浅析集中供热系统水处理节能技术应用

浅析集中供热系统水处理节能技术应用
【摘要】集中供热管网采暖系统在运行和停运期间存在较严重
的氧腐蚀，但由于主客观原因的限制，这往往并没有引起人们的高
度重视。对集中供热管网采暖系统运行的安全性和经济性造成重大
影响。本文就集中供热管网采暖系统供暖设备腐蚀原因及对策进行
阐述。
【关键词】供暖设备;腐蚀;原因及对策
供暖设备的腐蚀与堵塞造成蒸汽锅炉能源的严重浪费、热水锅
炉严重腐蚀，增大维修量、缩短使用寿命及导致高能耗、高水耗及
高维修费用。采用在管网的二次水系统采用科学防腐阻垢水处理的
方式，促进从锅炉到换热器再到用户散热器全部水系统在无垢、无
腐蚀状态下运行，不但能提高换热器的换热效率，提高能源利用率，
循环水呈墨黑色，可有效的防止人为失水，会取得更加理想的经济
效益，停机大修，检修循环水泵时，叶轮清洁、往年的水垢都在运
行状态下被清除干净；循环水藻类彻底消失；化学采样器效果明显
提高；大大降低检修费用、食盐用量、人力、电能及生产总成本。
供热系统分户计量是目前国家大力推行的节能、节水政策，做好水
处理工作是分户计量推行下去的关键所在。循环水系统的水质情况
直接决定了分户计量表的使用寿命及其精确程度。本文就供暖设备
的腐蚀与堵塞原因机理、科学防腐阻垢水处理对策进行阐述。
1.腐蚀堵塞的原因
1.1 腐蚀的机理
腐蚀是电化学或电化学作用引起的金属与所处环境介质发生物
理或化学作用的一种损坏过程。其主要特点是易造成系统中金属或
非金属部件的损坏。由于系统的不严密性，造成氧气的进入，系统
热水损失过大，造成补水量过大及大部分系统并没有除氧设备或除
氧器运行不正常等等，而加剧了氧蚀的强度。
1.2 水垢及污泥的形成
水中的钙镁等成垢盐类易在系统换热表面形成粘合性沉淀，即
结垢。这些水垢的形成不但产生垢下腐蚀，而且还使热交换器的效
率降低，导致传热能力下降，从而影响供热质量；严重会使换热器
堵塞。
1.3设备、管道堵塞的原因
设备、管道的堵塞是由于循环水中的悬浮物浓度过高或有较大
直径的颗粒物无法通过设备内部流道间隙所造成的。悬浮物浓度过
大，在系统流速很低的地方会出现沉积，即污泥。严重时，会出现
局部堵塞，从而影响供水量，降低传热效率。
2.腐蚀堵塞的防治
造成供热系统的运行腐蚀、停用腐蚀以及由此引起的腐蚀产物
结垢问题长期困扰着我们，供热系统的防腐工作就尤为重要。
供暖系统的金属设备、管道、供热阀门等均与热水接触不可避
免有腐蚀发生，为了避免腐蚀及堵塞，对设备的材质及水的硬度、
ph、碱度、氯根，运行的水质都需严格控制。为了提高采暖系统运
行的安全性，延长系统的使用寿命，通过采用有效的水处理方式及
预防电化学腐蚀可控制金属的腐蚀速率，使系统的金属腐蚀减至最
小。
2.1 水处理的方式
2.1.1 离子交换软化水处理
钠离子交换软化的原理即采用食盐溶液中的钠离子置换水中的
钙、镁离子，使水的硬度降低，从而达到阻垢的目的。但反洗水却
含有大量的氯离子和钠离子，会造成地下水的污染。目前，钠离子
交换软化水处理被广泛采用，但其对地下水污染的问题应引起足够
的重视。
2.1.2 投加防腐阻垢剂
此法适用于系统失水量小的供热系统，因为如果系统失水量大，
加入的药剂量大，势必在系统中生成大量污泥，对系统运行不利。
目前，防腐阻垢剂品种繁多、成分复杂，一般包括化学正磷酸三钠
及氢氧化钠等碱性物质；亚硫酸钠、单宁酸钠和其它无机或有机除
