锅炉专用水处理药剂

锅炉专用水处理药剂是针对锅炉系统（蒸汽锅炉、热水锅炉、导热油炉等）水质特点设计的化学药剂，主要用于防止结垢、腐蚀、沉积物附着及控制微生物繁殖，确保锅炉安全、高效运行，延长使用寿命。以下是锅炉专用水处理药剂的分类、作用及应用要点：

一、核心药剂分类及作用

1. 阻垢剂（Scale Inhibitor）

作用：抑制水中钙、镁离子形成碳酸盐、硫酸盐（如 CaCO₃、CaSO₄、Mg (OH)₂）等硬垢，防止结垢导致的传热效率下降和管道堵塞。

主要成分：聚磷酸盐类：六偏磷酸钠、三聚磷酸钠（通过螯合钙镁离子，形成可溶性络合物）。

有机膦酸类：氨基三亚甲基膦酸（ATMP）、乙二胺四亚甲基膦酸（EDTMP）（吸附在金属表面或晶体表面，抑制垢晶生长）。

聚羧酸类：聚丙烯酸（PAA）、聚马来酸（PMA）（分散垢晶，阻止其聚集沉积）。

原理：螯合作用、晶格畸变、分散悬浮。

应用：中低压锅炉锅内处理，或作为反渗透等膜处理系统的预处理药剂。

2. 缓蚀剂（Corrosion Inhibitor）

作用：在金属表面（如碳钢、铜）形成保护膜，抑制氧腐蚀、电化学腐蚀及酸性腐蚀（如 CO₂、H₂S 引起的腐蚀）。

分类及成分：阳极型（钝化剂）：铬酸盐（毒性高，逐步淘汰）、亚硝酸盐（仅限密闭系统）、钼酸盐（环保型，促进金属氧化膜形成）。

阴极型：聚磷酸盐、锌盐（抑制阴极反应，阻止氢离子放电）。

混合型：胺类（如吗啉、环己胺，中和水中游离 CO₂，调节 pH）、唑类（苯并三氮唑 BTA，保护铜及铜合金）。

应用：蒸汽锅炉给水系统、热水锅炉循环水，需根据金属材质（碳钢 / 铜）选择对应药剂。

3. 除氧剂（Oxygen Scavenger）

作用：去除给水中的溶解氧（O₂），防止氧腐蚀（锅炉腐蚀的主要原因）。

主要成分及类型：

还原性药剂：亚硫酸钠（Na₂SO₃，与 O₂反应生成 Na₂SO₄，适用于低压锅炉，pH＞7 时效果好）。

联氨（N₂H₄，毒性强，高温分解为 N₂和 H₂O，适用于中高压锅炉，现逐步被肟类（如丙酮肟、乙醛肟）替代）。

催化除氧剂：活性炭、催化剂（促进 O₂与水中还原剂反应）。

原理：化学反应消耗 O₂，使溶解氧浓度降至标准以下（如蒸汽锅炉给水≤0.1 mg/L）。

4. 分散剂（Dispersant）

作用：将锅炉水中的悬浮物、腐蚀产物（如 Fe₃O₄、CuO）及微垢颗粒分散成细小颗粒，随排污排出，避免沉积。

成分：聚羧酸类（同阻垢剂）、木质素磺酸盐。

应用：配合阻垢剂使用，尤其适用于水质硬度较高、悬浮物较多的锅炉系统。

5. 碱度调节剂（Alkalinity Regulator）

作用：调节锅炉水 pH 值（控制在 10~12），维持碱性环境以抑制腐蚀，同时促进镁离子形成松散的 Mg (OH)₂沉淀（而非坚硬的 MgSiO₃垢）。

成分：氢氧化钠（NaOH，提高 pH，适用于补给水为软化水的系统）。

碳酸钠（Na₂CO₃，高温分解为 NaOH 和 CO₂，同时提供碳酸根离子）。

磷酸盐（磷酸三钠 Na₃PO₄，除调节碱度外，还能与 Ca²+ 形成可排污的磷酸钙渣）。

