工業鍋爐結垢原因分析及研究

劉云虹

摘要：結垢給工業鍋爐的安全運行造成了很大的安全隱患，為消除這一安全隱患，應探究工業鍋爐結垢的主要原因，以節能降耗為原則，采取合理的措施降低鍋爐結垢率，以保障工業鍋爐的安全生產、經濟高效運行。本文就工業鍋爐水垢的成分及主要的結垢部位、結垢的主要原因做了簡要分析，并就如何防止工業鍋爐結垢提出了幾點解決對策。

關鍵詞：工業鍋爐；結垢；原因；對策

工業鍋爐的水處理方式和水質監控是確保鍋爐安全生產、經濟運行的重要環節，如果以上環節出現問題，在受壓元件水管側易有水垢形成，對其傳熱效果造成一定的影響，使鍋爐的出力降低，嚴重時爐管受熱不均勻，或導致鼓包、開裂、堵管，甚至發生鍋爐泄漏、爆炸事故。因此，應充分重視工業鍋爐的結垢問題，力求使鍋爐在薄垢或無垢的狀況下運行。

一、工業鍋爐水垢的成分及主要的結垢部位

鍋爐內結生的水垢，組成成分較為復雜，一般不是一種單一的化合物，而是多種化合物的混合體。根據其不同的化學組成成分分類，主要包括碳酸鹽水垢、硫酸鹽水垢、硅酸鹽水垢和混合水垢等。工業鍋爐中，鍋內結生的水垢大部分為鈣、鎂類水垢。目前而言，工業鍋爐主要的結垢部位在鍋筒底部、水冷壁和上升管。

二、鍋爐結垢原因分析

（一）相關規章制度執行不嚴

對于鍋爐的使用運行管理，國家有相關的規定，但在實際執行過程中，部分單位落實不到位，有章不循的情況普遍存在。且部分單位管理人員缺乏鍋爐管理的相關知識，相關規章制度的執行主要靠工作人員的自覺，管理人員的監督管理職能沒有充分發揮。

（二）水處理設備使用不當

1.部分單位不重視水處理工作，鍋爐水處理設備沒有配備，有的即使配備了相應設備，也是當作擺設。還有部分單位水處理設備老化陳舊，只能發揮簡單的過濾效果，無法降低水的硬度。

2.水處理設備選型不當、與鍋爐不配套，導致軟水無法達到鍋爐入水的要求，硬度超過正常標準，大量硬水進入鍋爐，長期下去水垢必然會形成。

3.水處理措施不到位。目前，水處理的方法主要有鍋內加藥法（往鍋內加磷酸三鈉和氫氧化鈉）和鍋外水處理法（帶鹽罐的小型水處理設備）。部分單位在采用鍋外水處理方法時，未化驗當地水質，未根據當地水質的實際情況對設備的正洗時間和反洗時間加以設定，如果給水硬度偏大，且正洗時間和反洗時間都不充分則會發生一系列問題。前者時間不足，水質量難以達到標準，后者時間不足，則會降低樹脂的交換性能甚至使其失效。另外，若所選用的水處理設備水處理能力偏小，不能滿足鍋爐的額定蒸發量和給水需要。水處理設備的給水壓力不夠、向鹽罐內加鹽不及時、水處理設備維護不到位等，也會導致水處理工作落實到位。部分單位在采用鍋內加藥法時，磷酸三鈉和氫氧化鈉配比不合理、只往鍋內加入氫氧化鈉、藥品加入量過少、藥品添加頻率少或不固定、加藥未嚴格按照相應操作流程進行、沒有根據鍋爐負荷的變化對藥品添加量進行調整，以上問題的出現易導致給水無法達到預定標準，對鍋爐結垢有較大影響。

（三）蒸汽回收利用率低，鍋爐排污操作不到位

蒸汽經生產回收冷凝后的水水質純凈，如果將其回收利用，用作鍋爐給水的備用水會使鍋爐的排污量大大減少，且結垢率相對降低。然而很多單位并未做好這個方面的工作，造成資源的浪費。鍋爐排污是水處理工作的重要內容，如這項工作操作控制不合理，鍋爐水中的雜質沒有完全及時被排出，轉化為水垢的幾率很大。工作人員沒有嚴格按照相應操作規范進行排污，對于排污量、排污方式、排污時機、排污技巧無法準確把握，可能出現雜質未及時排出、加入的藥劑未與雜質發生反應就開始排污等情況，預防鍋爐結垢的目的無法實現。

