探究锅炉水垢处理

探究锅炉水垢处理

黄海龙

广东省特种设备检测研究院湛江检测院524000

摘要：锅炉水垢对锅炉安全运行危害极大。本文主要总结出了锅炉水垢的形成、分类、水垢对锅炉的影响，以及锅炉水垢的预防和处理措施等。

关键词：锅炉水垢；形成原因；分类；危害；预防；处理

前言：锅炉是工业生产和人民生活中广泛使用的特种设备，是生产蒸汽或热水的热工设备之一，其传能介质主要是水。搞好锅炉水质处理工作，直接关系到锅炉安全经济和使用寿命。据有关资料介绍，目前全国有60余万台锅炉，在每年的事故统计中，因水质不良，水垢严重引起的事故超过事故总数的20%；由于结生水垢，每年要浪费燃料数千万吨，并造成几亿元的经济损失。所以相应要采取一些行之有效的方法来处理好锅炉内的水和给水，使锅炉在安全、经济情况下良好运行。

1水垢的形成

水垢的形成是极其复杂的物理——化学变化过程，就其根本来说，当然是由于长期使用超过国家水质标准的给水造成的。另外与锅炉的结构、设计、安装不合理，操作水平低等因素也有直接关系。其主要原因有下面几个方面：

1.1受热分解

含有暂时硬度的水进入锅炉后，在加热过程中，一些钙、镁盐类受热分解，从溶于水中的物质转变成难溶于水的物质，附着于锅炉金属表面上结为水垢。

1.2某些盐类超过其溶解度

由于锅水的不断蒸发和浓缩，水中的溶解盐类含量不断增加，当某些盐类达到过饱和时，盐类在蒸发面上析出固相，结生水垢。

1.3溶解度下降

随着锅水温度的升高，锅水中某些盐类溶解度下降，如CaSO4在0℃时的溶解度为0.756g，而在100℃时却降为0.162g等盐类。

1.4相互反应

给水中原溶解度较大的盐类和锅水中其它盐类、碱反应后，生成难溶于水的化合物，从而结生水垢。

1.5水渣转化

当锅内水渣过多，而且又粘时，如Mg（OH）2和Mg3（PO4）2等，如果排污不及时，很容易由泥渣转化为水垢。

2水垢的分类

水垢按化学成分，可分为：

（1）碳酸盐水垢。这种水垢的主要成分是钙镁的重碳酸盐或碳酸盐，其含量达50%以上，常粘结在省煤器、水冷壁、下联箱以及给水管道、热交换器中。但这种水垢是松软的沉淀物，在锅炉中，由于炉水循环及沸腾扰动，能够随排污排出。

（2）硫酸盐水垢。主要成分是钙镁硫酸盐、氯化物，或硝酸盐，含量在50%以上。这种水垢质地坚硬、密实，在锅筒及管壁内形成，也能在省煤器内形成。这种水垢加热至炉水沸腾也不易除去。

（3）硅酸盐水垢。其主要成分为硅酸化合物，如硅灰石或沸石。这种水垢的主要成分是氧化硅，占40、50%左右，铁、铝氧化物占25、30%左右，钠的氧化物占10、15%左右。这种水垢最坚硬，用人工或机械方法不易除去。当某个地区水垢中的硅酸化合物含量较高时，其中压以上的锅炉就要十分注意锅炉水质进水前的凝聚、过滤和软化等。

（4）正磷酸盐水垢。这种水垢松软，比较容易清洗。

（5）泥垢。直接用含泥量高的地面水的锅炉，易生成泥垢。当泥垢结得很厚后，不但浪费燃料，还会烧坏管子。

（6）锈垢。由于给水中含有微量的氧及二氧化碳等气体，从而使炉体内壁发生腐蚀，特别是给水管、省煤器、汽包等部位锈垢较多，为此，除氧气器的水温必须保持在104℃，或炉外加药，以防金属表面腐蚀。

