供热企业供暖系统使用自来水替代软化水或除盐水解决7个常见问题
关键词：供热系统水处理 供热系统结垢 供热系统腐蚀 海棉铁除氧弊端 供暖运行成本
摘要：供热企业供暖系统使用市政自来水+多效能BF防腐阻垢剂替代钠离子树脂软化设备生产软化水和除氧操作，不仅能大幅节省水资源、工业盐、电力、人力，实现节能减排，降本增效，防止地下水资源被污染，保护环境；还能有效解决有效防止供热循环水系统的腐蚀、结垢、失水量大、运行成本高等老大难问题。
一、供热企业供暖系统使用软化水或除盐水7个常见问题
供暖企业为了避免供热系统结垢，必须对系统补给水水质进行软化处理，软化过程通常又分为炉外处理和炉内处理。当前，我国工业锅炉的给水基本上都是采用工业盐钠离子交换树脂软化水，或者使用反渗透除盐水作为系统补水。
供暖企业供热系统水处理工作除防垢外，还需要做到整体供热系统防腐，供热系统存在的氧腐蚀、CO2引起酸性腐蚀和垢下腐蚀三种情况。
供热企业供暖系统使用软化水或除盐水经常出现工业盐污染地下水、氧腐蚀和酸性腐蚀系统设备或管网、节能减排社会效益差、停炉停暖系统防腐保护差、设备运行管理差、系统运行成本高、人为失水严重7个常见问题。
1、供热企业供暖系统使用软化水常见问题——工业盐污染地下水
供热企业供暖系统使用工业盐钠离子交换树脂软化水具有操作简单、出水水质稳定、维护方便、设备投资少等优点而被广泛运用在水处理过程中。但是软化水设备钠离子交换树脂失效后，就需要用工业盐进行再生，工业盐再生剂耗量大，再生工业盐废液排放会污染地下水，提高地下水含盐量。
供热企业供暖系统使用工业盐钠离子树脂交换软化水设备，每制取1吨软化水，就有2公斤左右的工业食盐被排放到地下，长此以往，使用工业盐钠离子交换树脂软化设备会大面积导致地下水含盐量上升，造成地下水永久性盐污染。
工业盐再生剂对地下水和地表水形成无法治理的不可逆转的永久性盐污染，仅北方规模以上大城市的供热，每年向地下排放5000多万吨食盐，人们饮用含盐量高企地下水导致高血压、心脏病频发的诱因，盐污染危害让人触目惊心！
▲热力公司换热站板式换热器每年传统例行检修，工作量大，清洗维护费用高；供暖系统腐蚀，板换上氧化铁垢不仅传热速率低，氧化铁垢传热效速率是钢的200-300分之一，氧化铁垢不仅会降换热效率，增加运行成本，而且会造成氧化铁垢下腐蚀，即所谓点蚀或坑蚀，随着时间延长点蚀或坑蚀不断加深，最终造成板式换热器穿孔泄漏串水，带来一系列严重后果。
2、供热企业供暖系统使用软化水或除盐水常见问题——系统设备或管网酸性腐蚀
⑴反渗透除盐水或脱盐水由于除掉了水中阴阳离子，不含钙镁硬度成分，反渗透除盐水或脱盐水具有不会在供暖系统内生成钙镁水垢的优点。近年来，由于我国工业制造深入发展，反渗透除盐水或脱盐水生产设备造价和使用维护成本不断降低，已有数量相当可观的供热企业供暖系统使用反渗透除盐水或脱盐水。
由于反渗透除盐水或脱盐水由于除掉了水中阴阳离子，使得除盐水或脱盐水非常纯净而缓冲性很差，溶解进入少量CO2就会造成系统水PH值低偏酸性，腐蚀系统设备或管网。有实验表明，1升除盐水或脱盐水中加入1毫克CO2，除盐水或脱盐水的PH值就从7直降到5.5，PH值低偏导致系统设备或管网酸性腐蚀。
⑵供热企业供暖系统使用工业盐钠离子树脂交换软化水，钠离子交换软化水只交换了水中阳离子，除去了水中的钙镁硬度，而没有去除碳酸根、碳酸氢根HCO₃⁻，碳酸根、碳酸氢根受热分解成CO2，会导致热水锅炉及供热水系统设备发生CO2腐蚀，腐蚀后又放出CO2 ，CO2是循环腐蚀之源。
