锅炉运行维修中水垢的预防与处理措施探究

刘光耀　刘翠

摘 要：锅炉是工业生产中广泛使用的特种设备，其所用水质的好坏对锅炉的安全运行及能量消耗有极大影响。锅炉在长期运行过程中由于水质问题会产生大量水垢，不仅浪费燃料影响锅炉运行的热效率，而且对锅炉的维修也带来了很多不便。所以如何在锅炉维修过程中做好水垢的预防与处理工作尤为重要。

关键词：锅炉；水垢；危害；预防；处理

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

0 引言

锅炉主要是利用一些燃料或者相关能源对所盛装的液体进行加热，并对外输出热能的一种特种设备。由于锅炉需要在高温高压的特殊环境下工作，所以对锅炉的性能要求也非常高。因此在锅炉的日常维修中，只有对水垢的成因和对锅炉所产生的一些危害情况进行分析，并提出有针对性的预防与处理措施，才能更好的保证锅炉的安全运行。

1 水垢的形成及其性质

水垢形成主要成分就是水中的成分，其形成过程是一个复杂的物理化学过程。主要形成原因包括内因外因两个方面，在水中主要成分包括钙、镁离子及一些重金属离子等是形成水垢的主要原因也叫内因；另外一些固态物质从过饱和的水中沉淀析出进而吸附在受热的金属面上，这是形成水垢的外因。当含有钙、镁等盐类杂质的水在锅炉经过蒸发以及浓缩后，盐的浓度不断升高，当超过饱和再加热后便会在水中析出部分钙镁盐物质，并沉淀形成质地坚硬的水垢附着在锅炉受热面上，形成一层阻碍能量传递的“膜”。

水垢的组成成分较为复杂，它是以一种化学成分为主并含有其他化学成分。按照其组成的化学成分一般可以分为碳酸盐水垢、硅酸盐水垢、硫酸盐水垢、氧化铁水垢、含油水垢、混合水垢等等，其中硅酸盐水垢最晚坚硬，其导热性能最小，对热能传递影响最大。

2 锅炉水垢的危害

锅炉运行中所沉淀的水垢对锅炉的危害十分严重，主要包括一下几个方面：

2.1 降低热传递效率，燃料消耗增多

锅炉运行主要是通过燃烧燃料加热产生热能的一个过程，在锅炉中产生的水垢附着在锅炉加热面上，由于水垢导热性很小进而阻碍了热量的传递，设备传染效率降低炉内大部分热量被烟气带走，为了保证炉内温度在热传递较差的情况下需要燃烧更多的燃料。

2.2 引发金属面过热事故

水垢的形成为锅炉的安全运行埋下隐患，当锅炉受热面附有较多水垢后，传热受到影响，为了保证锅炉内的正常压力和温度等系列参数，需要增大火的温度，产生水垢越厚需要增大的温度越高，当超过锅炉金属所承受的极限值时，就会损坏锅炉内的钢板及炉管，最终可能会在锅炉运行过程中发生爆管危害，严重的话威胁到工作人员的生命安全。

2.3 锅炉的使用寿命缩短

大面积的水垢沉积使得锅炉检修的次数增多，当水垢影响锅炉运行效率后就需要对水垢进行处理工作，无论采用物理处理还是化学清洗都会对锅炉设备造成不同程度的损坏，降低了锅炉本身的使用寿命，无形中增加了生产成本。

3 锅炉水垢的预防及处理措施

针对水垢的成因以及水垢所带来的影响，我们应该尽可能的采取相应的预防措施来保障锅炉的安全运行。

3.1 水垢预防措施

通过前文对水垢的成因分析可知锅炉给水是产生水垢的主要原因，所以可针对锅炉给水进行处理来预防水垢的产生。给水处理主要 有锅炉内处理和锅炉外处理两种方式：锅炉内水处理。这种处理方法主要是在炉内加入化学药品来与水垢中的钙、镁盐进行化学反应形成较疏松的沉渣最后通过排污的方法排出炉外，进而起到防止或减少炉内结垢。锅炉外水处理。目前这种水处理方法效果可靠的有石灰加纯碱软化法，即在澄清的水中加入适量生石灰和纯碱达到软化目的。石灰--纯碱软化法有冷法和热法两种都是将残余硬度降低，实践证明采用热法将水温加热到20～80℃的话软化效果较好。离子交换软化法主要是利用钠离子交换器中的交换树脂具有吸附性能的功能，来将游离在水中的钙、镁离子吸附以达到合格的硬度标准。

3.2 水垢处理措施

采取合理的锅炉水垢预防措施虽然可以在一定程度上减少水垢的产生，但是不能从根本上杜绝水垢的产生，所以有效的水垢处理措施在锅炉运行维修中也非常必要。目前人们采用的除垢方法主要有机械除垢法、酸洗除垢法和碱煮除垢法及现代电脉冲变频共振除垢法。

（1）机械除垢法。主要是利用钢丝刷等机械清除工具进行除垢，虽然这种除垢方法比较简单，但是这种方法需要消耗大量的人力物力，效率较低。并且这种机械清除工具在于锅炉进行摩擦过程中容易损坏锅炉体，影响锅炉使用寿命。

（2）酸洗除垢法。顾名思义主要是采用酸洗液来清除水垢。在采用此方法进行除垢时，应具备以下条件：1）锅炉水垢的厚度在0.5mm以上，且水垢对受热面覆盖率达80%以上，同时确保盐酸对该锅炉水垢能够有效清除。2）检查锅炉情况，锅炉材质上下锅筒为20g，各集装箱和水冷壁管为20（GB3087-86）。3）清洗介质要求4%-5%的盐酸溶液和03%的“02-缓蚀剂”。盐酸或硝酸增加缓蚀剂后不仅能够有效清除污垢而且可以减少对锅炉的腐蚀。

（3）碱煮除垢法。该方法采用碱液蒸煮进行除垢，该方法的优点是简单易操作且副作用小，缺点是碱液蒸煮煮炉时间太长，浪费药剂效果不是很明显，所以这种方法可以结合酸洗法配合使用效果会好点。

（4）电脉冲变频共振除垢法。随着科技的不断发展，电脉冲变频共振除垢逐渐替代了传统的机械除垢法，其工作原理是锅炉给水中施加电脉冲接着通过变频来找到与该给水自然频率相同的频率，从而引起水分子共振利用工作作用提高给水的活化性加强对水垢的溶解度。此外锅炉中的结垢物质经过共振发生相互碰撞，形成表面无电荷无吸附能力的沉淀，最终达到除垢目的。

4 结束语

综上所述，水垢在锅炉运行过程中危害极大，所以在锅炉维修工作中，水垢的预防和处理工作尤为重要，由水垢的形成原因我们可知给水水质是形成水垢的直接原因。所以我们应该在给水水质方面选择合适的方法加强预防工作，在水垢处理方面结合企业的实际情况，有针对性的采取相应的物理或者化学措施，减少水垢对锅炉产生的危害，提高锅炉运行的安稳性。

参考文献：

[1]林宇铃.工业锅炉水垢的形成、危害及处理方法[J].装备制造技术，2014（08）.

[2]焦慧鹏.锅炉维修中水垢的预防与处理措施探讨[J].科技风，2014（19）.

[3]徐立峰，徐立新.锅炉除垢的节能效果分析[J].应用能源技术，2002（05）.