浅谈锅炉结垢的原因及处理措施

谢君雄

摘 要：锅炉在现代人们生活中起着重要的作用，锅炉运行的好坏直接影响到人们的日常生活，要想保证锅炉能够正常运转，就需要科学司炉，确保运行稳定。锅炉在运转时，随着水温升高或蒸发浓缩，就在锅炉内受热面的侧金属表面形成固体硬质附着物，使得大量水垢聚结，容易导致停炉影响供气供热，严重则会引发锅炉爆破事故，只有加强安全意识，加大对水垢监测力度，才能确保可靠的安全生产、运行。文章主要针对锅炉运行中的结垢原因进行探讨，提出相关解决对策及措施。

关键词：锅炉；结垢；清除

引言

就我国目前来看，锅炉给水的水质难以保证过滤到位，当遇到给水不好时，锅炉运行一段时间后，在锅炉内侧受热面或与水接触的管壁上就会产生出许多黄色沉淀物。这种沉淀物的成分各有不同，密度坚硬的为水垢；呈悬浮状态存在炉水中或沉积在汽包、下联箱等水流缓慢处的，称其为水渣或泥渣，不同的沉淀物成因不同。

1 锅炉结垢原因

水垢和水渣是锅炉最主要的两种沉淀物，他们的成因大体相同，多是由于钙和镁的某些盐类所构造，主要成因就是这些物质水中的浓度远远超出标准溶解度，导致大量沉淀，造成锅炉结垢。

（1）分解水在高温下加热，在形成蒸发的过程中，过多的钙、镁、盐类相互发生化学分解反应，形成难溶于水的物质，导致物质析出，日积月累便不断加厚增多。（2）在一定湿度标准下，产生蒸发浓缩，而已知和盐类在水中溶解度是一定的、标准的，但不断蒸发导致炉水大量浓缩挥发，而使水中可溶性钙、镁盐类的浓度越来越大，如果达到了溶度积时，则形成了过饱和溶液，导致物质从水中析出产生结垢现象。（3）锅炉在操作运行时，炉水不断加热，同时受热蒸发影响，水量不断发生浓缩变化，这是自然情况，是不可避免的现象，所以只要水中有构成硬度的物质就会使锅炉结垢。随着温度不断增加，溶解度降低，大多数物质的溶解度随温度的升高增大，形成正温度系数；少数物质溶解度却是随温度的升高而减小，形成负温度系数。

2 水垢的种类

水垢按不同的成因分为多种，其构成成分均相当复杂，成因也各有不同，一般情况下，都是多种化合物的混合体，一般我们把水垢分为如下几种形式。

2.1 硫酸钙水垢

硫酸钙水垢硬度较高，是坚硬致密的一种水垢，一般常沉积在锅炉受热最高的地方，面积较大，不易清除，附着力较强。形成的原因是水中溶解硫酸钙含量超出了50%以上。

2.2 硅酸盐水垢

硅酸盐水垢多集结在热应力较大的蒸发面上，形成大面积的沉积物，这种水垢硬度最大，非常坚硬同时不具备导热性，影响锅炉供热效果，也是最难清除的一种顽固性水垢。成因多是指SiO2含量在水中占20%以上形成的。

2.3 碳酸盐水垢

碳酸盐水垢在锅炉湿度不高的地方生成，大多附着在锅炉温度最低的部位，一般由两种形态构成，一种是硬度高的硬质水垢，另一种是疏松海绵状的软质水垢。成因多为碳酸钙含量在水中的比例超过50%以上。

2.4 混合水垢

混合水垢在热力作用下，是极容易导热的水垢，其导热系数比较大，一般容易混淆为碳酸盐水垢。成因主要是由CaCO3、Mg（OH）2、CaSO4、CaSiO3等多种成分综合构成，无法断定由哪一种最先形成，所以说是一种成分最复杂的水垢。

2.5 含油水垢

含油水垢是指水中含油量较大时，恰好水的硬度又比较小时，形成的黑色疏松含油水垢，一般情况下，其油质含量可占5%以上，这种水垢多沉积在炉内温度最高的部位，这种水垢相当不好清除，附着力较强。