氧剂。还可以用一些有机合成的防腐阻垢剂。
2.2 供热系统的堵塞及防腐
2.2.1 采暖系统设置除污器、过滤器等防范设备
采暖系统可设置除污器，过滤器等防止堵塞的防范措施。换热
站总回水管的直径较大时，可在循环水泵进水口侧安装一个立式扩
容除污器，立式扩容除污器能截留任何杂质，且运行无阻力。为最
大限度地保证散热器、温控器、热计量表等正常运行，可以在热入
口及入户前的供水管上设置不同滤径等级的过滤器。还应选用能抑
制水垢、污泥生成及微生物生长的水处理药剂，另外选用的防腐阻
垢剂及其他水处理设施都应使地下水的污染减至最低。
2.2.2 供热系统的除氧措施
热水锅炉在运行期间最常见的腐蚀就是氧腐蚀。那么如何减少
循环水中的溶解氧含量呢？首先是在水中加入能减慢腐蚀的缓蚀
剂。其次，为减少氧气进入供暖系统的机会，应采用高位常压密闭
式膨胀水箱。水泵如果间歇运行，必然会有氧气进入系统，从而引
起腐蚀，若采用变频泵补水，可连续补水缓冲系统压力变化，减少
通过电磁阀的泄水量。另外，防止系统失水，也就是减少补水量，
从而减少进入水系统的溶解氧量，可间接做到防腐。再者，如果循
环水泵或者补水泵泄露，则会从水泵的负压侧吸入大量的空气，导
致水中溶解氧含量升高，从而引起氧腐蚀，所以必须杜绝水泵的负
压侧吸氧，因此给水除氧成为防止换热器及管道腐蚀的重要任务。
2.2.3 控制循环水的ph值为10-12
如果循环水的ph值低于10，极易发生氧腐蚀。为达到减缓氧腐
蚀的目的，必须控制水系统中循环水的ph值在10-12之间。目前
我们采用钠离子软化处理，正常情况下出水硬度≤0.03mmol/l，而
给水硬度要求<0.6mmol/l，因此采用钠离子软化处理可达到防垢；
但软化水的ph值在6.8-7.2左右，因此，单独采用软化处理，可
以防垢，但达不到防腐的最佳效果。此时，可向补水箱投加碱性药
剂，提高循环水的ph值，从而达到防腐的目的。随着水中ph的增
大，氧腐蚀明显减少。试验表明把水的ph值从8提高到10时，减
少钢铁腐蚀有明显效果，ph值控制在10～11最好。通常对低压热
水锅炉及其采暖系统可往锅炉内加碱性药剂来调节，常用的碱性药
剂有：naco3、naoh、氨水等，若ph过高，可通过增加排污，也可
加酸式磷酸盐来调节。
2.3 供热系统的停用保护
供暖设备在修理、备用和停用期间的腐蚀比运行腐蚀更严重，
所以设备在供暖结束、管网检修完毕以后必须进行保护，这种保护
称为停用保护。停用保护有两种方法，其一是干法保护。干法保护
要求设备充分干燥，没有电解质溶液存在，显然此法在实际操作中
不太适用。其二是湿法保护，也就是设备停止运行时，将换热设备
内充满水，一方面防止空气进入其内引起氧腐蚀，另一方面在水中
加入某种防腐阻垢剂，从而达到防止腐蚀的目的。目前有些供热管
网使用yz-101防腐阻垢剂进行湿法停用保护，效果良好。此法有
两项好处，第一是投加完药剂后可终止水系统中全部设备和管网的
电化学腐蚀、化学腐蚀和生物腐蚀。阻止夏季水系统滋生细菌、藻
类，并剥离生物粘泥。第二是yz-101防腐阻垢剂可以使水系统中
的老垢、老锈变得疏松，在秋季供暖运行时在最短的时间内可以全
部除掉水系统中的老垢、老锈并育上保护膜，使设备优质低耗运行。
从而达到延长设备使用寿命以及减少设备维修量的目的。 [科]
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