例如:
沈陽黎明航發集團動力分廠平均每平方米供暖面積每年補水量從2000年的414公斤降到目前的小于1公斤。投藥兩年后做到供暖水系統免拆檢、免排放至今(需要正常排污),和投藥前相比,節能70%,達到世界最優水平。目前我國平均每平方米供暖面積每年補水量在80-90公斤,先進企業是40—50公斤。北京花家地供熱廠從1993年開始采用我研發的水處理技術,至今已做到在230萬平方米供暖面積內從6臺29MW熱水鍋到21個換熱站再到用戶,全部水系統15年沒有花費維修費用。上百組不銹鋼板式換熱器內干干凈凈,15年沒有拆洗過。創造出供暖行業的奇跡。
2008年6月份國家發展和改革委員會發布了2008年第36號公告:《國家重點節能技術推廣目錄(第一批)》,在被推廣的50項高效節能技術中,本人發明的產品和技術是在工業給水領域唯一被國家發展和改革委員會推薦的鍋爐防腐阻垢水處理技術。
依據20多年的實踐經驗,總結出下面幾項需供熱單位著重注意的一些問題,如果參照這幾項改造我們的供熱采暖系統,那供熱采暖單位一定會做到節能、節水、環保、減少設備的維修量、延長設備的使用壽命。使供熱采暖工作走上良性循環。
一、改變傳統落后設計,為供熱采暖經濟環保運行打下物質基礎
1、設計安裝先進的除污器,讓水系統恢復自潔功能
目前設計院設計的除污器和各單位已使用的除污器一般都是直通過濾式、Y字型、旋流式、角式,這些除污器都不適用于供熱采暖水系統,其中使用最多的直通過濾式和Y字型除污器只在投運初期能截留建筑垃圾,以后根本起不到除污作用,根本不能凈化水系統。要想使供熱采暖水系統良性循環,就必須在一次網、二次網安裝立式擴容式除污器,此類除污器運行中沒有阻力,基本上不消耗水系統的動能。造價低,投資少。這是供熱采暖水系統走上良性循環的最主要環節。
例如,棗莊熱力總公司在2008年夏天用98萬元修一臺29MW熱水爐,為了從根本上解決防垢、防腐問題,該公司在2008年夏按筆者的設計制造了一臺大型立式擴容式除污器,安裝在一次網回水總母管上。運行時投加了上海昱真水處理科技有限公司生產的YZ-101防腐阻垢劑。運行17天后停爐檢驗,水冷壁管中大于5mm的水垢被清除的干干凈凈并育上了保護膜。立式擴容式除污器上部流出的是棕黑色澄清透明的水(防人為失水),下部排出的是混濁的污垢。流經立式擴容式除污器的水得到了凈化,從而凈化了整個水系統。
棗莊熱力總公司立式擴容除污器2007~2008年采暖期結生的大于5mm水垢2007~2008年采暖期爐管已被水垢堵死投加YZ-101防腐阻垢劑17天后效果。
2、供熱采暖水系統不必設計安裝任何除氧裝置,只需投加YZ-101防腐阻垢劑,就可以做到防垢、防腐、防人為失水等11項作用
1)供熱采暖系統除氧是國標1576《工業鍋爐水質》標準的誤區早在1987年我就提出國標1576《工業鍋爐水質》(即低壓鍋爐水質標準)存在五大誤區,供熱采暖系統除氧就是其中的一項誤區。
人們總把熱水鍋爐、采暖系統的防腐與除氧直接掛鉤。好像只要一提防腐,就必須除氧。而熱水鍋爐及采暖系統又沒有好的除氧方法,因此,這個難題多年來一直困繞著人們,其實,走出這個誤區,將是另一片新天地。
GB1576中規定采用鍋外化學處理的補給水應該控制溶解氧≤0.1mg/L。由于我國絕大部分熱水鍋爐和采暖系統的補給水都是采用鍋外化學處理,所以設計部門在設計鍋爐房時都設計了除氧設備,這是導致人們進入防腐誤區的直接原因。
除了適用于蒸發量≥10t/h的蒸汽爐的熱力除氧能確保除氧效果外,對于熱水鍋爐和采暖系統都沒有好的除氧方法。
目前采暖系統補給水采用的幾種除氧方法都存在不同的缺陷。
