再探立式燃煤锅炉干热除垢法

张恒生,丁凤辉（南京市锅炉压力容器检验研究院,南京 210002）

再探立式燃煤锅炉干热除垢法

张恒生,丁凤辉
（南京市锅炉压力容器检验研究院,南京 210002）

低参数立式燃煤锅炉水质状况普遍较差，结垢较严重，用户自创了一种干热法除垢新法。本文分析利弊，再一次总结完善。干热法是利用钢材和水垢受热时的线膨胀系数不同，受热后水垢崩裂的除垢新法，较好决了难溶水垢的难题,较化学除垢简单彻底，且经过了实践的探索，用户宜谨慎操作。本文作归纳总结，剖析利弊，作为除垢方法的补充和借鉴。

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低参数立式燃煤锅炉普遍应用于学校、宾馆、医院、浴室、饭店，豆腐作坊等，这些单位普遍设有完善的水处理设施和专业的化验人员，且水质状况很差，经济条件不够优越，用户对水垢浪费燃料心痛不已，困则思变，用户自创了一种干热除垢新法，现作总结和剖析，作为除垢方法的补充和借鉴。

水垢和除垢方法有多种，物理，化学，各有利弊。传统的化学防垢，需要有化学添加剂，针对不同的水垢类型进行配比，化验人员且投放时间和剂量难以掌握，造成效果不稳定，对环境有污染。机械方法要增加清洗设备，使系统复杂，运行和维护费用增加，用户自创的方法是干热法（使水垢剥离崩裂）辅以碱煮（使残存水垢松软脱落，在金属表面产生一层保护层）劳动强度小，效果优良。

1 水垢的危害

（1）浪费燃料，增加成本；（2）腐蚀锅炉，影响安全运行；（3）降低锅炉出率；（4）影响水循环缩短锅炉的使用寿命。

水垢难以避免。GB1576规定：锅外化学水处理给水总硬度不大于0.03mmol/L，不大于2t/h,且额定压力不大于1.0MPa蒸汽和汽水两用锅炉可采用锅内加药处理，给水的总硬度不大于4mmol/L[1]。炉内加药处理是在锅炉定期清洗的情况下保证热强度最大的受热面上每年可积水垢厚度不超过1.5毫米，锅外不超过0.5毫米，如果硬度再大，锅炉的安全经济运行很难保证。所以不可能完全清除给水水中的硬度和溶解在其中的盐类，设备每年至少清理一次。无法使用软化水或使用软化水成本非常高的系统，采用机械方法和化学方法除垢，会使受热面受到损伤，缩短锅炉的使用寿命。

2 干热法除垢机理

水垢的线膨胀系数比金属低得多[1]。碳钢的线膨账系数温度在20～600℃它的线膨胀系数α=0.0125mm/m℃，越是致密，越是坚硬的水垢，其膨胀系数越小，普通的日用陶瓷的线膨账系数在20～800℃为0.0025～0.0045mm/m℃，水垢的成份与普通日用陶瓷相似，都是在高温的环境下形成的，它的线膨胀系数相近，碳钢线膨胀系数约为水垢的3～4倍。1米的长的钢板每温度每升高100℃，伸长1.25mm。从室温加热到600℃，伸长约7.5mm,水垢伸长约1.5mm多一点，水垢和金属的面膨胀相差就更大。金属和水垢同时受热后，由于它们线膨胀系数相差很大，它们之间的贴合面产生切向应力，温度在下降过程中又产生反向的剪切力，水垢的抗拉强度和抗折强度要比碳钢低得多，这样反复，水垢就会从金属表面崩裂脱落。

