鍋爐爐水發(fā)紅問題，就是要降低爐水中鐵離子的含量，通常有2種路徑：

3.1解決爐水發(fā)紅問題，降低爐水中鐵離子的含量路徑1是，在蒸汽冷凝水回收末端加裝物理除鐵過濾設(shè)備，除鐵設(shè)備過濾掉蒸汽冷凝水中鐵離子，讓蒸汽冷凝水顏色恢復(fù)正常，蒸汽冷凝水鐵離子達(dá)標(biāo)能直接安全回用到鍋爐。

高溫蒸汽冷凝水除鐵設(shè)備的缺點(diǎn)：

高溫蒸汽冷凝水除鐵設(shè)備一次性投入大；高溫蒸汽冷凝水除鐵設(shè)備占地大，高溫蒸汽冷凝水除鐵設(shè)備運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用不低；高溫蒸汽冷凝水除鐵設(shè)備濾料2-3年需要更換1次，濾料更換成本占設(shè)備造價(jià)三分之一左右；高溫蒸汽冷凝水除鐵設(shè)備不能提高蒸汽凝結(jié)水PH值；高溫蒸汽冷凝水除鐵設(shè)備既不能解決酸性蒸汽及冷凝水對鍋爐蒸汽系統(tǒng)和凝水回收系統(tǒng)設(shè)備和管線的腐蝕，也不能解決系統(tǒng)氧腐蝕，系統(tǒng)腐蝕一直存在，鐵離子來源也一直存在，高溫蒸汽冷凝水除鐵設(shè)備過濾除鐵是治標(biāo)不治本。

3.2解決爐水發(fā)紅問題，降低爐水中鐵離子的含量路徑2是，在在鍋爐給水或蒸汽冷凝水中投加化學(xué)藥劑，來解決系統(tǒng)氧腐蝕和二氧化碳引起的酸性腐蝕。常用的化學(xué)藥劑有碳酸鈉、氫氧化鈉、氨水、BF-31T四種。

3.2.1投加碳酸鈉來解決鍋爐爐水發(fā)紅問題的優(yōu)劣勢

在鍋爐蒸汽冷凝水中投加碳酸鈉能提高凝水、爐水的PH值，只能解決凝水及鍋爐本體的酸性腐蝕，不能解決氧腐蝕問題，只能部分緩解鍋爐紅水問題。鍋爐蒸汽冷凝水中投加碳酸鈉不利方面是，增加鍋水的含鹽量，碳酸鈉溶解電離后碳酸根受熱分解成二氧化碳是凝水PH值降低原因之一。

3.2.2投加氫氧化鈉來解決鍋爐爐水發(fā)紅問題的優(yōu)劣勢

在鍋爐蒸汽冷凝水中投加氫氧化鈉能提高凝水、爐水的PH值，只能解決凝水及鍋爐本體的酸性腐蝕，不能解決氧腐蝕問題，只能部分緩解紅水問題。鍋爐蒸汽冷凝水中投加氫氧化鈉不利方面是，氫氧化鈉是強(qiáng)堿也是強(qiáng)電解質(zhì)，氫氧化鈉調(diào)節(jié)PH值的波動(dòng)性較大，氫氧化鈉加入后水的PH很容易就升高，調(diào)節(jié)PH值更快更直接，也容易過頭不能投太多量，加入氫氧化鈉過量會(huì)造成鍋水堿度過高，出現(xiàn)汽水共騰；氫氧化鈉加入量不易控制，游離NaOH過量會(huì)造成相對堿度大，出現(xiàn)堿脆也會(huì)對設(shè)備造成腐蝕。

3.2.3投加氨水來解決鍋爐爐水發(fā)紅問題的優(yōu)劣勢

氨水是常見的PH值調(diào)節(jié)劑，有許多優(yōu)點(diǎn)，最主要是氨是弱堿性，投加的氨濃度一般都不大、成本小價(jià)格低廉，當(dāng)pH值大于8時(shí)氨能將水中二氧化碳完全中和，生成NH4HCO3。在鍋爐給水中投加氨水能提高給水、爐水、凝水的PH值，只能解決鍋爐系統(tǒng)的酸性腐蝕，不能解決氧腐蝕問題，能部分緩解紅水問題。

加氨的方式來調(diào)整爐水及蒸汽的PH值緩解腐蝕需要注意的4個(gè)問題。

1、氨水有一定的腐蝕作用，又易揮發(fā)出氨氣, 液氨的儲存和使用是一個(gè)危險(xiǎn)源；

2、氨氣液相比不佳，氣相側(cè)多液相側(cè)少，氨水調(diào)節(jié)PH值保持時(shí)間不長，用量大；

3、當(dāng)給水中加入氨量過大時(shí)，在溶解氧的參與下，對銅的腐蝕比較強(qiáng)，銅質(zhì)金屬換熱器及儀表附件設(shè)備易發(fā)生腐蝕；