3 水垢的危害性

水垢不论是哪种均是热的不良导体，也就是说其导热性能非常弱，严重的影响水湿度升高。通常燃料在炉膛内完全燃烧以后，会形成較高的热能效应，通过钢板、钢管等导热介质陆续传给炉水，使炉水湿度不断增加。基于这种热能的传递效果考虑，主要决定因素还是介质的传导效果，介质导热效果好坏直接决定了水的温度是否合乎标准要求，一般情况下，我们可以使用导热系数（λ）表示，也就是在一定的计算时间周期内，每个单位面积上，垂直通过导热介质的热量大小，我们可以使用单位千卡/米·小时·℃来计算。假如设定锅炉钢板导热系数是50千卡/米·小时·℃，水垢导热系数是远远低于这个数值的，导热能力相当小，据计算，其与锅炉钢板比较导热系数要小数十倍左右，有的甚至高达数百倍，二者相差较大，严重的影响了导热速度和质量，不同的水垢导热系数是不同的，如何按化学成分看，含油水垢和硅酸盐水垢导热系数最小，也就是说，导热能力远远达不到技术标准要求，对锅炉的运转也存在相当大的危害，隐患较多。不同的水垢导热系数间也存在差异，同一种化学成分形成的水垢，由于形成时间、形成规模、形成条件的不同，有疏松多孔的、也有致密坚实的，虽然两者成分相同，但表现在水垢导熟系数不同。那么因水垢导热系数过小，极易引发不良后果，表现如下：（1）影响安全运行。水垢的导热性不好，导致金属表面的热量不能很快的传递，造成金属受热面温度短时间内快速增长，金属表面强度降低，使锅筒和管壁变形、鼓疱、裂纹，甚至爆破，极大的威胁运转安全，埋下许多安全隐患。（2）影响水循环。如果是发生在水冷壁内的结垢现象，就会导致水的流通截面狭窄变小，极大的增加了水的流动阻力，如果不被发现，时间长了，就会造成管子的堵塞，使水无法流动通畅，极大的导致水循环能力变弱。（3）浪费燃料。燃料是成本中最大的支出，如果水垢的导热性能很差，金属受热面传热情况发生恶化，就会大大降低锅炉供热效率，影响供热效果，通过大量燃烧燃料，才能提高温度，极大的浪费了燃料，增加了运转成本。（4）缩短锅炉寿命。水垢结存越多，时间越久，导致锅炉金属长期腐蚀，造成金属损坏和泄漏事故发生。

4 水垢的清除

4.1 碱法除垢

这种方式有一定的腐蚀性，一般是针对硫酸盐和硅酸盐水垢使用的方式，这种方法不能完全把水垢溶解，只能让水垢在一定时间内自行软化，形成疏松物质后，使用机械法进行清除。这种方法也有一定的局限性，对容器的选择较大，如果是胀接锅炉，需要事前检查有没有泄露或不严密的地方，如果发现不严密就需要进行合理处置，不能因为除垢，而造成胀接处碱液浓缩度过大，对容器形成腐蚀损坏。

4.2 橡 栲胶除垢

通过大量的实践证明，橡 栲胶除垢优点较多，一般具有简便、经济、安全的优点，而且不能损坏锅炉。橡 栲胶能够有效的改变水垢晶型结构，可以使水垢产生疏松效果，让水垢与金属之间发生脱离，这种方法应用较广泛开展，不但用于锅炉水处理防垢，还用于对锅炉除垢过程中。

4.3 机械除垢

机械除垢选用在结构简单的小型锅炉上，主要是人工使用特殊扁铲、钢丝刷和机动铣管器，彻底除掉水垢的一种简单易行的方法。当发现疏松水垢时，要停炉把水放净，用清水反复冲洗。

4.4 酸洗除垢

必须使用安全可靠的酸洗设备，才能有效的清除锅炉水垢，不会腐蚀锅炉，酸洗液主要是由盐酸加缓蚀剂配比合成的。

5 结束语

综上所述，只有在使用锅炉过程中及时检查发现水垢，并通过适当方法清除，才能保证锅炉受热面不结水垢，确保锅炉处于无垢或薄垢状态下，对发现的故障及时解决，进一步提升锅炉工作效率，保障运转稳定可靠。

参考文献

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