（四）水質化驗工作不到位

水質化驗工作是一項技術性較強的工作，部分單位沒有建立水質化驗室，鍋爐水質化驗工作大多由本單位的司爐工兼任，部分工作人員技術能力不強，缺乏工作責任心，沒有嚴格按照相應操作規范及時取樣化驗，甚至照抄以前的化驗結果，水處理后的水質實際沒有達到相應標準，鍋爐結垢的風險大為提高?；蛘卟糠只瀱T對于水質化驗的內容側重點沒有準確把握，只檢測鈣鎂離子的含量、pH值、全堿度等指標，無法實現對進水、軟化水、鍋水等的全方位的化驗，水質化驗結果不準確，就無法對后續樹脂的再生、鍋內加藥的調節和排污指導等提供準確的參考依據。

三、防止工業鍋爐結垢的對策

（一）加強鍋爐運行各項規章制度的落實

質監部門應加大《鍋爐水處理監督管理規則》、《鍋爐水（介）質處理檢驗規則》等相應法規的宣傳，使相應單位的領導、管理人員、操作人員都充分了解，并貫徹實施。并結合本單位的實際情況及水處理的現狀，制定一套規范的管理制度，以達標、安全、節能為原則保證鍋爐的運行。

（二）采用正確的水處理方式

對于水處理的方式，建議采取鍋外水處理+鍋內加藥兩者結合的方式，重點加強鍋外水處理，目前這種水處理方法主要采用鈉離子交換器和浮動床樹脂再生技術來實現。鈉離子交換器是基于鈉離子的強還原特性，在水進入鍋爐前將其中的鈣離子、鎂離子等雜質置換出來，達到軟化水的目的，滿足工業鍋爐進水的硬度要求，從而避免鍋爐受壓元件水管側結垢。但這種設備需要靠人力定期加入工業鹽對置換樹脂進行清洗，以使鈉離子能繼續發揮作用，繼續將水中的鈣鎂離子等雜質置換出來。因此要求相關操作人員在設備的調試環節加強學習，熟練進行操作，以實現防垢的目標。浮動床樹脂再生技術出水質量高，但如操作不當，易發生樹脂中毒。從外觀看顏色從透明的黃色或乳白色明顯變深，甚至變成黑色，導致水處理效果不佳，引起鍋爐內結垢。因此要求操作人員嚴格按照相應規范進行操作，并對樹脂的顏色經常觀察，對水流速度進行合理控制，并結合每日的水質化驗報告進行操作。另外，還要注意做好水處理設備的日常維護和保養工作。

（三）加強冷凝水回收利用，科學排污

將冷凝水回收利用作為鍋爐給水是節能減排目標的一大重要措施，通過這一措施的加強，可提升鍋爐給水溫度、鍋爐熱效率、鍋爐水汽質量，減少鍋爐補給水量和排污量。為有效落實工業鍋爐的排污工作，可安裝自動排污裝置，以將鍋爐排污率控制在合理的范圍內。以此實現鍋爐排污率的科學控制，符合GB1576-2008工業鍋爐水質標準相關規定。同時應注意排污要滿足鍋爐水位稍高、低負荷、高汽壓的條件，短促間斷地開啟排污閥，排污結束后查看定排擴容器的出汽口保證排污閥徹底關閉，在保證鍋爐水質合格的情況下降低鍋爐排污量，減少水資源的浪費。

（四）加強水質人員技能培訓，提高其檢測能力

水質化驗技術性較強，對化驗人員的專業素質要求較高，且要求其具備極強的工作責任心。因此，檢驗人員的選定應慎重，必須具備相應的化學標準試劑配試、各種化學反應等理論知識，熟練掌握相關儀器的操作方法。另外由于這項工作較為繁瑣，對數據的精確性要求高，因此要求化驗人員仔細、認真對待。質監部門應定期開展相關培訓，提升化驗人員的業務素質。