3、供热企业供暖系统使用软化水或除盐水常见问题——系统设备或管网氧腐蚀
冒犯一点讲，国标GB/1576-2018 《工业锅炉水质》对热水锅炉和供热采暖水系统除氧要求补给水溶解氧≤0.1mg/L,就是一个bug。
首先，热水锅炉和供热采暖水系统当前没有好的除氧方法。 尽管有部分供热企业使用海棉铁除氧，但是海棉铁除氧会在给水或补水中带入二价铁离子，造成比溶解氧腐蚀严重得多的二价铁离子腐蚀，因二价铁离子也是循环腐蚀源，二价铁离子（Fe²⁺）在水中以离子状态存在，这使得它们能够更容易地渗透到锅炉的金属表面，与金属发生反应，加速金属的电化学腐蚀过程，这种腐蚀不仅影响锅炉的正常运行，还可能导致锅炉的寿命缩短，增加维护成本。
其次，热水锅炉及供热采暖水系统不是连续补水，贮水箱与大气相通，除过氧的水进水箱后与不除氧无区别。
使用除氧剂亚硫酸钠除氧效果差，不仅会增加系统水含盐量，而且亚硫酸钠在现实储存和使用中极易失效，现实中用户使用失效的亚硫酸钠对水除氧案例比比皆是，其除氧防腐效果不佳。
4、供热企业供暖系统使用软化水或除盐水常见问题——节能减排社会效益差
传统钠离子交换树脂工艺生产1吨软化水的水耗主要包括0.03-0.06吨的再生废水和一定量的反冲洗水，具体量取决于所采用的软化水处理工艺和设备的工作状况。
反渗透除盐水生产所需排放比树脂软化水更多，生产1吨除盐水所需的水耗取决于多个因素，包括原水水质、出水要求、设备效率、系统设计等。一般情况1吨水产0.6吨脱盐水，一级反渗透产水率为30%，浓缩废水量70%，对于串级过滤最高产水率内能达到70%。
5、供热企业供暖系统使用软化水或除盐水常见问题——停暖系统防腐保护差
供热企业每年供暖是周期性的，供暖系统全年大部分时间处在停炉停暖状态中，供热企业供暖系统使用软化水或除盐水没有停用缓蚀保护作用。
供暖系统在停炉停运停暖状态中腐蚀速率是运行中的数倍，供暖系统沉积物下面的金属表面上，水含氧量相对较低，这就使金属表面产生了电化学不均匀性。溶解氧浓度大的地方，电极电位高而成为阴极，溶解氧浓度小的地方，电极电位较低而成为阳极，在这里金属便遭到腐蚀。当沉积物中含有易溶性盐类时，这些盐类溶解在金属表面的水膜中，使水膜中的含盐量增加，由于易溶性盐类溶液的高导电性，从而导致了加速溶解氧腐蚀的作用。停用腐蚀的主要危险还在于它将加剧设备运行时的金属腐蚀过程，这是因为停用设备的腐蚀，使金属表面产生腐蚀沉积物，由于腐蚀产物的存在以及由此而造成的金属表面的粗糙状态，成了运行中垢下腐蚀加剧的促进因素。
6、供热企业供暖系统使用软化水或除盐水常见问题——设备运行管理差
供热企业供暖系统使用软化水生产设备或除盐水生产设备管理也是一个技术活，设备运行管理水平影响生产的水质。例如，软化水生产设备反洗不到位，会造成炉水中氯离子指标高。除盐水反渗透膜阻垢剂效能不佳或者与原水水质不匹配，会造成产水效率下降，缩短反渗透膜使用寿命，增加浓水排放量。
前几年，去一个用户企业，锅炉设备管理者分享了一个自己的实践经验，用户企业供暖蒸汽锅炉使用软化水作为补水，软化水生产设备的工业盐水罐没有搅拌器，一直是保持水罐中有1/4-1/3容量的未溶解的工业盐，每年例行停机停炉后检修发现2台锅炉都有结垢现象。后来一个偶然机会，调换了有搅拌器的工业盐水罐，此后每年锅炉例行检修再也没有出现垢结垢情况。该锅炉设备管理者事后分析了原因，一直以为保持工业盐水罐中有1/4-1/3未溶解盐的水是饱和溶液，其实不然，在没有搅拌器搅拌情况下，这种自然溶解的溶液的浓度是分层的，也是不完全饱和的。浓度分层的不完全饱和盐溶液对软化水钙镁硬度置换效率肯定存在影响，这就是每年检修发现供暖蒸汽锅炉结垢的原因。
