杨建超
[中化学（内蒙古）新材料有限责任公司，内蒙古 扎鲁特029100]
［摘 要］中化学（内蒙古）新材料有限责任公司300 kt/a煤制乙二醇装置配套的热电联产装置设有3台高温高压自然循环流化床锅炉（两开一备），自2024年10月试生产以来采用传统的磷酸盐锅炉水处理剂，存在排污率高、出水水质波动剧烈及潜在磷污染风险等。为积极响应国家环保政策、优化锅炉运行效能，决定与具备研发实力的技术伙伴开展联合攻关，通过大量配方设计试验，成功开发出了创新型解决方案——SYWATER®BWT 9501无磷锅炉水处理剂及其加药控制系统。中化新材热电锅炉试用无磷锅炉水处理剂后，就炉水指标、蒸汽指标、药剂用量、锅炉排污率等方面与使用传统磷酸盐锅炉水处理剂进行对比，结果表明，无磷药剂在稳定炉水水质参数、降低排污率、消除磷污染及节约运营成本方面具有显著优势，可为工业锅炉水处理提供更高效、环保的解决方案。
［关键词］循环流化床锅炉；磷酸盐锅炉水处理剂；无磷锅炉水处理剂；试用情况；炉水指标；蒸汽指标；药剂用量；锅炉排污
［中图分类号］TQ085+.4；TK223.5+1 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2026）02-0066-04
0 引 言
中化学（内蒙古）新材料有限责任公司（简称中化新材）是内蒙古通辽市扎鲁特旗（扎鲁特旗位于蒙东地区，气候干燥，属水资源匮乏地区）鲁北工业园区内唯一一家中大型煤化工企业，其300 kt/a煤制乙二醇装置（采用科林干粉煤加压气化、宇部兴产乙二醇生产工艺等）于2024年10月18日一次性打通全系统流程，产出聚酯级乙二醇产品；配套热电联产装置锅炉系统设有3台循环流化床锅炉（两开一备），锅炉的稳定运行与达标排放直接影响着企业的经营效益与可持续发展。为积极响应国家环保政策、优化锅炉运行效能，中化新材联合技术伙伴研发出新型SYWATER®BWT9501无磷锅炉水处理剂，并在热电备煤分厂率先引入进行试用，探讨无磷药剂的作用机制与应用规律，以实际生产数据为基础，系统分析无磷药剂应用于锅炉水处理中的技术优势、环保效益与经济效益，并通过与传统磷酸盐锅炉水处理剂对比，验证了无磷药剂在稳定炉水水质参数、降低排污率、消除磷污染及节约运营成本方面具有显著优势，可为工业锅炉水处理提供更高效、环保的解决方案。此举丰富了工业锅炉水处理技术的相关理论体系，可为无磷锅炉水处理剂的研发与优化提供一点数据支持，助推工业锅炉水处理工艺的绿色化升级。以下对有关情况作一介绍。
1 锅炉生产状况与技改项目实施背景
中化新材热电备煤分厂设有3台额定蒸汽温度540 ℃、额定压力9.8 MPa、流量280 t/h的高温高压自然循环流化床锅炉，为煤制乙二醇装置提供9.8 MPa、4.0 MPa、1.7 MPa、0.5 MPa四个压力等级的蒸汽。在引入无磷锅炉水处理剂之前，锅炉采用传统的磷酸盐锅炉水处理剂，自2024年试生产以来系统面临如下问题：① 锅炉水处理系统存在高排污负荷、出水水质波动剧烈及潜在磷污染的风险——当系统遭遇进水负荷波动或水质异常时，锅炉水关键水质参数如pH、电导率、磷酸根（浓度）等呈现显著波动与响应滞后现象，导致工艺调控裕度收窄，运行风险管控难度显著增加，若异常状况长期持续，将造成锅炉水处理系统关键单元如汽包、水冷壁下降管的不可逆累积性损伤；② 作为缓蚀阻垢剂投加的磷酸三钠，其性能存在不足[1]，在其发挥效能的同时，也导致系统溶解性总固体（TDS）浓度升高（表现为电导率显著上升）及排污率同步增大，使用磷酸盐药剂时的高排污负荷问题已被广泛证实[2]，亟需无磷药剂替代方案；③ 锅炉定排污水进入定排池并混合生产水降温后，用水泵送至循环水回水管，再用循环水泵送至冷却塔，因锅炉加磷酸三钠除软垢，还有部分磷酸根未除净，由此导致循环水总磷超标，不仅增大了系统运行成本与水资源消耗，还因排水中磷含量升高而增大了受纳水体的富营养化风险。
面对上述持续困扰生产的痛点，中化新材在充分调研的基础上，提出了对现有磷酸盐锅炉水处理体系进行升级改造的计划，其实施受制于两方面关键的、难以独立解决的瓶颈问题：① 高动态负荷下的精准加药控制难题——试图引入自动化加药系统以提升响应速度，但锅炉负荷的频繁调整导致常规控制系统难以实现加药量与蒸汽产量、炉水水质变化的实时精准匹配，易出现调节滞后与调节过度现象，无法根治炉水水质波动问题；② 无磷锅炉水处理剂替代方案的实际效能困境——调研阶段试用了几家厂商的无磷锅炉水处理剂，效果不尽如人意，或阻垢缓蚀性能难以达到磷酸盐锅炉水处理剂的同等水平，或药剂的稳定性、相容性存在问题，导致生产成本上升或产生新的运行风险。
2 无磷锅炉水处理药剂研发及处理目标
针对上述问题，为突破困局，实现“精准控制与无磷高效稳定运行”的核心目标，决定与具备研发实力的技术伙伴开展紧密合作，基于中化新材锅炉运行数据、炉水水质变化规律及炉内水处理难点与痛点的共享，结合新型无磷水处理材料构效与智能控制的前沿技术，双方联合攻关，通过大量配方设计试验，成功开发出了创新型解决方案——SYWATERBWT 9501无磷锅炉水处理剂及其加药控制系统。该技术方案的核心在于采用复合无磷配方，一方面通过功能性分子捕获Ca2+/Mg2+实现螯合增溶、抑制结晶（晶格畸变）及静电排斥（分散）三重阻垢[3]，复合无磷配方的螯合增溶机制与天然单宁共聚物设计理念一致[4]，聚醚三元共聚物合成技术[5]启发了本药剂的分子设计，可实现更低加药浓度；另一方面利用有机缓蚀剂与金属离子反应形成沉淀膜，有效抑制电化学腐蚀，且药剂自身具有缓冲体系性质，可使锅炉水适应负荷波动或调整，确保系统稳定、高效运行。
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