燃气锅炉严重结水垢的成因以及处理方法探讨

谭绍安

摘要：一台在用的蒸发量为2t/h的燃气锅炉在进行检验的过程中，检验人员发现在该锅炉中的受热面有3mm-6mm的水垢，并且在锅壳的底部存在着大量的泥渣，根据对水样以及垢样进行分析化验之后，检验人员认为出现严重结水垢的原因与锅炉原水的硬度过高有着直接的影响，并且水处理系统树脂也在一定程度上受到了其中所含有的杂质成分的影响。本文针对一台燃气锅炉严重结水垢原因展开了简要的分析，并针对严重结水垢的原因提出了相应的改进措施。

关键词：燃气锅炉；结水垢；原因分析；改进措施

在燃气锅炉内部有严重的水垢存在，并且在锅壳的底部有大量的泥渣淤积，而这种问题的存在对于锅炉的效率以及锅炉的处理都有着一定的负面影响，并且也在一定程度上造成了燃料的浪费，并且对于锅炉的受热面也容易造成一定的过热损坏问题，对于锅炉的安全运行造成严重的影响。因此，这就需要对燃气锅炉进行清洗，并针对燃气锅炉出现严重水垢的原因进行深入的分析，并对其制定出有针对性的改进措施。

一、燃气锅炉基本情况

以一台型号为WNS2-1.0-Q的卧式内燃，烟气三回程燃气蒸汽锅炉为例，该燃气锅炉的生产年份为2012年8月份，该燃气锅炉额定蒸发量为2t/h，额定的蒸汽出口温度大致为184℃，额定的蒸汽压力大致为1.0MPa。该燃气锅炉在2013年3月份安装完成，并且正式投入使用，锅炉的给水主要是地下水，起初在对原水进行处理的过程中，主要是通过使用锅外水的处理设备，但是在使用的过程中，由于离子交换树脂失去效用，导致无法将锅炉给水的硬度进行去除，从而改为了锅内加药的方式对其展开了处理[1]。

二、燃气锅炉的检验情况

在对该锅炉内进行检查的过程中，对于锅壳的下部无法肉眼进行观察的部位，工作人员可以通过利用内窥镜对其进行检查，检查之后发现，在锅壳、炉胆以及烟管、回燃室等可见部位中大都存在着3mm-6mm的水垢，在锅炉的受热面上，其水垢的覆盖率达到了80%以上，并且，其水垢的质地相对较为柔软，在水垢下层产生了轻微的点状腐蚀，在锅壳的底部存在着大量的泥渣。

三、燃气锅炉严重结水垢的原因分析

（一）水样以及垢样进行分析

检验人员通过对该燃气锅炉中的给水进行化验，最终得出的结果如下：锅炉给水的碱度为4.78mmol/L，硬度为8.852mmol/L，其浊度为7.5FTU，PH值为7.41，与相应的《工业锅炉水质》中所制定的相关标准进行对比，最终可以得出锅炉给水的浊度以及PH值等都处于正常范围内，然而锅炉给水的硬度却超出了标准值。检验人员从锅炉的锅壳中不同部位进行了水垢取样，并对其进行分析化验，从而水垢样品的外观上来看，水垢的质地相对较为松软，并呈现出灰白色，通过对水垢取样进行化学成分的分析，最终得出，在水垢样品中主要的成分就是碳酸盐水垢。垢样的示意图如图1所示。

（二）水垢的形成原因分析

检验人员从离子交换器中取出的树脂进行观察分析，发现树脂呈现出棕色，然而在正常情况下，树脂的颜色应当呈现无色透明状，树脂呈现出棕色的现象表明该树脂已经属于重度污染。而这主要就是由于，该锅炉所用的水主要为地下水，当地下水进入到钠离子交换器之前，原水中含有一定量的二价铁离子，然而并未将二价铁离子进行有效的去除，从而导致原水进入钠离子交换器之后，原水中所存在的二價铁离子对离子交换树脂产生了严重的污染。当受到重度污染时，树脂的Ca2+、Mg2+的交换能力又被极大的降低了，因此，即使对原水进行了处理，原水中的硬度还是很高。及时在后期，工作人员有采取了在锅内加药的方式对原水进行处理，然而当对于最终所得的水质进行检验之后，根据检验结果可以知道，锅炉的给水所含有的硬度也无法达到相关的标准要求。并且，在国内加入药品进行锅内给水的软化工作时，也在一定程度上导致国内的杂质总量得到了提升。在锅炉的实际运行过程中，锅内给水会不断的经过蒸发、浓缩，最后只能够在水中的溶解盐含量以及浓度都会越来越高，当其含量达到饱和状态之后，就会生成沉淀物。最终生成的沉淀物可以分为两种，一种是原生水垢，另一种则是再生水垢。

