孫紅

（湖南省特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測研究院邵陽分院，湖南 邵陽 422000）

鍋爐運(yùn)行時(shí)因鍋內(nèi)的水不免地含有雜質(zhì)，因而在高溫蒸煮的情況下，極易在鍋爐內(nèi)部形成水垢，常用的處理方法主要為鍋內(nèi)處理法，有針對性地投加阻垢藥劑，該方法不需要復(fù)雜的設(shè)備，成本較低，操作方便，因此深受歡迎。

1 幾種阻垢率測定方法的比較

1.1 靜態(tài)法

水垢的形成，主要是由于鍋爐水中Ca(HCO3)2受熱分解，生成碳酸鈣沉淀物，其無法溶于水，日月累積便附著在鍋爐內(nèi)部形成一層厚厚的水垢。該過程的化學(xué)反應(yīng)方程式表示如下：

（2）碳酸鈣沉積法。碳酸鈣沉積法指的是將溶解有碳酸氫鈉以及鈣離子的溶液與水處理劑充分混合后持續(xù)加熱，加速碳酸氫根離子的分解，分解平衡后重新測定溶液中鈣離子的濃度，鈣離子的濃度越大就說明該水處理劑的阻垢性能越好。

（3）試片稱重試驗(yàn)法。試片稱重試驗(yàn)法是指向檢測水樣中添加適量的阻垢劑，充分?jǐn)嚢杈鶆蛞院?，將之前已?jīng)準(zhǔn)備好的測試片浸入在檢測水樣中用可調(diào)電爐共同加熱，通過調(diào)控溫度逐漸使檢測水樣濃縮。濃縮好后，緩緩取出測試片并稱重，記錄其前后質(zhì)量的變化。隨后使用相同的步驟不添加阻垢劑進(jìn)行空白對比試驗(yàn)，計(jì)算阻垢率。

1.2 動態(tài)法

（1）常壓法——內(nèi)加熱管法。內(nèi)管加熱法是在加熱管表面貼合一根套管再直接加熱，這樣可以較為真實(shí)地模擬鍋爐的受熱情況，進(jìn)而來模擬爐管工作時(shí)的結(jié)垢狀態(tài)。

（2）帶壓動態(tài)法。帶壓動態(tài)法指的是在給定條件下模擬鍋爐實(shí)際運(yùn)行時(shí)的壓力、水溫等主要參數(shù)，通過溫度檢測傳感元件，實(shí)時(shí)檢測鍋爐垢下的溫度，同時(shí)還要對鍋水以及蒸汽中的試片進(jìn)行稱重，將試片質(zhì)量變化情況全面記錄下來，為阻垢劑阻垢率評價(jià)提供數(shù)據(jù)參考。

2 幾種檢測方法的實(shí)驗(yàn)比較

下面以HY—01型阻垢劑為例展開對比實(shí)驗(yàn)，分別對前面介紹的不同方法的阻垢效果進(jìn)行比照。在試驗(yàn)中所采用的配制水，在未進(jìn)行特別說明時(shí)，均是指含有不同濃度鈣離子的配制水，其中38.94mg/L的鈣離子水用自來水代替。

2.1 鼓泡法

（1）在鈣離子38.94mg/L和60.9mg/L水樣中加入不同濃度的HY—01后進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)，根據(jù)測定結(jié)果可發(fā)現(xiàn)：在水樣硬度不變的條件下，阻垢劑的添加劑量與阻垢率成正相關(guān)；在阻垢劑劑量不變的條件下，水樣硬度與阻垢劑阻垢率成負(fù)相關(guān)。

（2）向不同鈣離子濃度的配制水中，分別按10mg/L、20mg/L的濃度添加HY—01型阻垢劑。根據(jù)試驗(yàn)測定結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)阻垢劑的劑量未發(fā)生變化時(shí)，水樣硬度、阻垢劑阻垢率兩者的關(guān)系為負(fù)相關(guān)；達(dá)臨界點(diǎn)后，增加阻垢劑，則根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄顯示，阻垢率維持不變，即：HY—01型阻垢劑臨界濃度為10mg/L。

2.2 沉積法

取鈣離子濃度為38.94mg/L的配制水，按不同濃度添加HY—01型阻垢劑展開試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果可發(fā)現(xiàn)：水樣硬度不變時(shí)，阻垢劑量與阻垢率正相關(guān)。

2.3 沉積法與鼓泡法比較實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)中，采用鈣離子濃度不同的配制水，均按10mg/L濃度添加HY—01型阻垢劑，以沉積法、鼓泡法開展，具體測定結(jié)果如下圖1所示。

圖1 比較實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由圖1可以發(fā)現(xiàn)，配置水中鈣離子的濃度小于100mg/L時(shí)，兩方法數(shù)值較接近；鈣離子濃度100～120mg/L時(shí)，濃度越高，測定的阻垢率差別越大。

2.4 試片稱重試驗(yàn)法

選取自來水、鈣離子38.94mg/L的配制水，按不同濃度添加HY—01，由測定結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在配置水硬度不變的條件下，阻垢劑劑量與阻垢劑阻垢率成正相關(guān)；在阻垢劑劑量不變的條件下，配置水硬度與阻垢劑阻垢率成負(fù)相關(guān)。

2.5 “內(nèi)加熱管式”常壓試驗(yàn)法

選取自來水、濃度38.94mg/L、80mg/L鈣離子的配制水，按10mg/L的濃度添加HY—01型阻垢劑，根據(jù)測定結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，水樣硬度與阻垢劑阻垢率成負(fù)相關(guān)。隨后增加幾組高鈣對比試驗(yàn)，可以發(fā)現(xiàn)得出同樣結(jié)論。因此高鈣水樣不適合選用“內(nèi)加熱管式”的方法。

根據(jù)上述試驗(yàn)結(jié)果顯示，水樣中鈣離子濃度直接影響阻垢劑阻垢率測定結(jié)果，在實(shí)際開展檢測工作時(shí)，要求檢測水樣與實(shí)際水樣鈣離子濃度一致，由此方可確保阻垢劑阻垢性能測定結(jié)果精確。

2.6 帶壓動態(tài)法

阻垢率計(jì)算方法如下：

（1）掛片稱重法

（2）蒸汽電消耗量法

（3）管壁溫升法

自來水鈣離子濃度恒定52.3mg/L，因此直接選取為實(shí)驗(yàn)用水，將鍋爐內(nèi)工作壓力穩(wěn)定在1.0MPa，按10mg/L濃度添加HY—01型阻垢劑，根據(jù)上述方法計(jì)算阻垢劑的阻垢率，然后比較數(shù)據(jù)結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)其與選取不同的阻垢率計(jì)算方法是有關(guān)系的。

3 結(jié)語

綜上，不同的鍋爐水處理藥劑阻垢率測定方法適用性均有所區(qū)別，如：靜態(tài)法簡單易行，動態(tài)法可客觀反映實(shí)際積垢情況，但帶壓動態(tài)法較復(fù)雜、成本高。由此，在測定鍋爐水處理藥劑阻垢率的過程中可以結(jié)合靜態(tài)法與內(nèi)加熱管法同時(shí)并用的方式來展開測定工作。

[1]張利紅.新型鍋爐水處理劑的研制[D].山東大學(xué),2015,39-40.

[2]陳燕敏,孫彩霞,張敏等.鼓泡法研究水處理劑阻垢效果的影響因素[J].清洗世界,2013,29(5):15-20.