▲北方某公司供暖系统换热器检修，壳程里氧化铁垢、钙镁水垢、生物黏泥混合垢阻塞满了换热器，用手掏了掏中间一小段，掉地上的干水垢超过70公斤，以照片上的工人比照，这一台换热器水垢完全清除下来有多少公斤，如此换热效率，供暖管理方要承受多大压力，一个采暖季下来要额外消耗多少能源，您估计大概会增加多少运行成本费用？
7、供热企业供暖系统使用软化水或除盐水常见问题——系统运行成本高
供热企业供暖系统无论使用设备生产软化水还是除盐水，其水耗成本、电耗成本、药剂消耗成本、材料成本（例如使用寿命2年的大型RO反渗透膜价格千元左右）、维修管理人工成本等是供热企业系统运行基本固定成本支出，耗费不低。
各位同仁，各位同学，供暖系统腐蚀、穿孔、泄漏、自然失水和人为失水、结垢等一直是供热企业老大难问题，您单位又是如何解决的？关于锅炉腐蚀结垢爆管、蒸汽系统腐蚀、锅炉给水、炉水、蒸汽冷凝回水调节PH值、炉水发红、蒸汽冷凝水有硬度、蒸汽冷凝水铁超标、锅炉结垢不停炉不停工在线除垢技术、凝汽器结垢不停机不停工不停车在线清洗除垢技术等问题，北京化工大学颜辉I86OO475З86随时欢迎各位同仁分享锅炉设备管理使用经验，就解决锅炉各种实际问题相互学习。供热企业供暖系统使用自来水替代软化水或除盐水解决7个常见问题。
二、供热企业供暖系统使用自来水替代软化水或除盐水解决7个常见问题
青岛开源集团第三热力有限公司有5台46MW热水锅炉，多年来采用市政自来水，经过钠离子树脂交换软化后作为补水，软化水水质合格，使用海棉铁除氧器除氧，但由于失水量大频繁补水，导致板式换热器和整个系统设备和管网发生较严重的腐蚀，成为企业迫切需要解决的老大难问题。
1999年10月，企业在5台46 MW热水锅炉系统中，使用采用了金属防腐科学家北京化工大学魏刚教授领衔研制的多效能BF防腐阻垢剂，取得了优异的效果。在停用钠离子树脂交换器和海棉铁除氧器的情况下，不仅解决了板式换热器和整个系统设备和管网的腐蚀问题，而且防人为失水问题和停暖停炉系统设备和管网保护问题也得以解决。几年来实际运行证明，采用多效能BF防腐阻垢剂技术，锅炉热效率显著增强，节能效果明显，取得了良好的经济效益和社会效益。
1、BF锅炉防腐阻垢剂多效能12项优势：
⑴防腐、药剂渗透过水垢和铁锈，在金属表面覆上一层保护膜，从而隔绝氧腐蚀、CO2腐蚀和垢下腐蚀， 缓蚀率≥99％。阻垢 阻垢率≥99％、阻垢范围宽，无磷配方替代磷酸三钠；
⑵作为湿法停炉保护剂 锅炉及系统设备停用保护缓蚀率 ≥99％，停炉直接密封锅炉系统设备即可，不需频繁定期检查，启炉和停炉均不需排掉炉水直接操作，长期停炉、频繁启炉停炉、长时间间歇式锅炉运行防腐缓蚀保护都适用；
⑶作为铁垢分散剂 除锈 分散铁垢；尤其适用于高温蒸汽冷凝水无除铁处理工艺直接回用的锅炉；
⑷碱性药剂，作为PH值调节剂 提高给水、系统水、炉水PH值，使水系统的pH≥10，即可使铁处在钝化区中，中和CO2弱酸性腐蚀，使腐蚀降到最低.替代碳酸钠、氢氧化钠、氨水。相对于碳酸钠或者是氢氧化钠调节锅炉给水调节ph值的各种不足，近年来，使用碱性水处理药剂——多效能BF防腐除垢剂来调节锅炉给水PH值的用户越来越多了；