2)、熱水鍋爐和采暖系統在運行中以二氧化碳腐蝕和垢下腐蝕為主:
對于熱水鍋爐和采暖系統來講,在運行中以CO2腐蝕和垢下腐蝕為主,以O2腐蝕為輔,在停爐中以O2腐蝕、垢下腐蝕為主。也就是說,在運行中熱水爐以CO2腐蝕為主。CO2既使鍋爐發生酸腐蝕,又使鍋爐發生電化學腐蝕。當生水堿度大時,生水中的堿度進入鍋爐受熱分解即產生CO2,這是鍋水中CO2的主要來源。
國外有資料介紹,熱水鍋爐CO2腐蝕量是氧腐蝕的20倍。在冬季,北方補給水的溶解氧含量約為11mg/L,相當于1.37mmol/L,而生水的堿度一般都≥4mmol/L,因此,在水系統中CO2的含量是溶解氧的4倍,又由于CO2具有反復參加腐蝕反應的特性,即CO2參加腐蝕反應后又百分之百地析出,因此其危害是大于氧腐蝕的。
既然除氧不能從根本上解決熱水鍋爐、采暖系統的防腐問題,我們何不尋找另一個途徑,用最簡單、最省錢、省力而且又從根本上防腐的好辦法呢?
3)、熱水鍋爐、采暖系統防腐的最佳方法選擇——投加“YZ-101防腐阻垢劑”:
我是我國主講《低壓鍋爐水處理》的教師。我從1987年起發現鈉離子交換再生廢液對地下水造成嚴重的永久性污染。從那時起,我致力于研究先進的水處理藥劑和設備。我研制的YZ型系列防腐阻垢劑經國家科技部考查,被確定為節能環保型產品。
國家科技部委托中央電視臺拍攝了科技專題片《熱水鍋爐、采暖系統水處理—YZ型防腐阻垢劑》,于2001年10月25日、26日首次在中央電視臺第七套節目“星火科技”欄目播出。其中YZ-101防腐阻垢劑是熱水鍋爐專用藥劑、(另外還有蒸汽爐、空調、工業冷卻循環水等專用藥劑),它具有防腐、阻垢、運行狀態下除垢、除銹、育保護膜、防止人為失水等功能,從而達到節能、節水、節鹽、延長設備使用壽命減少維修量的目的。
使用由上海昱真水處理科技有限公司生產的這種藥劑后不用再除氧,就能達到根本性防腐。它有下述三層防腐功能,其一是在運行中除垢、除銹。除掉鍋爐和水系統中的垢和銹后,就等于除掉了電化學腐蝕的陰極。鍋爐和水系統發生的主要是電化學腐蝕,去掉了腐蝕電池的陰極,從而阻止了電化學腐蝕。其二是它有幾種育膜劑,能迅速滲透過水垢和鐵銹,在鐵的表面育上一層黑亮的保育膜,從而隔絕O2的腐蝕、CO2腐蝕和垢下腐蝕。
其三是它屬于堿性藥劑,能迅速提高水系統的pH值,使pH值≥10,從而使鐵處在鈍化區中,使腐蝕降到最低。
上述三道防腐理念已被收入北京市地方標準BDJ01-619-2004《供熱采暖系統水質及防腐技術規程》中的第17頁。YZ型固體防腐阻垢劑是唯一過關并被該標準唯一推薦的產品。
例如:北京花家地供熱廠從1993年起使用YZ-101防腐阻垢劑,從6臺29MW熱水爐到21個大型換熱站再到230多萬平方米供熱面積,在從沒有除氧的前提下,全部水系統15年沒有花費維修費用,上百組不銹鋼板式換熱器內干干凈凈,15年沒有拆洗過。
例如:濟南南郊熱電廠、齊齊哈爾陽光熱力、包頭熱力總公司等幾百家企業都在使用上海昱真公司產品和技術,這些用戶的供熱采暖水系統都沒有采用除氧措施,但是,他們的水系統都在無垢、無銹、無腐蝕狀態下運行。
濟南南郊熱電廠還將《YZ-101防腐阻垢劑替代熱力除氧在熱水鍋爐中的應用》于2007年1月30日通過了由濟南市科技局組織的鑒定委員會專家鑒定,鑒定號為:濟科鑒字【2007】第8號。鑒定批準日期為:2007年2月8日。該項目被列為濟南建委2006年的科技項目。
經上萬臺鍋爐多年的使用,證明YZ-101防腐阻垢劑能為熱水鍋爐和采暖系統提高供暖質量、節能降耗、環保等帶來福音,它將為熱水鍋爐、采暖系統走出防腐誤區,帶來新天地!