4、加氨來調(diào)節(jié)提高其PH能防止輸送中二氧化碳對管線的腐蝕，但是對于氧腐蝕就不能有效控制，蒸汽和凝結(jié)水系統(tǒng)氧腐蝕還是在進(jìn)行，只能部分解決爐水發(fā)紅問題。

3.2.4投加BF-31T凝水保護(hù)劑來解決鍋爐爐水發(fā)紅問題的優(yōu)劣勢

BF－31T凝結(jié)水系統(tǒng)保護(hù)劑是北京化工大學(xué)專利產(chǎn)品，BF-31T凝結(jié)水保護(hù)劑主要成分為中和劑和成膜劑及其他助劑，具有成膜中和功能，穩(wěn)定性好，并有合理的汽液相分配比，能快速的控制鍋爐整體系統(tǒng)腐蝕。中和劑起到提高鍋爐給水、爐水、蒸汽及凝水PH值的作用，中和水中二氧化碳形成的弱酸腐蝕；成膜劑在金屬表面形成單分子層的具有憎水作用的保護(hù)膜，膜的分子間的空隙比二氧化碳和氧的截面小，防止腐蝕氣體分子O2、CO2接觸金屬從而防止了對金屬的腐蝕；合理的汽液相分配比可有效的將藥劑分配在金屬管道中汽液兩相中，能很好解決汽液并存兩相系統(tǒng)的金屬腐蝕，尤其適合間歇性用汽設(shè)備保護(hù)和防腐。

BF－31T凝結(jié)水系統(tǒng)保護(hù)劑現(xiàn)場使用工況要求簡單，對于凝水溫度及鐵含量沒有要求，一些設(shè)備除鐵對凝水溫度及含鐵量有要求。

BF－31T凝結(jié)水系統(tǒng)保護(hù)劑藥劑不受生產(chǎn)負(fù)荷波動(dòng)的影響有很好的的緩沖性能，不會(huì)影響水質(zhì)處理的指標(biāo)性能效果。

BF－31T凝結(jié)水系統(tǒng)保護(hù)劑藥劑成本會(huì)隨著藥劑在系統(tǒng)的累積使用量會(huì)減少，沒有其他設(shè)備類反洗沖洗的廢水排放問題。

BF－31T凝結(jié)水系統(tǒng)保護(hù)劑覆膜速度快，凝水水質(zhì)鐵離子（全鐵指標(biāo)）72小時(shí)內(nèi)迅速達(dá)標(biāo)，為藥劑試用實(shí)驗(yàn)提供了便捷。可完全替代除氧器、除氧劑使用。

BF－31T凝結(jié)水系統(tǒng)保護(hù)劑相比市場常見設(shè)備除鐵工藝及其他措施，不需要巨大固定設(shè)備設(shè)備投資，且不需要耗費(fèi)不菲的濾料更換（使用期限3年左右，總造價(jià)20-30%），不僅保護(hù)了系統(tǒng)設(shè)備及管線，延長鍋爐系統(tǒng)使用壽命，而且徹底斷絕鐵離子來源，讓凝水循環(huán)回用鍋爐安全使用，實(shí)現(xiàn)凝水除鐵標(biāo)本兼治。

各位同仁，你們單位蒸汽鍋爐有無發(fā)生鍋爐“紅水”現(xiàn)象？有發(fā)生過蒸汽冷凝水PH值偏低呈酸性的情況嗎？有無發(fā)生過蒸汽冷凝水顏色發(fā)紅或者顏色泛黃或者蒸汽冷凝水鐵超標(biāo)情況？你們是怎么解決的？關(guān)于鍋爐阻垢除垢、防腐緩蝕你們在使用什么方法？關(guān)于鍋爐給水調(diào)節(jié)PH值、爐水發(fā)紅、回水有硬度、鍋爐腐蝕結(jié)垢爆管、蒸汽系統(tǒng)腐蝕、蒸汽冷凝水鐵超標(biāo)、酸性蒸汽冷凝水顏色發(fā)紅、鍋爐水質(zhì)檢測處理等問題，北京化工大學(xué)顏輝 l86OO475386隨時(shí)歡迎各位行業(yè)同仁討論問題，交流經(jīng)驗(yàn)心得，隨時(shí)歡迎各位同學(xué)溝通鍋爐相關(guān)新技術(shù)信息，隨時(shí)歡迎各位同仁分享鍋爐設(shè)備管理使用經(jīng)驗(yàn)，隨時(shí)歡迎各位鍋爐相關(guān)工作者就解決鍋爐各種實(shí)際問題相互學(xué)習(xí)。鍋爐爐水發(fā)紅治理。