⑸溶垢除垢、螯合清除系统老垢，供热水系统发生的腐蚀主要是电化学腐蚀，除掉了水系统的钙镁水垢和氧化铁锈垢，也就是除掉了电化学腐蚀的阴极，从而阻止了电化学腐蚀。系统水中加入药剂，做好排污工作，20～45天时间内完成设备和管网的碱性在线清洗，并覆好保护膜，药剂缓慢温和螯合清除系统老垢，所需时间较长，不会造成短时间垢块大量脱落阻塞管路，替代锅炉系统酸洗保养，实现无损害在线清洗锅炉系统即在线运行不用停炉，做到循环水干净通透，系统设备和管网内壁光滑干净，换热站板式换热器不拆卸、不检修、不清洗保持高热效率状态；
⑹防止人为失水，投加BF防腐阻垢剂后，循环水颜色呈浅茶色，可有效地防止人为失水；
⑺作为消泡剂 提高蒸汽干度，保证蒸汽品质；
⑻生水+ BF防腐阻垢剂，热水锅炉代替软化水，除氧操作，保护环境；
⑼生水+BF防腐阻垢剂+BF凝水保护剂，代替蒸汽锅炉系统软化装置+除氧设备+除铁设备；
⑽操作方法简便：向补水箱中加入药剂，锅水pH值10.5～12为合格；
⑾多效能BF防腐阻垢剂有螯合除垢效能和覆膜功能，减阻作用明显，节约循环水泵电耗大于30%，节电款大于使用药剂费用；
⑿对水垢的螯合作用、分散作用以及晶格畸变作用都是非化学计量的，具有阈值效应，加药剂量少，降低锅炉排污率。
供热企业供暖系统使用BF防腐阻垢剂在运行状态下可达到清除系统存量老垢、分散氧化铁垢除锈、防腐、覆保护膜、防止人为失水的作用，从而达到节能、节水、节盐、延长设备及管网使用寿命5倍以上以及大幅减少设备维修量和成本的目的，在供热采暖系统可节能20%～45%，节电≥20%，节水1倍至几倍，节盐40%～85%，通常药剂效益比是1：100以上，1元药剂投入创造100多元的经济效益。
2、采用多效能BF锅炉防腐阻垢剂技术后的经济效益估算
根据年度供暖期指标计划，采用多效能BF锅炉防腐阻垢剂技术17个热力站，300万平方米供暖面积，可节约动力电300万度电，合人民币156万元；节水24万吨，合人民币67万元；节工业盐12万元，节省热力站员工资约可节约人民币20万元，总计可节约人民币255万元，
另外，由于采用多效能BF锅炉防腐阻垢剂解决了整个供暖水系统设备和管道的腐蚀，可以大幅度地降低工人劳动强度和维护维修费用，可以每平方米减少维修费用2元以上，在2年时间内，就可以使供热系统走上良性循环，减少设备管网维修费用款约大于600万元.
采用多效能BF锅炉防腐阻垢剂技术后总的经济效益估算超过855万元（未减除药剂成本）。
三、结论
供热企业供暖系统使用市政自来水+多效能BF防腐阻垢剂替代钠离子树脂软化设备生产软化水和除氧操作，不仅能大幅节省水资源、工业盐、电力、人力，实现节能减排，防止地下水资源被污染，而且可以大幅降低原水中的含盐量和碱度，将水中钙镁离子和碱度转变成对植物生长的泥，保护环境；还能有效解决供热循环水系统的腐蚀、结垢问题；可以对锅炉供暖系统设备和管网在运行和停用期间防腐阻垢，保护并延长其使用寿命，清除锅炉系统设备和管网因腐蚀、穿孔、泄漏等安全生产隐患。使用多效能BF防腐阻垢剂是供热企业供暖系统水处理中的一种简单而行之有效的经济环保节能水处理方法。
供热企业供暖系统使用自来水替代软化水或除盐水解决7个常见问题（颜辉）
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