3、將集水器設計為擁有自潔功能的裝置
很多供熱單位都擁有集水器,集水器的形式五花八門,但是,其中只有上進水上出水式的擴容型集水器擁有自潔功能,可以截留水系統中的污物,減輕鍋爐或換熱器的除污負擔,凈化水系 統的水質。
例如:供熱系統分戶計量是目前國家大力推行的節能、節水政策,做好水處理工作是分戶計量推行下去的關鍵。循環水系統的水質情況直接決定了分戶計量表的使用壽命及其精確程度。在2006~2007年采暖期間,承德熱力總公司將37萬平方米帶有分戶計量表的供暖水處理工作交由上海昱真水處理科技有限公司承包管理。分戶計量工作取得了成功,成為全國分戶計量工作的典型,并在全國推廣。在2007~2009采暖年度承德熱力總公司全面推廣使用昱真技術。
上海昱真公司之所以敢于承接承德熱力總公司37萬平方米帶有分戶計量表的供暖水處理工作,是由于該公司五個換熱站都擁有上進水上出水式的擴容型集水器。昱真公司將上進水上出水式的擴容型集水器充當除污器使用,將用藥劑除下的垢、銹、污物通過集水器排出水系統,從而使分戶計量工作獲得成功!
濟南南郊熱電廠獲得的巨大成功中也有上進水上出水式的擴容型集水器的功勞。
4、在板式換熱器一次側、二次側進、出口安裝不銹鋼球閥
在板式換熱器一次側、二次側進、出口安裝D25、D40左右的不銹鋼球閥,通過用“三開三關振蕩法”和“三開三關反沖洗法”在板換內形成振蕩,破壞污物在板換內的附著力,達到凈化板換、清除板換內污物,使板換免除清洗、在干凈狀態下運行的目的。
北京花家地供熱廠之所以能取得全部水系統15年沒有花費維修費用,上百組不銹鋼板式換熱器內干干凈凈,15年沒有拆洗過的卓越成績,主要由于王雅珍教授在1995年為他們供熱廠出了幾項合理化建議。他們按照這些建議對設備進行了適當改造。當年每個換熱站在板式換熱器一次側、二次側出口各安裝了一個D25不銹鋼球閥,在除污器最下部加裝了一個D40不銹鋼球閥,每個換熱站總計花了70多元改造費。
上海昱真公司從2005年至今承包了包頭熱力總公司1200多萬m2供暖面積的水處理工作,該公司200個換熱站板換的一、二次側均安裝了不銹鋼球閥,通過用“三開三關振蕩法”和“三開三關反沖洗法”維持板換和水系統的干凈。
投藥前每年酸洗3-4次投藥后板換二次側投藥后上千組板換一次側均干凈
二、熱水鍋爐選型中應注意的幾點問題
1、鍋爐設計要合理,運行中鍋內不能存在死區
1)、當鍋爐下降管面積設計不足時會導致上升管上升動力不足,在鍋內形成死水區,導致污物在死水區析出。一般在天棚管處易發生此類結垢事故。
2)回水短路,造成冷熱水混合,從上鍋筒向下40多公分處開始,約有50公分結垢最嚴重,這 就是由于冷熱水混合,導致上升管動力被破壞,從而造成上升管結垢。
2、前、后、左、右下聯箱的直徑要大,要保證聯箱擁有截污能力
近3年很多鍋爐廠家為了節約鋼材,下聯箱直徑設計的不足300mm,一般應大于450mm以上。
前者鍋爐自潔能力很差,不要選用。
3、鍋爐每組排污閥要選用兩只快開閥
選用兩只快開閥時,可采用“三開三關走三圈法”排污,從而凈化鍋內水質。
4、地面一定建排污檢查口
很多鍋爐房的排污管匯集在一起埋入地下,沒留檢查口,這樣無法檢查排出污物的多少及形態,當排污管泄露時也不宜發現,易造成失水。
三、幾項節能技術在操作不當時導致鍋爐結垢