3 干热法除垢实例和操作过程剖析

用户的炉型是LSG0.4-0.3-AⅡ，操作过程如下：

（1）打开排污阀，排尽锅炉内部的积水；打开人孔、手孔，检查孔以便加温时锅炉内部的残余水汽蒸发，用木材小心缓慢加温，使锅炉内部干燥。不宜用煤碳，碳火太强，温度难以控制。锅炉的水垢在湿润的状态下，它的线膨账系数比在干燥时的线膨胀系数大得多，水垢内表面均匀，受热后水垢本身会略微扩张，具有延展性。所以在锅炉正常运行状态下，随着锅炉温度的上升，由于水垢是在锅炉长期运行中逐步慢慢形成的，和锅炉受热面贴合紧密，锅炉钢材受热膨胀，水垢也同步膨胀，水垢的表面不会开裂。

（2）待水垢表面和锅炉内部完全干燥后,小心缓慢加温，让钢材自由伸缩，防止产生内应力，加热到约600度左右，大约需要2小时左右。我们知道钢材的是热的良导体，锅炉的底部受热面受辐射和木材烟气的对流热量很快传导给锅体，只要加温时控制好木材的火力，锅底的局部温度不会太高，由于温度的上升，水垢比钢材线膨胀系数相差很大，水垢和钢材切合面产生剪切力。锅炉用钢一般为20g，含碳量小于0.22%。在钢的热处理工艺中，如果钢材被加热到临界温度723℃以下，不产生相变，这是个理论值，由于钢的成份和加热时有一定的过冷过热度，实际应用时低于这个温度，大约在660℃左右。低温去应力退火（高温回火），是将钢加热到A1以下，一般是在500～650以下。

（3）撤去木材熄火，让锅炉自然冷却。冷却过程中由于水垢同金属的线膨胀系数相差很大，又产反向的剪切力，大部分水垢开裂脱落。用木制竹制耙子小心轻轻敲击金属壁面，从人孔、手孔、检查孔清理脱落的水垢,

（4）碱煮。每立方米的炉水加入碳酸钠8公斤（如果每吨炉水再加入磷酸三钠1.4公斤就更好），点火升压至1公斤（不小于24小时），再降压。停止碱煮后，当炉水温度降至70℃，排掉炉水，打开人孔手孔检查孔，用带压自来水冲掉脱落的水垢（特别是管内水垢）清扫完后检查水位表、汽水连通管、压力表连接管、排污管是否畅通。用户0.4吨锅炉，清理出的水垢呈鳞片状，最大厚度约4mm，清理出水垢约200斤左右；干热使水垢崩裂，破坏了水垢和金属之间的粘接，水垢大部分脱落、剥离，辅以碱煮使残存的水垢松软更易脱落，还会在金属表面产生一层保护层（主要是棕红色的Fe3O4）除垢率达99%，炉内非常干净，劳动强度不大，效果很好；局限性：锅炉除垢每一种方法都有其局限性。干热法除垢只适用燃煤立式锅炉，关键是掌握控制好加热的温度，避免过热和过烧，防止钢材性能变坏。用木材加温，温度易控制，不会锅炉对锅炉产生损害，毫无污染，费用低，操作简单，效果优良；虽然用户自创干热法除垢在原理上可行，在空锅时加温采用木材，温度较碳火易控制，但是应该采取措施，保证锅炉受热在控制的范围内，不产生局部高温。当今电子技术飞速发展，测量温度己不是难题，数学式的测温仪已非常便宜、使用方便；如果由于操作上的原因，如果效果不够理想，还可以重复一次上面的方法。

4 结语

干热除垢方法重中之重是干热而非干烧，较好决了难溶水垢的难题，较化学除垢简单、彻底。当今科技测温己不是难题，干热法除垢关键是掌握好加热时的温度，避免过热、过烧，不对锅炉钢材产生破坏性的影响，用户宜谨慎小心使用。本文作归纳总结，作为除垢方法的补充和借鉴。

[1]杨东方,陈洁著.低压锅炉水处理技术问答[M].中国建筑工业出版社,1990(02).

[2]金属材料及热处理[S].江苏省锅炉压力容器专业技术人员培训教材.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.21.036