工業鍋爐中水垢危害的探討及清洗方法分析

宋震 趙勝飛

摘 要： 鍋爐是工業生產中是一種常用的設備，由于水中含有各種雜質，在其底部、壁管等部位都會有水垢沉積。這些水垢不僅浪費能源，還會對鍋爐的安全運行、使用壽命等產生嚴重危害。本文重點分析水垢對鍋爐的危害并對水垢的各種清洗方法進行深入分析。

關鍵詞： 水垢；危害；清洗方法

我國的工業鍋爐數目很多，在鍋爐的實際使用過程中，由于水中含有各種鹽類和其它雜質，在鍋爐的底部和壁管等部位會附著一些固體物質，時間較長即可沉積形成水垢。

1.工業鍋爐水垢的危害

1.1 造成能源的浪費

據分析，水垢大部分產生在鍋爐中受熱溫度較高的部位，水垢的導熱系數很低，只有鋼材的十分之一到數百分之一[1]。鍋爐中水垢形成后，受熱面的熱阻增大，燃料燃燒產生出來的熱量不能及時傳遞給爐水，大量熱量被煙氣帶走，如果想維持鍋爐的正常運行，必須增加燃料，造成能源的大量浪費，同時也進一步增加了環境污染。研究結果表明，如果水垢厚度超過1mm，就要浪費5% 左右的燃料[2]，水垢厚度增加，能源浪費率越高。

1.2 降低鍋爐使用壽命

在物理方面，水垢形成后，增加了熱阻，熱量不能及時傳遞給水，導致鍋爐中局部金屬溫度過高，降低了金屬強度，造成鍋筒鼓包、煙管變形等現象，從而降低了鍋爐的使用壽命。在化學方面，鍋爐中的水能夠從孔隙中滲入水垢層，并快速蒸發，水分減少，致使水中各種雜質濃度升高，從而產生各種不同的化學腐蝕（如堿性腐蝕、酸性腐蝕、氧化腐蝕等），而結垢和腐蝕又會相互促進，也從很大程度上減少了鍋爐的使用壽命。

1.3 影響鍋爐正常運行，造成安全隱患

水垢形成后，水垢層的厚度會不斷增加，水垢越厚管內流通截面積就越少，加上水垢的不均勻性及粗糙度大，鍋爐內水和蒸汽的流動阻力增大，長期下去可能導致管路被水垢封死、造成水循環的停止，就易因過燒造成裂管，嚴重時甚至會發生爆管事故。由于水垢難以察覺，就易在工業生產中形成隱形的安全隱患。

2. 水垢的清洗處理方法分析

工業鍋爐中的水垢隨著使用時間的延長而不斷加厚，導致能源浪費甚至安全事故，因此鍋爐需要定期進行除垢。鍋爐的除垢方法主要有物理清洗和化學清洗兩種類型。

2.1 物理清洗

物理清洗是指借助各種機械，使用外力使水垢粉碎、分解，從鍋爐壁上脫離下來，以達到清洗的目的。以前主要是利用各種鏟、削工具或專門的線管器直接從鍋爐壁上清除水垢。近年來，高壓水槍除垢，Pig 清洗、干冰清洗、超聲波清洗、電廠除垢設備以及機械疏管等各種新型物理方法得到廣泛應用。物理清洗方法方法具有操作簡單，易于實現的特點，但是勞動強度大，耗時耗力，并且易受鍋爐結構型式的限制，除垢時鍋爐壁易受機械損傷。所以鍋爐水垢清洗處理主要以化學法為主。

2.2 化學清洗

2.2.1 酸洗除垢法

酸洗除垢法相對費用較低目前被廣泛使用。鍋爐水垢酸洗主要以鹽酸為主。水垢的主要組分是鈣、鎂碳酸鹽及氫氧化物，鹽酸能與這些物質發生反應，生成易溶于水的鹽和揮發物，并且鹽酸還能使附著在金屬表面的水垢剝離下來，達到較好的清洗效果。但是鹽酸對金屬有腐蝕性，因此酸洗前必須當給水檢查測定不同部位水垢的厚度，估算酸的用量及濃度。

目前，為了避免酸的腐蝕作用，采用由鹽酸加緩蝕劑或硝酸加緩蝕劑組成復合酸洗液，這樣既能有效清除鍋爐中的水垢、又能阻止或減緩酸液對鍋爐的腐蝕。常見的緩蝕劑有鳥洛托、若定等，也有的用特殊的有機酸和表面活性劑等。

2.2.2 堿煮除垢法

堿洗法就是根據鍋爐的實際情況，將不同種類、不同濃度（一般堿的質量分數在3%左右）的堿性藥劑為主要清洗劑的化學清洗方法[3]。堿洗法需要在一定的壓力下加熱進行才能有效去除水垢，因此鍋爐點火帶壓堿洗也稱堿煮或煮爐。堿洗法比較簡單、費用低，應用廣泛，操作較為簡單，但是水垢需要長時間才能疏軟、龜裂和剝離，因此這種方法實際應用較少。

3.結論

鍋爐是實際生產生活中使用最多的設備之一，在現代化生產和人們的生活中起著不可或缺的作用，鍋爐每年消耗的能源約占整個國家能源消耗的三分之一。水垢是鍋爐的百害之源[4]，本論文立足于生產生活實際，通過剖析鍋爐水垢危害，結合各種的文獻和資料，總結和提出了多種行之有效的鍋爐水垢清洗處理措施。但是這些處理方法各有利弊，需要綜合考慮人力、財力、物力等因素，因地制宜，制定出更符合實際工作情況的預防和處理措施。

參考文獻

[1] 葉麗娟.鍋爐節能降耗中的水垢危害及處理[J].工業爐，2017（4）：23.

[2] 張海峰. 淺談工業鍋爐水垢的危害及預防措施[J].世界有色金屬，2017（21）：267.

[3] 林宇鈴.工業鍋爐水垢的形成、危害及處理方法[J].裝備制造技術，2014（8）：132.

[4] 焦慧鵬.鍋爐維修中水垢的預防與處理措施探討[J].科技風，2014（19）：139.