1、當鍋爐流量小于設計流量時導致鍋爐結垢
為了節約循環泵所用電能,近年來鍋爐采用大溫差小流量運行。但是,當鍋爐流量低于設計流量時,會導致鍋爐上升管上升動力不足,造成上升管內結垢。這樣不但不節能,反而浪費了能源。此種現象在供暖初期和尾期易發生。因為室外溫度高,鍋爐外旁通管的流量加大,導致鍋內流量大幅降低,從而在鍋內形成死水區而析垢。
2、多級泵混水量過大導致鍋爐結垢
為了節能近年來在一次網管路上安裝了多級泵,采用抻水和混水技術,但是,當混水量過大時,導致回流到鍋爐內的水量過低,從而造成鍋爐內析垢。此種現象在供暖初期和尾期易發生。
四、水處理方法的選擇
1、供熱采暖系統水處理方法選擇的原則
水處理方法選擇的原則是:首先要保證設備安全運行,其次是最經濟的、最環保的、操作最簡便的、運行最容易控制的水處理方法就是最佳的水處理方法
在北京市地方標準DBJ01-619-2004《供熱采暖系統水質及防腐技術規程》中,規定了熱水供暖系統水處理設置的基本目標是:
(1)使系統的金屬腐蝕減至最小。
(2)與熱源間接連接的二次水供暖系統的水質應達到表3-2的標準,與鍋爐房直接連接的供暖系統(無壓熱水鍋爐除外)的水質應達到表3-3的標準。同時抑制水垢、污泥的生成及微生物的生長,防止堵塞采暖設備、管道,特別是保證散熱器恒溫閥、機械式熱表等正常運行。
注:表3-2、表3-3是指北京市地方標準《供熱采暖系統水質及防腐技術規程》中的表格。
(3)不污染環境,特別是不污染地下水。
(4)方法簡單易行,費用較低。
2、應如何選擇供熱采暖系統的水處理方法
應該因爐、因水、因地制宜地選擇水處理方法。可參考下述方法:
1)、北京市地方標準DBJ01-619-2004《供熱采暖系統水質及防腐技術規程》規定的補水水處理的方式:
(1)投加防腐阻垢劑(首推鍋內加藥處理,因YZ型固體防腐阻垢劑是DBJ01-619-2004北京市地標唯一過關并被該標準唯一推薦的產品。,)
(2)離子交換軟化(鍋外處理)
(3)石灰水軟化處理(應推廣的方法)
2)、一次網水系統水處理方法:
(1)熱電聯產:自來水投加防腐阻垢劑。
(2)集中供熱熱水鍋爐:軟化水投加防腐阻垢劑。
(3)首站汽水換熱:在水側的循環水中投加防腐阻垢劑
(用防腐阻垢劑的投加量控制循環水的pH,初期pH≥10,一個月后pH控制在9.5-10,擁有銅材質的水系統控制pH≤9.9)
3)、二次網水系統水處理方法:
選自來水投加防腐阻垢劑。
4)、直供式熱水鍋爐水處理方法:
(1)發熱量≤7MW(10t/h)采用自來水投加防腐阻垢劑。
(2)傳熱量>7MW(10t/h)采用軟化水投加防腐阻垢劑。
值得一提的是:只要鍋爐設計合理,任何發熱量的熱水鍋爐都可以采用自來水投加防腐阻垢劑。用防腐阻垢劑的投加量控制循環水的pH,9.5≤pH≤10.5。
五、在供暖尾期和供暖結束后應做的幾項工作
1、對一次網、二次網及鍋爐直供水系統投加YZ—101防腐阻垢劑進行運行狀態下清洗
在供暖尾期,對已經結垢、結銹換熱效果不好的一次網、二次網及鍋爐直供水系統投加YZ—101防腐阻垢劑。按系統保有水量計算,每噸水一次性投加1公斤YZ—101防腐阻垢劑(在4小時內投完),從第二天開始每天排污一次。在15天時間內用YZ—101防腐阻垢劑維持循環水系統的PH值在10—10.2,約10天左右可徹底清除水系統中的垢銹,達到節能20%—50%、節水1—2倍以上,并完成對整個水系統的清洗和育保護膜的工作。使整個管網設備光光亮亮,干干凈凈。在夏季即使不采用任何停用保護措施,設備也不會腐蝕。