应用：锅内处理，需严格控制投加量，避免碱度过高导致汽水共腾。

6. 杀菌剂（Biocide）

作用：杀灭或抑制锅炉系统（尤其是热水锅炉、闭式循环系统）中的微生物（如藻类、细菌），防止生物黏泥堵塞管道及微生物腐蚀。

成分：季铵盐类（如十二烷基二甲基苄基氯化铵）、异噻唑啉酮（低毒广谱）、氧化性杀菌剂（次氯酸钠，慎用，避免腐蚀）。

应用：开式循环热水系统或长期停运锅炉的防腐处理。

二、锅炉水处理工艺与药剂配合

1. 锅外预处理（补给水处理）

软化处理：离子交换树脂去除 Ca²+、Mg²+，降低硬度；若硬度极高，可投加阻垢剂（如有机膦酸）防止树脂结垢。

除氧处理：中高压锅炉需热力除氧（104℃以上）+ 化学除氧剂（如肟类）；低压锅炉可直接投加亚硫酸钠。

脱盐处理：反渗透（RO）系统中添加阻垢剂（如 ATMP），防止膜表面结垢。

2. 锅内处理（运行中加药）

阻垢防腐：向汽包或给水管道投加聚磷酸盐、有机膦酸 + 胺类缓蚀剂，维持水质 pH 和分散性。

排污控制：定期排污去除悬浮杂质，配合分散剂提高排污效率。

3. 停炉保护

干法保护：烘干锅炉，放置缓蚀剂（如气相缓蚀剂）防止潮气腐蚀。

湿法保护：充满含亚硫酸钠或联氨的碱性水（pH＞10），隔绝氧气。

三、选型注意事项

锅炉类型与参数：低压锅炉（≤2.5 MPa）：优先选亚硫酸钠（除氧）、聚磷酸盐（阻垢）、氢氧化钠（调碱）。

中高压锅炉（＞2.5 MPa）：需耐温性强的肟类除氧剂、钼酸盐缓蚀剂，避免使用易分解产生腐蚀性物质的药剂。

水质分析：检测硬度（Ca²+、Mg²+）、碱度、溶解氧、pH 值，针对性选择阻垢剂和碱度调节剂（如高硬度水需有机膦酸类，低硬度水可用聚羧酸类）。

药剂相容性：避免碱性药剂（如 NaOH）与酸性药剂（如聚磷酸盐）直接混合，需分步投加。

铜合金材质锅炉禁用含氨药剂（如胺类），改用唑类缓蚀剂。

环保与安全：优先选择无磷（如聚羧酸类）、低毒药剂（替代铬酸盐、联氨），符合国家标准《工业锅炉水质》（GB/T 1576-2018）。

注意药剂储存条件（如亚硫酸钠易氧化，需密封避光保存）。

四、典型应用场景

低压蒸汽锅炉（如 0.5~1.6 MPa）：补给水软化 + 锅内投加 磷酸三钠（调碱 + 阻垢）+ 亚硫酸钠（除氧），定期排污控制总溶解固形物（TDS）。

中压电站锅炉（3.8~10 MPa）：除盐水处理 + 热力除氧 + 锅内投加 氨（调节 pH）+ 丙酮肟（除氧）+ 聚马来酸（分散剂），严格控制溶解氧＜0.01 mg/L。

热水锅炉（闭式循环）：补给水软化 + 系统投加 吗啉（中和 CO₂）+ 苯并三氮唑（保护铜部件）+ 异噻唑啉酮（杀菌），维持 pH 9~10。

五、国家标准与规范

GB/T 1576-2018《工业锅炉水质》：规定了不同压力锅炉的水质指标（如硬度、碱度、溶解氧）及药剂处理要求。

TSG G0001-2012《锅炉安全技术规程》：强调水处理药剂的正确选用和投加，防止因结垢、腐蚀导致的安全事故。

通过科学选用药剂并配合合理的水处理工艺，可显著降低锅炉能耗（结垢 1 mm 导致热效率下降 5%~8%），延长使用寿命，保障安全生产。