由于对该锅炉中原水的初期处理工作开展的并不全面，从而导致在离子交换树脂时失去效用，无法达到对原水的处理效果。在锅炉内的原水硬度相对较高，当对其进行了加药处理之后，锅炉中的原水硬度依然并未得到有效的降低，这句导致在锅炉的受热面上容易产生水垢，并且在实际的运行过程中，其排污相对较差，从而导致锅水的流动性不足，当受热面上粘附了浓度相对较高的泥渣之后就会形成水垢，从而导致锅炉出现严重结水垢的现象[2]。

四、燃气锅炉严重结水垢的改进措施

根据本文中对燃气锅炉中严重结水垢的形成原因进行分析之后的结果可以得出，由于对于锅炉原水的处理不够合理，从而导致锅炉的原水硬度相对较高，导致锅炉负荷相对较低，流动性较差，而这也正是锅炉中形成大量的水垢的主要原因。但在进行改进的过程中，显然无法对锅炉的流动性以及运行负荷相对较低的情况进行改变，这就需要对原水的处理工作进行强化，使原水的硬度能够得到有效的降低，从而使燃气锅炉中的水垢结生问题能够得到有效的解决。

（一）在原水进行离子交换软化之前，要将对离子交换剂有害的杂质进行清理去除

在该锅炉中，主要是将该锅炉中原水所含有的二价铁离子进行去除，一般来说，在去除二价铁离子的过程中，可以通过采用曝气除铁法对二价铁离子进行去除，也就是将含有铁离子的地下水进行汲取之后，使其在地表面与空气之间进行充分的接触，从而将空气中的氧气迅速的在水中进行溶解，而这个过程则被称为地下水曝气。

水中所含有的二价铁离子与溶解的氧气所产生的化学反应可以用化学公式进行表达为：4Fe2++O2+10H2O→4Fe（OH）3↓+8H+，Fe（OH）3在形成的过程中可能会与水中所存在的悬浮杂质之间产生反应，导致其产生吸附架桥，同时也能够发挥混凝剂的作用。因此，在含铁的地下水的曝气过程中，混凝以及除铁这两个环节都是同时进行的。当经过了曝气之后，对水进行过滤处理，就能够达到将水中含有的大量的帖物质以及悬浮物进行去除的目的[3]。

（二）与现在锅炉中加药从而降低锅炉原水的硬度

根据对锅炉给水的化验结果可以得出，锅炉给水的硬度相对较高，如果直接采用离子交换的方法对其进行处理，就必须要提高对树脂进行再生的频率，这在一定程度上使整个工作过程的经济性受到了一定的影响，通过提前加药来将锅炉中原水的硬度进行降低控制的方式，能够更好的达到降低原水硬度的效果。一般来说，都会选择在水中加入石灰或者纯碱的方式来达到对锅炉原水进行降低处理的目的，一般来说，这种方式是在原水中同时加入石灰以及纯碱，加入水中的石灰会与碳酸盐以及二氧化碳进行反应，纯碱会与非碳酸盐发生化学反应，最中生成的MgCo3会与石灰发生进一步的反应，最终生成Mg（OH）2。在进行石灰用量的估算时，其估算公式为： ，在对纯碱的用量进行估算时，其估算公式为： 。在使用石灰、或者石灰、纯碱的对原水进行处理的过程中，为了能够将镁硬度进行彻底的去除，就需要在其中添加石灰。这就会导致水中所含有的Ca2+以及OH-的含量产生明显的提升。当出现这种情况时，可以通过以下两种方法对此进行再处理。首先，可以通过利用二氧化碳气对其进行酸化。

当采用二氧化碳气对其进行酸化的过程中，应当保证水的数值不能低于10，否则CO2-2将会转变成为HCO-3，因此，这就会导致Ca2+不能够进行完全沉淀。其次，可以通过将部分原水进行混合的方式。一般来说，这种方式主要是通过石灰或纯碱对60%-90%的原水进行处理，剩余部分的原水将与经过了软化之后的水进行混合，从而实现对过量碱度进行中和的目的。通过采用这种预先加药的方式，能够在极大程度上降低锅炉原水进入离子交换器之前的硬度[4]。

五、结语

相关人员必须要对锅炉中所使用的原水中的杂质成分构成情况进行全面的分析掌握，并采取相应的措施，将对水处理产生影响的杂质进行清理去除，同时也要采用合适的方法，使锅炉水处理系统的作用能够得到充分的发挥，确保锅炉给水能够复核使用要求，在最大程度上降低鍋炉结生水垢的可能性，从而为锅炉的稳定运行提供一定的保障。

参考文献：

[1]陈放. 锅炉维修中水垢的预防与处理对策分析[J]. 科技创新导报， 2017， 14（31）：98-98.

[2]亓斌. 燃气锅炉电耗高原因分析与处理[J]. 冶金设备管理与维修， 2017， 35（2）：34-36.

[3]盖红德， 赵昆， 戴家辉，等. 某锅炉水冷壁腐蚀原因分析及其改进措施[J]. 材料保护， 2017， 50（12）：87-90.

[4]白进林， 解利平. 燃气锅炉颗粒物超标原因分析及解决方案探讨[J]. 青海环境， 2017， 27（3）：153-155.