2、運行中對板式換熱器,可采取二種不拆機方法用YZ系列藥劑清洗
對已經結垢、部分堵塞的板式換熱器,可采取二種不拆機方法用YZ系列藥劑清洗。
第一種:用YZ—101防腐阻垢劑在運行中清除,在15天時間內用藥劑維持循環水系統的PH值在10—10.2,約15天左右可徹底清除掉水系統中的垢、銹。
第二種:用YZ—501水垢銹垢清洗劑在三個小時內系統外流動清洗,然后再用YZ-101防腐阻垢劑鈍化或用清水沖洗后直接接到已投加了YZ—101防腐阻垢劑的水系統中。只需3—5小時就完成了板式換熱器的清洗工作。
板式換熱器不拆機清洗可以減少板換機械損傷,并對設備腐蝕小,保護設備,省時省力。而且省去了高額更換密封墊的費用。
3、在供暖結束、管網檢修完畢以后。可以使用YZ—101防腐阻垢劑進行濕法停爐保護
濕法停爐保護有三項好處,第一是投加完藥劑后可終止水系統中全部設備和管網的電化學腐蝕、化學腐蝕和生物腐蝕。防止夏季水系統滋生細菌、藻類,并剝離生物粘泥。第二是YZ—101防腐阻垢劑可以使水系統中的老垢、老銹變得疏松,在秋季供暖運行時在最短的時間內可以除掉全部水系統中的老垢、老銹并育上保護膜。使設備優質低耗運行!第三是水中的藥劑可保留到下個采暖期使用,省藥,總體上減少水處理費用。
停爐保護具體投加方法是:按照水系統保有水量,每噸水投加藥劑0.5—1公斤,將水系統PH值調到≥11。冷態循環2—4小時,使藥劑均勻。每半個月檢查一次水位,人工補水或自動補水。停爐結束時,應先冷態循環運轉,排污除渣后再點火運行。系統水里的藥劑也可繼續使用。
4、供暖結束后可對板式換熱器采用不拆機清洗
供暖結束后可對板式換熱器采用不拆機清洗。方法采用本文五中的2。例如:2008年8月昱真公司為吉林四平熱力公司供暖系統不拆機清洗了22臺板式換熱器(兩年沒做水處理,沒清洗)。
另外又清洗了10臺鍋爐。在2008-2009采暖年度,上海昱真公司承包了四平熱力公司200多萬m2供暖面積的水處理工作。2009年1月6日打開一臺鍋爐、一臺板換、一臺散熱器,檢查全部合格。原來結垢、腐蝕很嚴重的水系統變得既干凈又育好了保護膜。
備注:2008年8月昱真公司為吉林四平熱力公司供暖系統不拆機清洗了22臺板式換熱器(兩年沒做水處理,沒清洗)。另外又清洗了10臺鍋爐。
六、幾點節能建議
1、熱電聯產單位應將凝汽器串入一次網供熱水系統
在2007-2009兩個供暖年度,濟南南郊熱電廠為了節能將凝汽器串入供暖水系統,由于水中投加了昱真產品,凝汽器的真空度由小于0.9提到0.98。這意味著同樣的煤耗可多發電10%左右。由于采用了這項節能技術,全部吸收了發電的余熱,供熱能耗從每年每平方米25元降到15元左右。
2、在煤中投加YZ型節能環保劑
在煤中投加YZ型節能環保劑,噸煤投加2-3kg,可節能大于20%,脫硫大于30%,脫硝大于40%,除塵大于40%。
3、改造鍋爐尾部省煤器和空氣預熱器
采用新型省煤器和空氣預熱器可節能大于20%,增加鍋爐出力50%,當鍋爐供熱量不足時,可采用此方法。