（7）混合水垢。是以上各种水垢的混合物。对这种水垢，应特别注意垢下腐蚀。

3水垢的危害

水垢的存在会使锅炉受热面的传热情况变坏，使管壁鼓泡，导至破裂，排烟温度升高，汽压赶不快，煤耗增加，热效率下降。据试验，在锅炉内壁产生1毫米厚的水垢，煤耗就增加1.6%～2.6%；3毫米，煤耗增加3.8%～4.2%；5毫米，煤耗增加6.5%～7.3%；7毫米，煤耗增加8.5%～9.5%；10毫米，煤耗增加11.5%～13%以上。水垢严重时，还会完全堵塞管子，影响炉水循环，烧坏管子和使锅筒变形，甚至爆破。

4锅炉水垢预防和处理措施

了解了水垢会对我们造成的影响之后，应当尽可能的采取相应对策预防其发生。为此，下文主要对锅炉水垢的预防以及相关处理方案进行了分析。

4.1锅炉水垢预防。

基于对锅炉水垢形成主要原因进行分析发现，锅炉给水当中的主要成分就是形成水垢的元凶。锅炉水垢在进行预防的时候，需要从锅炉给水方面着手，就当前阶段的技术手段来看，给水方式主要包括两种，也就是炉外给水以及炉内给水。

炉外给水主要会应用到离子交换软化方法，这种方法当中能够利用交换机，将水中会形成水垢的物质交换出来。这样就能够将水进行软化。工业自动化发展的过程中，全自动化的钠离子交换装置已经得到了一定程度上的应用，使得钠离子交换器已经成为了当前阶段以及未来一段时间当中新型锅炉房当中的标准配置。

炉内水处理是向炉水中投放化学药剂，使锅炉给水中的结垢物质转变为泥垢，然后通过排污的方法将泥垢排出。炉内水处理也因为其投资小成本低操作方便等特点而越来越体现出其优越性。但是炉内水处理也容易生成二次水垢，会增加排污量。锅炉排污的质量，对排污量与排污方法都有要求。锅炉水垢的防治的工作仍然是一项长远而艰巨的任务，需要因地制宜，制定出更符合实际工作情况的预防和处理措施。

4.2锅炉水垢的处理措施。

采取适当的锅炉水垢预防措施只能在一定程度上减少锅炉水垢的产生，并不能完全杜绝水垢产生，因此有效的水垢处理措施也在锅炉维修中也是很有必要的。目前工业中和生活中人们采用的除垢方法主要有传统的机械除垢法、酸洗除垢法和碱煮除垢法和现代的电脉冲变频共振除垢法。

4.2.1机械除垢法。

顾名思义是指利用钢丝刷等机械清除工具进行除垢。此种除垢方法行之简单，但是形式停留在人工阶段，在工业现场需要浪费大量人力物力，效率极低，而且机械工具与锅炉部件直接接触会导致锅炉体受损，减少锅炉寿命。

4.2.2酸洗除垢法。

主要是采用酸洗液来进行水垢清除的。酸洗液是由盐酸加缓蚀剂或硝酸加缓蚀剂组成，既能消除锅炉中的水垢、减少对锅炉的腐蚀，又能对锅炉水垢能起到有剥离、溶解以及疏松的作用。

4.2.3碱煮除垢法。

是采用碱液蒸煮来进行水垢清除的。这种方法的除垢效果虽然不及酸洗除垢法，但是可以结合酸洗除垢法来一起配合使用而达到更好地效果。碱煮除垢法的优点是操作比较简单且副作用小，缺点是需要煮炉时间长，浪费药剂且效果差。

4.2.4电脉冲变频共振除垢。

相对于最原始的机械除垢法，随着科学技术的发达，电脉冲变频共振除垢法也随之产生。变频共振就是锅炉给水中施加电脉冲，通过变频找到与该给水自然频率相同的频率，从而引起水分子共振效果。通过共振作用可以提高给水的活化性而加强对水垢的溶解度；除此之外，锅炉给水中的结垢物质在共振作用过程中也会发生相互碰撞，形成表面无电荷不能吸附锅炉部件的沉淀从而达到除垢的目的。

5结语

锅炉用水水质的好坏，对其安全运行及能源消耗有很大的影响。当锅炉用水不合要求时，锅炉受热面就会结生水垢，因而不仅浪费大量的燃料，还会危及锅炉安全运行。希望本文对锅炉水垢的一些研究分析，能给业内的一些专业人士提供一些参考。

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