4.鍋爐爐水發(fā)紅治理試驗(yàn)案例

與該制藥廠設(shè)備管理負(fù)責(zé)人經(jīng)過深入溝通，解了制藥廠鍋爐的實(shí)際工況，建議采購10天的藥劑量，進(jìn)行鍋爐系統(tǒng)防腐蝕紅水治理藥劑效能試驗(yàn)。

圖3▲2號鍋爐爐水水樣

由于制藥廠鍋爐產(chǎn)氣量不大，采購了4桶共100升BF－31T凝結(jié)水系統(tǒng)保護(hù)劑，進(jìn)行為期10天《某醫(yī)藥股份有限公司鍋爐系統(tǒng)防腐蝕紅水治理藥劑效能試驗(yàn)》，試驗(yàn)期間加藥量逐漸遞減的方式，以每天取2號鍋爐爐水和蒸汽冷凝水水樣作為外觀對比和第三方檢測數(shù)據(jù)作為藥劑效能判斷依據(jù)。

圖4▲2號鍋爐蒸汽冷凝水水樣

制藥廠鍋爐系統(tǒng)防腐蝕紅水治理藥劑效能試驗(yàn)第2天，2號鍋爐蒸汽冷凝水水樣稍稍發(fā)紅的顏色外觀恢復(fù)正常（見2號鍋爐凝水水樣圖3）；2號鍋爐爐水顏色發(fā)紅，紅色變化不大（見2號鍋爐爐水水樣圖4）。

制藥廠鍋爐系統(tǒng)防腐蝕紅水治理藥劑效能試驗(yàn)第3天，加大鍋爐排污量，加快爐水置換，2號鍋爐蒸汽冷凝水水樣顏色外觀完全通透（見2號鍋爐凝水水樣圖3）；2號鍋爐爐水顏色發(fā)紅，紅色變淺（見2號鍋爐爐水水樣圖4）。

制藥廠鍋爐系統(tǒng)防腐蝕紅水治理藥劑效能試驗(yàn)第4天，加大鍋爐排污量，加快爐水置換，2號鍋爐蒸汽冷凝水水樣顏色外觀完全通透（見2號鍋爐凝水水樣圖3）；2號鍋爐爐水顏色發(fā)紅，紅色繼續(xù)變淺（見2號鍋爐爐水水樣圖4）。

制藥廠鍋爐系統(tǒng)防腐蝕紅水治理藥劑效能試驗(yàn)第5天，加大鍋爐排污量，加快爐水置換，2號鍋爐蒸汽冷凝水水樣顏色外觀完全通透（見2號鍋爐凝水水樣圖3）；2號鍋爐爐水顏色變淺紅（見2號鍋爐爐水水樣圖4）。

制藥廠鍋爐系統(tǒng)防腐蝕紅水治理藥劑效能試驗(yàn)第6天，加大鍋爐排污量，加快爐水置換。2號鍋爐蒸汽冷凝水水樣顏色外觀完全通透（見2號鍋爐凝水水樣圖3）；2號鍋爐爐水紅色消失（見2號鍋爐爐水水樣圖4）。

制藥廠鍋爐系統(tǒng)防腐蝕紅水治理藥劑效能試驗(yàn)第7天，加大鍋爐排污量，加快爐水置換。2號鍋爐蒸汽冷凝水水樣顏色外觀完全通透（見2號鍋爐凝水水樣圖3）；2號鍋爐爐水紅色消失，顏色恢復(fù)正常（見2號鍋爐爐水水樣圖4）。

制藥廠鍋爐系統(tǒng)防腐蝕紅水治理藥劑效能試驗(yàn)第8天，憑經(jīng)驗(yàn)從2號鍋爐蒸汽冷凝水水樣和爐水水樣顏色判斷，鍋爐系統(tǒng)整體腐蝕已被完成控制住了，凝水鐵離子達(dá)標(biāo)，鍋水顏色正常，鍋爐排污量恢復(fù)正常，2號鍋爐最后的爐水水樣和凝水水樣快遞第三方檢測，鍋爐系統(tǒng)防腐蝕紅水治理藥劑效能試驗(yàn)提前結(jié)束。

5.后記

該制藥廠鍋爐正式采用BF-31T冷凝水保護(hù)劑防腐治理方案至今14個(gè)月，鍋爐一直安全穩(wěn)定運(yùn)行，再未出現(xiàn)鍋爐系統(tǒng)設(shè)備及管線腐蝕，爐水發(fā)紅、排污水發(fā)紅，蒸汽冷凝回水顏色泛黃、鍋爐紅水等鐵離子超標(biāo)問題。由于鍋爐運(yùn)行穩(wěn)定，爐水水質(zhì)良好，鍋爐排污量較治理前大幅下降，減少了污染和排放，節(jié)省了大量的能源和水資源。

鍋爐爐水發(fā)紅治理（顏輝）