鍋爐運行維修中水垢的預防與處理措施探究

劉光耀　劉翠

摘 要：鍋爐是工業生產中廣泛使用的特種設備，其所用水質的好壞對鍋爐的安全運行及能量消耗有極大影響。鍋爐在長期運行過程中由于水質問題會產生大量水垢，不僅浪費燃料影響鍋爐運行的熱效率，而且對鍋爐的維修也帶來了很多不便。所以如何在鍋爐維修過程中做好水垢的預防與處理工作尤為重要。

關鍵詞：鍋爐；水垢；危害；預防；處理

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.04.060

0 引言

鍋爐主要是利用一些燃料或者相關能源對所盛裝的液體進行加熱，并對外輸出熱能的一種特種設備。由于鍋爐需要在高溫高壓的特殊環境下工作，所以對鍋爐的性能要求也非常高。因此在鍋爐的日常維修中，只有對水垢的成因和對鍋爐所產生的一些危害情況進行分析，并提出有針對性的預防與處理措施，才能更好的保證鍋爐的安全運行。

1 水垢的形成及其性質

水垢形成主要成分就是水中的成分，其形成過程是一個復雜的物理化學過程。主要形成原因包括內因外因兩個方面，在水中主要成分包括鈣、鎂離子及一些重金屬離子等是形成水垢的主要原因也叫內因；另外一些固態物質從過飽和的水中沉淀析出進而吸附在受熱的金屬面上，這是形成水垢的外因。當含有鈣、鎂等鹽類雜質的水在鍋爐經過蒸發以及濃縮后，鹽的濃度不斷升高，當超過飽和再加熱后便會在水中析出部分鈣鎂鹽物質，并沉淀形成質地堅硬的水垢附著在鍋爐受熱面上，形成一層阻礙能量傳遞的“膜”。

水垢的組成成分較為復雜，它是以一種化學成分為主并含有其他化學成分。按照其組成的化學成分一般可以分為碳酸鹽水垢、硅酸鹽水垢、硫酸鹽水垢、氧化鐵水垢、含油水垢、混合水垢等等，其中硅酸鹽水垢最晚堅硬，其導熱性能最小，對熱能傳遞影響最大。

2 鍋爐水垢的危害

鍋爐運行中所沉淀的水垢對鍋爐的危害十分嚴重，主要包括一下幾個方面：

2.1 降低熱傳遞效率，燃料消耗增多

鍋爐運行主要是通過燃燒燃料加熱產生熱能的一個過程，在鍋爐中產生的水垢附著在鍋爐加熱面上，由于水垢導熱性很小進而阻礙了熱量的傳遞，設備傳染效率降低爐內大部分熱量被煙氣帶走，為了保證爐內溫度在熱傳遞較差的情況下需要燃燒更多的燃料。

2.2 引發金屬面過熱事故

水垢的形成為鍋爐的安全運行埋下隱患，當鍋爐受熱面附有較多水垢后，傳熱受到影響，為了保證鍋爐內的正常壓力和溫度等系列參數，需要增大火的溫度，產生水垢越厚需要增大的溫度越高，當超過鍋爐金屬所承受的極限值時，就會損壞鍋爐內的鋼板及爐管，最終可能會在鍋爐運行過程中發生爆管危害，嚴重的話威脅到工作人員的生命安全。

2.3 鍋爐的使用壽命縮短

大面積的水垢沉積使得鍋爐檢修的次數增多，當水垢影響鍋爐運行效率后就需要對水垢進行處理工作，無論采用物理處理還是化學清洗都會對鍋爐設備造成不同程度的損壞，降低了鍋爐本身的使用壽命，無形中增加了生產成本。

3 鍋爐水垢的預防及處理措施

針對水垢的成因以及水垢所帶來的影響，我們應該盡可能的采取相應的預防措施來保障鍋爐的安全運行。

3.1 水垢預防措施

通過前文對水垢的成因分析可知鍋爐給水是產生水垢的主要原因，所以可針對鍋爐給水進行處理來預防水垢的產生。給水處理主要 有鍋爐內處理和鍋爐外處理兩種方式：鍋爐內水處理。這種處理方法主要是在爐內加入化學藥品來與水垢中的鈣、鎂鹽進行化學反應形成較疏松的沉渣最后通過排污的方法排出爐外，進而起到防止或減少爐內結垢。鍋爐外水處理。目前這種水處理方法效果可靠的有石灰加純堿軟化法，即在澄清的水中加入適量生石灰和純堿達到軟化目的。石灰--純堿軟化法有冷法和熱法兩種都是將殘余硬度降低，實踐證明采用熱法將水溫加熱到20～80℃的話軟化效果較好。離子交換軟化法主要是利用鈉離子交換器中的交換樹脂具有吸附性能的功能，來將游離在水中的鈣、鎂離子吸附以達到合格的硬度標準。

3.2 水垢處理措施

采取合理的鍋爐水垢預防措施雖然可以在一定程度上減少水垢的產生，但是不能從根本上杜絕水垢的產生，所以有效的水垢處理措施在鍋爐運行維修中也非常必要。目前人們采用的除垢方法主要有機械除垢法、酸洗除垢法和堿煮除垢法及現代電脈沖變頻共振除垢法。

（1）機械除垢法。主要是利用鋼絲刷等機械清除工具進行除垢，雖然這種除垢方法比較簡單，但是這種方法需要消耗大量的人力物力，效率較低。并且這種機械清除工具在于鍋爐進行摩擦過程中容易損壞鍋爐體，影響鍋爐使用壽命。

（2）酸洗除垢法。顧名思義主要是采用酸洗液來清除水垢。在采用此方法進行除垢時，應具備以下條件：1）鍋爐水垢的厚度在0.5mm以上，且水垢對受熱面覆蓋率達80%以上，同時確保鹽酸對該鍋爐水垢能夠有效清除。2）檢查鍋爐情況，鍋爐材質上下鍋筒為20g，各集裝箱和水冷壁管為20（GB3087-86）。3）清洗介質要求4%-5%的鹽酸溶液和03%的“02-緩蝕劑”。鹽酸或硝酸增加緩蝕劑后不僅能夠有效清除污垢而且可以減少對鍋爐的腐蝕。

（3）堿煮除垢法。該方法采用堿液蒸煮進行除垢，該方法的優點是簡單易操作且副作用小，缺點是堿液蒸煮煮爐時間太長，浪費藥劑效果不是很明顯，所以這種方法可以結合酸洗法配合使用效果會好點。

（4）電脈沖變頻共振除垢法。隨著科技的不斷發展，電脈沖變頻共振除垢逐漸替代了傳統的機械除垢法，其工作原理是鍋爐給水中施加電脈沖接著通過變頻來找到與該給水自然頻率相同的頻率，從而引起水分子共振利用工作作用提高給水的活化性加強對水垢的溶解度。此外鍋爐中的結垢物質經過共振發生相互碰撞，形成表面無電荷無吸附能力的沉淀，最終達到除垢目的。

4 結束語

綜上所述，水垢在鍋爐運行過程中危害極大，所以在鍋爐維修工作中，水垢的預防和處理工作尤為重要，由水垢的形成原因我們可知給水水質是形成水垢的直接原因。所以我們應該在給水水質方面選擇合適的方法加強預防工作，在水垢處理方面結合企業的實際情況，有針對性的采取相應的物理或者化學措施，減少水垢對鍋爐產生的危害，提高鍋爐運行的安穩性。

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