锅炉水处理对于维持锅炉系统的效率、寿命和安全性至关重要。有效处理与调节的主要目标包括：
- 持续热交换： 防止传热表面结垢。
- 腐蚀防护： 保护锅炉部件免受腐蚀性侵蚀。
- 生产高品质蒸汽： 最大限度减少杂质随蒸汽携带。
这些目标通常通过外部与内部处理方法的结合来实现。
外部处理：在进入锅炉前去除杂质
外部处理侧重于在杂质进入锅炉之前减少或去除它们。当一种或多种给水杂质浓度过高，超出锅炉系统承受能力时，通常采用这种方法。
常见的外部处理方法包括：
- 软化： 通过离子交换或沉淀去除硬度离子（钙和镁）。一种常见且高效的组合是热石灰-沸石工艺，该工艺可降低硬度、碱度，有时还包括二氧化硅，随后进行阳离子交换。
- 蒸发： 加热水以产生纯净蒸汽，然后冷凝作为锅炉给水。当原水溶解固体含量非常高，且蒸汽作为热源易于获取时，蒸发器尤其具有优势。
- 除氧： 机械去除溶解气体，主要是具有强腐蚀性的氧气和二氧化碳。
- 膜接触器： 利用半透膜选择性去除溶解气体或其他杂质。
- 除盐/去离子： 全面去除溶解的矿物离子，以生产高纯度水。
内部处理：在锅炉系统内进行调节
内部处理涉及在锅炉系统内部对杂质进行调节，反应发生在给水管线或汽包内。它可单独用于中低压锅炉、冷凝水回水率高的系统，或原水水质良好的情况。同时，它也能通过处理进入锅炉的任何残留杂质，作为外部处理的补充。
内部处理的目的如下：
- 防止结垢： 与给水硬度反应，防止其在锅炉金属上沉淀。
- 调节泥渣： 管理悬浮物（如硬度泥渣、氧化铁），使其不粘附在锅炉金属上。
- 提供防泡保护： 允许一定浓度的溶解和悬浮固体存在，而不会导致泡沫携带进入蒸汽。
- 消除氧气并控制碱度： 清除溶解氧，并维持足够的碱度以防止锅炉腐蚀。
此外，内部处理应防止给水系统结垢和腐蚀，并保护蒸汽冷凝水系统免受腐蚀。
常见的内部调节化学品
在内部处理过程中，会向水中添加特定剂量的调节化学品：
- 磷酸盐-分散剂及聚磷酸盐-分散剂（软化化学品）： 这些物质与锅炉水碱度反应，中和硬度，形成不溶性化合物（如磷酸三钙），可通过排污去除。
- 天然与合成分散剂（防垢剂）： 增强调节化学品的分散性能。
- 天然聚合物： 木质素磺酸盐、单宁。
- 合成聚合物： 聚丙烯酸酯、马来酸丙烯酸共聚物、马来酸苯乙烯共聚物、聚苯乙烯磺酸盐。
- 螯合剂： 作为抑制剂的无机磷酸盐，通过阈值效应防止结垢。
- 除氧剂： 减少溶解氧和氧化物，通常能使金属表面钝化。例如亚硫酸钠、单宁、联氨、基于氢醌/邻苯三酚的衍生物、羟胺衍生物和抗坏血酸衍生物。其选择与剂量取决于是否使用除氧加热器。
- 防泡剂或防汽水共腾剂： 表面活性剂混合物，可改变液体表面张力、消除泡沫，并防止水滴携带进入蒸汽。
泥渣调节方法
锅炉内部的泥渣调节通常遵循两种通用方法：
- 凝聚： 当总泥渣量高时（由于给水硬度高），将泥渣凝聚成大絮状颗粒，以便通过排污更易去除。这需要根据给水分析，仔细调整碱、磷酸盐和有机物来实现。
- 分散： 当泥渣量不高时（给水硬度低），使用更高比例的磷酸盐和有机泥渣分散剂，使泥渣颗粒分散在整个锅炉水中。
化学品投加方法
内部化学品通常使用化学溶液罐和比例泵，或专用的球团加料器进行投加。
- 软化化学品（磷酸盐、纯碱、苛性碱）： 通常直接添加到靠近锅炉汽包入口的给水中，或通过单独管线排入给水段。这确保反应在水进入蒸汽产生区之前发生。投加可以是连续的或间歇的。
- 除氧剂（亚硫酸盐、联氨）和给水系统保护剂（聚磷酸盐、有机物）： 应尽可能连续地投加到给水系统中。
- 冷凝水系统缓蚀剂： 可根据具体化学品，直接投加到蒸汽中或给水系统中。优选连续投加。
AquaChain 工程提示
在排查锅炉持续结垢问题时，在增加内部磷酸盐剂量之前，务必先验证外部软化系统的有效性。过载的外部软化器会导致硬度持续涌入，使内部处理变得困难，并可能加剧泥渣问题，而非解决结垢。
常见问题解答
问1：外部和内部锅炉水处理的主要区别是什么？
答1：外部处理是在水进入锅炉之前去除杂质，而内部处理是在锅炉系统内部对残留杂质进行调节。
问2：为什么除氧在锅炉水处理中如此重要？
答2：溶解氧具有强腐蚀性，会导致锅炉金属严重点蚀和损坏，从而造成昂贵的维修和停机。除氧剂和除氧对于去除溶解氧至关重要。
问3：仅靠内部处理能否满足锅炉水调节的要求？
答3：可以。对于中低压运行的锅炉，或使用大量冷凝蒸汽作为给水时，或原水水质已经非常好时，内部处理可能就足够了。